Динамическое воздействие подвижной нагрузки на канатный став ленточного конвейера
На гірничих підприємствах широке використання набули стрічкові конвеєри з канатним ставом, який складається з двох паралельно натягнутих канатів, що спираються на стійки або підвішені до крівлі виробки. При русі конвеєрної стрічки з вантажем по ставу відбуваються просторові поперечні коливання канат...
Gespeichert in:
| Datum: | 2012 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Schriftenreihe: | Геотехническая механика |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54307 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Динамическое воздействие подвижной нагрузки на канатный став ленточного конвейера / Т.И. Жигула // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 105. — С. 185-191. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-54307 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-543072014-02-01T03:08:56Z Динамическое воздействие подвижной нагрузки на канатный став ленточного конвейера Жигула, Т.И. На гірничих підприємствах широке використання набули стрічкові конвеєри з канатним ставом, який складається з двох паралельно натягнутих канатів, що спираються на стійки або підвішені до крівлі виробки. При русі конвеєрної стрічки з вантажем по ставу відбуваються просторові поперечні коливання канатів, що знижує експлуатаційну надійність конвеєра і веде до численних відмов. Аналіз науково-технічної літератури з питань динаміки канатного ставу стрічкового конвеєра показав, що хоча існує велика кількість досліджень з цих питань, в них розглянуто вплив далеко не всіх значущих чинників, або ці дослідження залишилися незавершеними, або проводилися з використанням спрощених моделей, які не можуть адекватно відображати процеси функціонування стрічкових конвеєрів. Дана робота присвячена дослідженню поперечних коливань канатного ставу під дією рухомого навантаження (конвеєрної стрічки з вантажем) і визначенню динамічних зусиль, діючих на опори ставу і грунт виробки. При дослідженнях секція ставу моделювалася однорідним пружним стрижнем з шарнірними опорами на кінцях, по якому рухається рівномірно розподілене навантаження. Складено і вирішено рівняння поперечних коливань стрижня, що знаходиться під дією рухомого розподіленого навантаження і подовжньої розтягуючої сили. Отримано формули для розрахунку власних частот коливань системи, зусиль, що діють на стійки ставу, і критичних швидкостей руху вантажу, при яких можлива втрата стійкості системи. Для параметрів, відповідних типажному конвеєру 1Л100К, проведено розрахунок частот першого тону поперечних коливань канатів ставу і критичних швидкостей руху стрічки. On mine enterprises wide distribution was got by belt conveyers with rope base – the two parallel ropes, laying on supports or suspended to the roof of working. At motion of conveyer belt with a load on base ropes accomplish spatial transversal vibrations, that lowers operating reliability of conveyer and conduces to the numerous refusals. The analysis of scientific and technical literature on the questions of dynamics of rope base of belt conveyer showed that although exist a plenty of researches on these questions, in them influencing far of not all meaningful factors is considered, either these researches remained uncompleted, or were conducted with the use of the simplified models which can not adequately reflect the processes of functioning of belt conveyers. The real work is devoted to research of transversal vibra186 tions of base rope under action of the mobile loading (conveyer belt with a load) and determination of dynamic efforts operating on supports of base and soil of making. At researches the section of base was designed by a homogeneous resilient bar with joint supports on ends, which the evenly distributed loading moves on. An equation of transversal vibrations of the bar found under action of the mobile distributed loading and longitudinal stretching force is worked out and decided. Formulas for the calculation of own frequencies of vibrations of the system, transversal efforts, operating on the base supports, and stalling speeds of motion of load, which the loss of stability of the system is possible at, are got. For parameters proper to the model conveyer of 1L100K the calculation of frequencies of the first tone of transversal vibrations of base ropes and stalling speeds of motion of belt is produced. 2012 Article Динамическое воздействие подвижной нагрузки на канатный став ленточного конвейера / Т.И. Жигула // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 105. — С. 185-191. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54307 622.647.2:681.5 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
