Технічні науки, транспорт
Бельмас І.В., Пєрфільєва Ю.М., Семенов Є.Ю.

Дніпродзержинський державний технічний університет

 

Обґрунтування можливості використання гумотканинної стрічки в елеваторі типу «Гусяча шия»

 

Елеватор «Гусяча шия» за конструкцією відноситься до  ковшових конвеєрів. Надійність та довговічність таких машин  менша за відповідні показники для стрічкового конвеєра. Усунути  цей недолік можна, якщо  застосувати конвеєрну стрічку у якості тягово-транспортувального органу. Для запобігання зсуву матеріалу зі стрічку її треба наділити виступами – перегородками (рис.1).   Розробка методики розрахунку виступів  для такої стрічки - актуальна задача.

 

 

Рисунок 1 Стрічка     на конвеєрі

1 – стрічка; 2 – перегородки;

3 – барабан радіусом R

 

 

Дослідженням напружено-деформованого стану конвеєрних стрічок присвячені роботи ряду вчених, включно й одного зі співавторів  [1]. Напружений стан перегородок навантажених силами тиску та при згині стрічки на барабані не досліджено. 

Приймемо, що навантаження на перегородку розподілені за лінійним законом (рис. 2), матеріал перегородки пружний, а його деформації описуються лінійним законом Гука.

 

 

Рисунок  2 – Схема навантаження перегородки

За таких  припущень задача збігається з задачею Леві. Відповідно до якої, нормальні та дотичні напруження в перегородці визначаються залежностями:

                   

Схема   деформування перегородки умовного прямокутного перерізу на барабані показана на рис.3

 

Рисунок 3 – Схема   деформування перегородки на барабані

1 – барабан радіусом R;       2 – перегородка                

 

Приймемо, що форма стрічки під перегородкою на ділянці взаємодії з барабаном описується параболою:

,                                                                    

де а та b - параметри параболи.

Значення параметрів а та b знайдемо з умови рівності максимального прогину стрічки у разі згину по параболі на барабані радіусом R:

,     .                                                    

В першому наближенні для компонентів зміщення задамося наступними рівняннями, що випливають з якісної картини деформації перегородки, показаної на рис. 3

   ,        ,                                   

де U –  зміщення  точок перегородки відносно осі х;     V – зміщення точок перегородки відносно осі у;      n1, п2, k  – невідомі коефіцієнти.

З умови незмінності прямого кута поміж стрічкою та перегородкою в крайніх точках (х=0, у=h/2) маємо   .   

Відповідно до закону Гука вирази для компонент деформації та напружень

,   ,

 , 

,            ,               .    

Енергія деформування визначається залежністю

  .                                         

де Θ – відносна об’ємна деформація; μ – коефіцієнт Пуассона

З умов мінімуму енергії деформування 

,    , 

маємо систему рівнянь для визначення невідомих n1, п2, k.

Висновки. Отримані залежності дозволяють визначати напружений стан перегородок стрічки для елеватора «Гусяча шия».

 

Література

1. Бельмас И.В. Основы теории и расчета резинотросовой конве­йерной ленты с учетом его пространственной формы.- Дис. докт. наук: 05.05.06, 01.02.06. - Днепропетровск, 1993. - 312 с.