Применение моделирования на ЭВМ при разработке тягового расчета ленточного трубчатого транспорта

  Тяговый расчет ленточного трубчатого конвейера (ЛТК) позволяет определить его основные характеристики (тип ленты и мощность привода) и выполняется известным «методом обхода по контуру» путем последовательного суммирования всех сопротивлений движению как распределенных, так и сосредоточенных. За основу расчета распределенных сил сопротивления движению ленты трубчатого конвейера применяют подход, основанный на изучении силы сопротивления на единичной роликоопоре с последующим интегрированием этой силы по длине конвейера.

  Сила сопротивления движению на единичной роликоопоре U_p состоит из трех составляющих: силы сопротивления от вращения роликов - U_вр, силы сопротивления движению от вдавливания роликов в нижнюю обкладку ленты - U_вд и силы сопротивления от деформирования груза и ленты - U_деф, т.е.

                                                                            U_p=U_вр+U_вд+U_деф, Н,                                                                                       (1)

  Для расчета силы от вдавливания роликов в нижнюю обкладку ленты(Uвд) и силы от деформирования груза (Uдеф.г) в трубообразной ленте использовано моделирование на ЭВМ.

  При определении силы U_вд использована формула:

                                                                       U_вд= f(δ_c)*(Δ_н/E_нD²l_p)^1/3*(P_p∑)^4/3, Н,                                                                         (2)

где P_p∑ - суммарная сосредоточенная нагрузка на ролик от груза и ленты, т.е. P_p∑=P_∑i−G´_p; f(δ_c) – коэффициент, учитывающий реологические свойства ленты; l_p - длина линии контакта ленты с роликом, м; E_H и Δ_H - модуль упругости (Па) и толщина нижней обкладки ленты (м); D - некоторая условная кривизна, равная

                                                                                  1/D=1/Dр-1/2R_л, м^-1                                                                                     (3)

где D_p - диаметр ролика, м; R_л - радиус кривизны ленты вблизи ролика, м.

  При определении силы Uдеф.г использовалась специально разработанная цифровая модель пролета ЛТК.

  Сила U_деф.г определялась по формуле:

                                                                                      Uдеф.г=ξ*A/l´_p, Н,                                                                                   (4)

где A – работа, совершаемая приводом по преодолению пассивного давления груза, Нм; l´_p – расстояние между роликоопорами, м; ξ – коэффициент относительных потерь при деформировании груза.

  На рис. 3 приведены экспериментальные и аппрокси­мирующие их зависимости силы сопротивления от дефор­мирования груза U_деф.г для лент шириной B= 800 мм и 1200 мм.

  На основании обработки результатов моделирования получена следующая формула для расчета силы сопротивления от деформирования груза:

                                                                                     Uдеф.г=C´_деф/S , Н,                                                                                  (5)

где С´_деф - константа, зависящая от диаметра трубообразной ленты, насыпной плотности груза, его подвижности и пр., Н².

  Полученные с использованием моделирования зависимости U_вд и U_деф.г позволили определить величину U_р и разработать методику тягового расчета ЛТК.

  Научный руководитель - д.т.н., проф. Дмитриев В.Г.