На гірничих підприємствах широке використання набули стрічкові конвеєри з канатним ставом, який складається з двох паралельно натягнутих канатів, що спираються на стійки або підвішені до крівлі виробки. При русі конвеєрної стрічки з вантажем по ставу відбуваються просторові поперечні коливання канатів, що знижує експлуатаційну надійність конвеєра і веде до численних відмов. Аналіз науково-технічної літератури з питань динаміки канатного ставу стрічкового конвеєра показав, що хоча існує велика кількість досліджень з цих питань, в них розглянуто вплив далеко не всіх значущих чинників, або ці дослідження залишилися незавершеними, або проводилися з використанням спрощених моделей, які не можуть адекватно відображати процеси функціонування стрічкових конвеєрів. Дана робота присвячена дослідженню поперечних коливань канатного ставу під дією рухомого навантаження (конвеєрної стрічки з вантажем) і визначенню динамічних зусиль, діючих на опори ставу і грунт виробки. При дослідженнях секція ставу моделювалася однорідним пружним стрижнем з шарнірними опорами на кінцях, по якому рухається рівномірно розподілене навантаження. Складено і вирішено рівняння поперечних коливань стрижня, що знаходиться під дією рухомого розподіленого навантаження і подовжньої розтягуючої сили. Отримано формули для розрахунку власних частот коливань системи, зусиль, що діють на стійки ставу, і критичних швидкостей руху вантажу, при яких можлива втрата стійкості системи. Для
параметрів, відповідних типажному конвеєру 1Л100К, проведено розрахунок частот першого тону поперечних коливань канатів ставу і критичних швидкостей руху стрічки. |
| format |
Article |
| author |
Жигула, Т.И. |
| spellingShingle |
Жигула, Т.И. Динамическое воздействие подвижной нагрузки на канатный став ленточного конвейера Геотехническая механика |
| author_facet |
Жигула, Т.И. |
| author_sort |
Жигула, Т.И. |
| title |
Динамическое воздействие подвижной нагрузки на канатный став ленточного конвейера |
| title_short |
Динамическое воздействие подвижной нагрузки на канатный став ленточного конвейера |
| title_full |
Динамическое воздействие подвижной нагрузки на канатный став ленточного конвейера |
| title_fullStr |
Динамическое воздействие подвижной нагрузки на канатный став ленточного конвейера |
| title_full_unstemmed |
Динамическое воздействие подвижной нагрузки на канатный став ленточного конвейера |
| title_sort |
динамическое воздействие подвижной нагрузки на канатный став ленточного конвейера |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54307 |
| citation_txt |
Динамическое воздействие подвижной нагрузки на канатный став ленточного конвейера / Т.И. Жигула // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 105. — С. 185-191. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT žigulati dinamičeskoevozdejstviepodvižnojnagruzkinakanatnyjstavlentočnogokonvejera |
| first_indexed |
2025-07-05T05:39:43Z |
| last_indexed |
2025-07-05T05:39:43Z |
| _version_ |
1836784270976221184 |
| fulltext |
185
нормативной документации ограничивать не только абсолютные значения до-
пустимых перегрузок для всего пакета канатов, но и учитывать сочетания их
знаков, не допуская одновременной перегрузки канатов с одной стороны от оси
сосуда и ослабления с другой.
6. При проведении аппаратурных динамических испытаний систем «сосуд-
армировка» многоканатной установки необходимо предварительно выполнять
выравнивание натяжений между головными канатами для исключения возбуж-
дения ударных взаимодействий, не связанных с нарушением прямолинейности
профилей проводников армировки и вызванных перекосом сосуда.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Нестеров П.П. Безуравнительный многоканатный подъем /П.П. Нестеров, Ю.П. Шабанов-Кушнаренко,
Н.К.Гончаренко // ГОСТЕХИЗДАТ УССР. Киев. -1963. 475с.
2. Бежок В.Р. Шахтный подъем / В.Р. Божок - Донецк. –Юго-Восток. -2007. -623с.
