К.т.н., Бондаренко Л.М., Яковлєв С.О., Северин О.П., Білоконний А.В.

Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. академіка В. Лазаряна

ГОЛОВНІ УМОВИ ПІДВИЩЕННЯ ККД ВАНТАЖОПІДІЙМАЛЬНИХ ТА ТРАНСПОРТУЮЧИХ МАШИН

 

Під ККД вантажопідіймальних та транспортуючих машин звичайно мається на увазі відношення роботи сил корисного опору Ако до роботи рушійних сил Ар, а коефіцієнт витрат визначається як відношення роботи сил тертя Атс до роботи рушійних сил.

Непомітно першочергові заходи по підвищенню ККД.

1. Транспортуючі машини безперервної дії.

Робота сил корисного опору на довжині L, наприклад, стрічкового конвеєра

                                                                                                       (1)

де H – висота подачі матеріалу; m – лінійна щільність транспортуючого матеріалу.

Робота рушійних сил на довжині конвеєра

                                                                   (2)

де - коефіцієнт опору руху.

ККД конвеєра

                                                                                        (3)

де ηс - ККД привідної станції.

ККД самого конвеєра (без привідної станції)

                                                                                                     (4)

а оскільки  ηс ≈ 0,85, то

                                                                                                      (5)

Коефіцієнт витрат конвеєра

                                                                                            (6)

а

                                                                                                (7)

Відзначимо, що формули (1) – (7) отримані при припущені, що швидкість та поступаючого  на неї матеріалу однакові. В противному випадку, якщо швидкість матеріалу однакові. В противному випадку, якщо швидкість матеріалу Vм менше швидкості стрічки V, у формулу ККД необхідно додати роботу (V- Vм)mL.

Залежності η та ψ для прямолінійного конвеєра показані на рис.1.

          Рис. 1а                                                       Рис. 1б

Рис. 1а. Залежність ККД прямолінійного стрічкового конвеєра: 1 – відпри β = 5 та 2 – при β = 30˚; 3 – від β при  = 0,30 та при 4 - = 0,15; 5 – ККД привідної станції; штрихи – те ж тільки конвеєра (без привідної станції).

Рис. 1б. – те ж для коефіцієнта витрат.

З рис. 1а неважко зробити висновок, що ККД стрічкового конвеєра різко підвищується зі збільшенням кута нахилу і, наприклад, при β = 30˚ близький до 0,6, а при β = 0˚ дорівнює нулю. ККД конвеєрів в меншій мірі збільшується зі зменшенням коефіцієнта опору руху, тому очевидно, що першочергово треба збільшувати кут β приблизно до 30˚ тому, що подальше його зростання не проводить до значного підвищення ККД.

2. Механізми підйому кранів.

Якщо припустити, що інерційні навантаження незначні, а часом пуску та гальмування можна знехтувати у порівнянні з загальним часом підйому вантажу, то

                                                                                             (8)

де Hп, Hо – висоти підйому та опускання вантажу.

Величина

                                                                        (9)

Тепер

                                                                                                  (10)

Формула (10) отримана при припущенні, що опускання вантажу відбувається у режимі двигуна. У випадку опускання в режимі гальмування

                                                                                       (10а)

3. Механізми пересування.

Робота сил корисного опору

                                                                                             (11)

де V – швидкість пересування; tp –  час розгону на шляху LP; М – маса крана або візка.

Робота рушійних сил

                                                                      (12)

де Lp – шлях руху; Lг – шлях гальмування.

Величина ККД механізму пересування

                                                                                    (13)

Коли L>> Lp + Lг, то

                                                                                         (13а)

Якщо, як у п.1, загальний ККД механізму пересування визначити як добуток ККД механізму приводу ηмх на ККД в ходових частинах ηхg, η = ηмхηхg, то величину ηхg у разі величини коефіцієнта тертя підшипників µ, часу розгону tp, коефіцієнта Кр ,який враховує тертя реборд та відношення діаметра колеса D1 до діаметра цапфи d для візків мостових кранів, які рекомендуються [1], отримаємо

                                                                              (14)

Аналіз цієї формули показує, що найбільш реальним шляхом підвищення ηхg є зменшення К – коефіцієнта тертя кочення.

На рис.2 показані залежності ηхg та ηнч від коефіцієнта тертя кочення при різних довжинах їзди візка.

Аналіз отриманих формул та графіків дозволяє зробити такі висновки:

-         зменшення коефіцієнта опору стрічки прямолінійного конвеєра з 0,30 до 0,15 спричиняє збільшення ККД приблизно на 30% при β=30˚ та на 60% при β=0;

Рис.2. Залежності від коефіцієнта тертя кочення ККД ходової частини:

          1-L=5; 2- L=15; 3- L=25м; 1;2;3 – складові частини від тертя

          кочення при V=0,7м/с

 

-         зменшення коефіцієнта тертя кочення колес візків мостових кранів з 1,2 до 0,4мм спричиняє збільшення ККД ходової частини приблизно на 20;30;35% при довжині їзди на 5;15;25м відповідно;

-         одним із перспективних напрямків для підвищення ККД вантажопідіймальних та транспортуючих машин є зниженням коефіцієнта тертя кочення та коефіцієнта опору руху.

-          

Література:

1. Справочник по кранам: В2т. Т.2/Александров М.П., Гохберг М.М., Ковин А.А. и др.-Л.: Машиностроение, 1998.-559с.