3. Белобров В.И. Динамика шахтных подъемных установок / В.И.Белобров, В.И. Дзензерский, В.И. Самуся,
С.Р. Ильин // Изд. ДГУ. Днепропетровск. -2000. 380с.
4. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подзем-
ным способом. М. «Недра». 1977. -223с.
5. Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт. Изд. 2-е стереотип. М. «Недра». -1976.
-303с.
6. Ильин С.Р. Влияние параметров диаграммы скорости подъема и эксцентриситета груза на динамику си-
стемы «сосуд-армировка» шахтных стволов / С.Р. Ильин // ИГТМ НАН Украины. Геотехническая механика.
Межвед. Сб-к. науч. тр. Вып. 98, Днепропетровск. -2012. -C.322-348.
УДК 622.647.2:681.5
Канд. техн. наук Т. И. Жигула
(ИГТМ НАН Украины)
ДИНАМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ПОДВИЖНОЙ НАГРУЗКИ
НА КАНАТНЫЙ СТАВ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА
На гірничих підприємствах широке використання набули стрічкові конвеєри з канатним ставом, який скла-
дається з двох паралельно натягнутих канатів, що спираються на стійки або підвішені до крівлі виробки. При
русі конвеєрної стрічки з вантажем по ставу відбуваються просторові поперечні коливання канатів, що знижує
експлуатаційну надійність конвеєра і веде до численних відмов. Аналіз науково-технічної літератури з питань
динаміки канатного ставу стрічкового конвеєра показав, що хоча існує велика кількість досліджень з цих пи-
тань, в них розглянуто вплив далеко не всіх значущих чинників, або ці дослідження залишилися незавершени-
ми, або проводилися з використанням спрощених моделей, які не можуть адекватно відображати процеси фун-
кціонування стрічкових конвеєрів. Дана робота присвячена дослідженню поперечних коливань канатного ставу
під дією рухомого навантаження (конвеєрної стрічки з вантажем) і визначенню динамічних зусиль, діючих на
опори ставу і грунт виробки. При дослідженнях секція ставу моделювалася однорідним пружним стрижнем з
шарнірними опорами на кінцях, по якому рухається рівномірно розподілене навантаження. Складено і виріше-
но рівняння поперечних коливань стрижня, що знаходиться під дією рухомого розподіленого навантаження і
подовжньої розтягуючої сили. Отримано формули для розрахунку власних частот коливань системи, зусиль, що
діють на стійки ставу, і критичних швидкостей руху вантажу, при яких можлива втрата стійкості системи. Для
параметрів, відповідних типажному конвеєру 1Л100К, проведено розрахунок частот першого тону поперечних
коливань канатів ставу і критичних швидкостей руху стрічки.
DYNAMIC INFLUENCE OF MOBILE LOADING
ON ROPE BASE OF BELT CONVEYER
On mine enterprises wide distribution was got by belt conveyers with rope base – the two parallel ropes, laying on
supports or suspended to the roof of working. At motion of conveyer belt with a load on base ropes accomplish spatial
transversal vibrations, that lowers operating reliability of conveyer and conduces to the numerous refusals. The analysis
of scientific and technical literature on the questions of dynamics of rope base of belt conveyer showed that although
exist a plenty of researches on these questions, in them influencing far of not all meaningful factors is considered, either
these researches remained uncompleted, or were conducted with the use of the simplified models which can not ade-
quately reflect the processes of functioning of belt conveyers. The real work is devoted to research of transversal vibra-
186
tions of base rope under action of the mobile loading (conveyer belt with a load) and determination of dynamic efforts
operating on supports of base and soil of making. At researches the section of base was designed by a homogeneous
resilient bar with joint supports on ends, which the evenly distributed loading moves on. An equation of transversal vi-
brations of the bar found under action of the mobile distributed loading and longitudinal stretching force is worked out
and decided. Formulas for the calculation of own frequencies of vibrations of the system, transversal efforts, operating
on the base supports, and stalling speeds of motion of load, which the loss of stability of the system is possible at, are
got. For parameters proper to the model conveyer of 1L100K the calculation of frequencies of the first tone of transver-
sal vibrations of base ropes and stalling speeds of motion of belt is produced.
В настоящее время на горных предприятиях большое распространение по-
лучили ленточные конвейеры с канатным ставом и подвесными роликоопора-
ми. Канатный став представляет собой два параллельно натянутых каната, опи-
рающихся на стойки или подвешенных к кровле выработки, на которые подве-
шиваются роликоопоры грузовой ветви конвейера. Конвейер с канатным ста-
вом малогабаритен, легок, имеет небольшую стоимость, особенно удобен в
подземный условиях.
При работе ленточного конвейера с канатным ставом под действием вынуж-
дающих воздействий канаты става совершают пространственные поперечные
колебания, что снижает эксплуатационную надежность конвейера и приводит к
многочисленным отказам, при подвесном канатном ставе колебания става мо-
гут привести к разрушению кровли выработки. К числу воздействий со стороны
ленты и груза на став относятся продольно-поперечные колебания ленты в ре-
жимах пуска и торможения, в установившихся режимах – движение постоянной
или переменной нагрузки вдоль конвейера и падение отдельных крупных кус-
ков на ленту, со стороны роликоопор – их перекос, обусловленный неравно-
мерностью распределения груза по сечению ленты, и эксцентриситет отдель-
ных роликов. Перечисленные факторы возникают как следствие режимов экс-
плуатации, неравномерности поступления груза, неточности изготовления и
установки става. Все они, кроме движения нагрузки вдоль конвейера, могут
быть, если не устранены полностью, то хотя бы частично сглажены.
Анализ научно-технической литературы по вопросам динамики канатного
става ленточного конвейера показал, что на протяжении последних сорока лет
этими вопросами занимались многие ученые в нашей стране и ближнем зару-
бежье. Исследовалось влияние различных факторов на динамику става: падение
куска груза на ленту, влияние подвижной равномерной или случайной нагруз-
ки, продольно-поперечные колебания конвейерной ленты и др. При разработке
математических моделей канаты става рассматривались, как правило, на одном
пролете и представлялись как гибкая упругая нить, как балка с шарнирно опер-
тыми или защемленными концами, как искривленное упругое основание с пе-
ременной жесткостью, как многомассовая система. Были получены формулы
частот собственных колебаний канатов, определены резонансные зоны, крити-
ческие скорости движения ленты, при которых возможен отрыв груза от ленты
или значительный провес канатов. Также были получены формулы для расчета
рациональных параметров канатного става: длины пролета, числа роликоопор в
пролете, расстояния между роликоопорами, жесткости подвески, натяжения ка-
натов и ленты.
Несмотря на большой объем исследований, рассмотрено влияние на дина-
мику канатного става далеко не всех значимых факторов, либо эти исследова-
187
ния остались незавершенными. В частности, нами не обнаружено работ по вли-
янию вспучивания почвы на динамику канатов става, не исследовалось влияние
бокового схода ленты, не рассматривалась специфика става, подвешенного к
кровле выработки. Многие исследования проводились с использованием упро-
щенных моделей, которые не могут адекватно отражать процессы функциони-
рования ленточных конвейеров.
Настоящая работа посвящена исследованию поперечных колебаний канат-
ного става под действием движущейся нагрузки – наиболее существенного не-
устранимого возмущающего фактора, и определению динамических усилий,
действующих в результате колебаний канатов на опоры и почву выработки.
При исследовании поперечных колебаний канатного става секцию става мо-
делируем однородным упругим стержнем с изгибной жесткостью EI (Нм
2
) и
интенсивностью собственного веса p (Н/м), по которому со скоростью V (м/с)
движется распределенная нагрузка интенсивности q (Н/м). Для различных слу-
чаев установки или подвески става будем считать, что концы стержня либо
шарнирно оперты, либо жестко защемлены, либо упруго закреплены относи-
тельно поперечных перемещений.
На рис. 1 представлена расчетная схема секции канатного става длиной l (м)
под действием движущейся равномерной нагрузки.
1 – канаты секции става; 2,3 – опоры секции
Рис. 1 – Расчетная схема поперечных колебаний секции канатного става
под действием движущейся нагрузки
Считаем, что упругая ось стержня в недеформированном состоянии прямо-
линейна, примем ее за координатную ось х. Поперечные отклонения точек оси
стержня у определяются функцией двух переменных – координаты х и времени t:
y = y(x,t).
Согласно [1] уравнение поперечных колебаний стержня, находящегося под
действием распределенной нагрузки и продольной растягивающей силы, имеет
вид:
),(
2
2
2
2
2
2
txf
x
y
W
xx
y
EI
xt
y
g
p
, (1)
где W – растягивающее усилие, направленное вдоль оси стержня, Н; f(x,t) – ин-
x
V
l
q
y
1
2 3
188
тенсивность поперечной нагрузки, Н/м; g – ускорение силы тяжести, м/с
2
.
Вследствие прогиба стержня интенсивность подвижной нагрузки определя-
ется суммой интенсивностей ее веса и силы инерции:
2
),(
V
g
q
qtxf , (2)
где – радиус кривизны стержня, м; 2
2
22
V
x
yV
– вертикальное ускорение
элемента нагрузки, возникающее из-за прогиба стержня.
Подставляя (2) в (1), получим уравнение
p
qg
x
y
b
x
y
c
t
y
2
2
4
4
2
2
, (3)
где
,
p
EIg
c
p
qVWg
b
2
. (4)
Считаем, что в граничных точках выполняются условия шарнирного опира-
ния:
,0,,0 tlyty
.0
,,0
2
2
2
2
x
tly
x
ty
(5)
Начальные условия задачи:
y(x,0) = (x), (0) = (l)=0, (6)
где (x) – форма става, которую он имел до начала движения конвейерной ленты.
Уравнение (3) неоднородное, для того, чтобы прийти к однородному урав-
нению, представим функцию y(x,t) в виде:
y(x,t) = y1(x,t)+y2(x), (7)
где y(x,t) – решение однородного уравнения
0
2
1
2
4
1
4
2
1
2
x
y
b
x
y
c
t
y
(8)
с граничными условиями
y1(0,t) = y1(l,t) = 0;
0
,,0
2
1
2
2
1
2
x
tly
x
ty
(9)
и начальными условиями
189
y1(x,0) = (x)–y2(x), (10)
а функция y2(x) – решение уравнения
p
qg
dx
yd
b
dx
yd
c
2
2
2
4
2
4
(11)
с граничными условиями:
y2(0) = y2(l) = 0. (12)
Общее решение однородного уравнения (8) с граничными условиями (9) со-
гласно [1] ищем в виде ряда Фурье:
1
1 sinsincos,
i
iiii
l
xi
tpNtpMtxy , (13)
где pi – собственные частоты поперечных колебаний системы, с
-1
; Mi и Ni – по-
стоянные, которые определяются из начальных условий (10).
Уравнение частот имеет вид
,0
2
2
4
l
i
bp
l
i
c i (14)
(i = 1,2,…),
откуда собственные частоты системы
b
l
i
c
l
i
pi
2
, (15)
(i = 1,2,…).
Решение уравнения (11) с граничными условиями (12) можно представить в
виде [2]:
1
cos
1
2
cos
424
)(
2
22
2
2
2
u
u
l
x
u
llxx
EIu
ql
xy , (16)
где .
4
2
2
2 l
gEI
gWqV
u
Окончательно решение уравнения (3) с граничными и начальными условия-
ми (5) и (6) имеет вид:
190
1
sinsincos,
i
iiii
l
xi
tpNtpMtxy +
1
cos
1
2
cos
424 2
22
2
2
u
u
l
x
u
llxx
EIu
ql
. (17)
Формула (17) определяет вертикальные перемещения точек става в произ-
вольный момент времени при движении по нему конвейерной ленты с грузом и
дает возможность вычислить поперечные усилия N(x,t), действующие на канаты
става у стоек:
,
),0(
),0(
x
ty
WtN
,
),(
),(
x
tly
WtlN
необходимые для исследования воздействия канатов на опоры и почву выработки.
Проанализируем формулу для вычисления частот собственных поперечных
колебаний става, находящегося под действием растягивающего усилия и по-
движной нагрузки (15). Если принять W = 0 и V=0, т.е. считать, что стержень не
растянут и нагрузка неподвижная, приходим к формуле
,
2
22
p
EIq
l
i
pi
(i = 1,2,…),
которая соответствует уравнению частот собственных колебаний шарнирно
опертого стержня [1], что подтверждает адекватность примененной математи-
ческой модели.
Определим скорость, при которой собственная частота первого тона колеба-
ний системы обращаются в нуль, назовем ее первой критической Vkp1 [2]. При
достижении этой скорости происходит потеря устойчивости става:
0
2
1
2
1
p
qVWg
lp
EIg
l
p
кр
, (18)
откуда
q
Wg
lq
EIg
Vкр
2
21 . (19)
Величина поперечных перемещений става y2(x), обусловленных подвижной
нагрузкой, определяется формулой (16), в соответствии с которой y2(x) при
cosu 0 или .
2
u Определим критическую скорость движения нагрузки Vкр2
для этого случая, т.е. определим, при какой скорости параметр u принимает
значение
2
:
191
24
2
2
gEI
qVgW
lu
кр
,
откуда
2
2
2
l
EI
W
q
g
Vкр . (20)
Определим основные параметры типажного конвейера 1Л100К, производи-
тельность которого составляет Q = 420 т/час, ширина ленты В = 1000 мм, скорость
движения ленты V = 1,6 м/с. Для канатного става применяются канаты конструк-
ции ЛК-Р 6х19+1 о.с. диаметром d =14 мм, погонный вес каната qк =6 Н/м. На
один метр става приходится одна роликоопора весом Gр =270 Н, таким образом
интенсивность собственного веса става составляет p = 2qk + Gр =282 Н/м. Изги-
бная жесткость канатного става с подвесными роликоопорами при диаметре
канатов 14 мм составляет EI = 75,4 Нм
2
. Растягивающее усилие в канатах става
принимаем равным W =2510
3
Н [3]. Погонный вес ленты qл =160 Н/м, макси-
мальная интенсивность грузопотока qгМ =732 Н/м, тогда максимальная интен-
сивность подвижной нагрузки, действующей на став, q = qл + qг = 892 Н/м. Под-
ставляя параметры конвейера 1Л100К в формулы (19) и (20), получим Vкр1 =
=18,3 м/с, Vкр2 = 16,6 м/с. Т.к. Vкр1 и Vкр2 превышают реальную скорость конвей-
ерной ленты более, чем в 10 раз, очевидно, что потеря устойчивости канатному
ставу не угрожает.
Рассчитаем частоты первого тона колебаний става при движении незагру-
женной и максимально загруженной ленты:
1) лента незагруженная q = qл = 160 Н/м, p1 = 0,9252 с
-1
;
2) максимально загруженная лента q = qл+qг = 892 Н/м, p1 = 0,9217 с
-1
.
Как видим, частоты первого тона поперечных колебаний става для незагру-
женной и максимально загруженной ленты отличаются не более, чем на 0,4%.
Это объясняется тем, что в формуле (15) слагаемое, учитывающее натяжение
канатов, значительно (более, чем в 100 раз) превосходит слагаемое, учитываю-
щее интенсивность подвижной нагрузки и скорость ее движения. Таким обра-
зом, для реальных значений натяжений канатов става частоты их поперечных
колебаний практически не зависят от интенсивности и скорости подвижной
нагрузки.
Проведенные для параметров конвейера 1Л100К расчеты показали, что
движущаяся нагрузка не оказывает существенного влияния на поперечные ко-
лебания става. Тем не менее, при проектировании новых конвейеров такой рас-
чет необходимо выполнять для того, чтобы исключить сочетание параметров,
при которых возможно возникновение критического состояния, характеризую-
щегося неустойчивостью системы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бабаков И. М. Теория колебаний / И. М. Бабаков. – М.: Наука, 1985. – 560 с.
2. Пановко Я. Г. Устойчивость и колебания упругих систем / Я. Г. Пановко, И. И. Губанова. – М.: Наука,
1987. – 352 с.
3. Шахмейстер Л. Г. Теория и расчет ленточных конвейеров / Л. Г. Шахмейстер, В. Г. Дмитриев. – М.: Ма-
шиностроение, 1987. – 335 с.
192
УДК 622.647.2
Канд. техн. наук Г. І. Ларіонов,
інж. М. Г. Ларіонов
(ІГТМ НАН України)
ПРО ОЦІНКУ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ
КОНВЕЄРНОЇ СТРІЧКИ НА ДУЗІ КОВЗАННЯ
Работа посвящена расширению сферы применения техники Л. Прандтля на решение задачи о взаимодей-
ствии конвейерной ленты и нефутерованного барабана. Получено решение задачи Ламе с соответствующими
граничными условиями, что позволило выяснить характер деформаций на дуге скольжения. Приведены графи-
ки деформаций и соответствующих им напряжений.
ON CONVEYER’S BELT STRESS-STRAIN STATE IN SLIDING ARCH
DRUM
The paper is devoted to expand L. Prandtl technique to contact the conveyor belt with rigid drum. The Lamb task
solving with corresponding boundary condition allow explaining the deflection nature in slide arch drum. The deflections
and corresponding stresses graphics are demonstrated.
Одним з найбільш ефективних шляхів збільшення тягової спроможності
приводу стрічкового конвеєра є підвищення коефіцієнту тертя конвеєрної стрі-
чки з поверхнею барабана, тобто його футеровка [1].
На сьогодні практичного метода розрахунку еластичної футеровки не роз-
роблено. Розробка наукових основ проектування футеровки приводних бараба-
нів стрічкових конвеєрів та практичних рекомендацій конструктору потребує
розв’язку наступних задач: а) поглиблене дослідження процесу взаємодії елас-
тичної футеровки з пружною стрічкою та уточнення фізичних закономірностей;
б) встановлення раціональної форми контактуючих поверхонь та визначення
оптимальних значень геометричних параметрів захисного шару футеровки.
Дослідженням у напрямі вивчення процесів взаємодії стрічки з футерованим
барабаном присвячено праці багатьох авторів [1–6]. Так, О.В. Андрєєв [2], кори-
стуючись методами фотопружності, підтвердив існування як дуги ковзання, так і
покою, а також підтвердив передачу зусиль останньою. Факт передачі зусиль він
пояснював депланацією поперечних перетинів стрічки під дією сил розтягу.
Значний внесок у вивчення процесів взаємодії стрічки з футерованим бара-
баном зроблено науковою школою під керівництвом академіка НАН України
В. І Моссаковського [3, 4]. Так, в [3] футерований барабан моделювався осно-
вою Вінклера. В роботі [4] для врахування деформаційних характеристик футе-
ровки основу Вінклера було замінено більш складною основою – Власова-
Ціммермана. Однак, як з’ясувалось, у обох випадках при прямуванні жорсткос-
ті футеровки барабана до нескінченності, що відповідає гладкому барабану, ви-
никає ковзання стрічки по барабану. Крім того, таке рішення приводило до по-
яви стрибків напружень і деформацій, існування яких пояснити важко.
В дослідженнях, що виконуються в ІГТМ НАН України, не тільки експери-
ментально підтверджено факт передачі тягових зусиль на дузі спокою [5], а й
зроблено припущення про існування крайового шару в зоні контакту, який віді-
грає вирішальну значення у передачі зусиль, врахування якого дозволяє усуну-
ти стрибки напружень і деформацій [6].
Так, в роботі [6] вирішено задачу про передачу зусиль від футерованого ба-
рабана до стрічки з врахуванням наявності крайового шару в ній. Задачу вирі-
|