ПРИВОДНОЙ БАРАБАН ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА Российский патент 2009 года по МПК B65G23/04 

Изобретение относится к конвейеростроению, а именно к приводным барабанам ленточных конвейеров, и может быть использовано на бремсберговых ленточных конвейерах, т.е. конвейерах, которые при загруженной ленте работают в тормозном режиме.

Известен приводной барабан ленточного конвейера (прототип), содержащий вал с закрепленными на нем ступицами, диски, обечайку с закрепленной на ней футеровкой с возможностью ее огибания конвейерной лентой (Проектирование и конструирование транспортных машин и комплексов, под ред. И.Г.Штокмана. М., Недра, 1986, с.157-158, рис.8.7).

Футеровка барабана может быть выполнена из резины, пластмассы, цинка, алюминиевого сплава. Максимальное значение коэффициента сцепления конвейерной ленты с приводным барабаном и максимальная тяговая способность приводного барабана обеспечиваются как показали исследования при выполнении футеровки из алюминиевых сплавов. Его величина может доходить до 0,7, что более чем в 1,5 раза больше, чем при резиновой футеровке. Однако при этом за счет упругого проскальзывания конвейерной ленты неизбежен интенсивный фрикционный износ как самой конвейерной ленты, так и футеровки приводного барабана. Последнее обстоятельство вызывает необходимость частой замены футеровки. Поэтому на практике ограничиваются футеровками с коэффициентом сцепления не более 0,4, что соответствует футеровкам на основе резины. В этом случае при необходимости обеспечения значительного тягового усилия используются многобарабанные приводы. В то же время при техническом решении, обеспечивающем удовлетворительные показатели привода по истираемости футеровки, безусловно актуально применение футеровок с максимальным значением коэффициентов трения при взаимодействии с конвейерной лентой. Это позволит в ряде случаев отказаться от применения многобарабанных приводов и упростить конструкцию конвейера, существенно снизив его стоимость и систему управления.

Техническим результатом изобретения является обеспечение повышения тяговой способности приводного барабана бремсбергового ленточного конвейера при минимальном износе футеровки из материала с высоким коэффициентом трения между ним и конвейерной лентой за счет передачи тягового усилия конвейерной ленте при коэффициенте сцепления, близком к коэффициенту трения покоя.

Технический результат достигается тем, что в приводном барабане ленточного конвейера, содержащем вал с закрепленными на нем ступицами, обечайку с закрепленной на ней футеровкой из материала с максимальным значением коэффициента трения между ним и конвейерной лентой с возможностью огибания приводного барабана конвейерной лентой, согласно изобретению обечайка выполнена из размещенных с зазорами друг относительно друга отдельных элементов, каждый из которых двумя плоскими пружинами связан со ступицами с возможностью прогиба пружин в направлении вращения приводного барабана, при этом параметры приводного барабана выбраны из соотношений

δ>λ, λ=1/3Tl(EJ)^-1[ехр(μα)-1][ехр(μα)]^-1, α=2π/n,

где δ - зазор между смежными элементами обечайки приводного барабана, м, Т - максимальное натяжение конвейерной ленты в точке ее сбегания с приводного барабана, Н, λ - упругое удлинение конвейерной ленты при натяжении Т, l - расстояние между точкой защемления плоской пружины на ступице и цилиндрической поверхностью приводного барабана, м, Е - модуль продольной упругости материала плоской пружины, Н/м², J - осевой момент инерции плоской пружины, м⁴, μ - коэффициент сцепления конвейерной ленты с футеровкой приводного барабана, α - центральный угол между плоскими пружинами смежных элементов обечайки приводного барабана, рад, n - количество элементов обечайки приводного барабана.

Приводной барабан ленточного конвейера представлен на фиг.1 - разрез по продольной оси конвейера, на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1.

Приводной барабан содержит вал 1 с закрепленными на нем ступицами 2 и 3, обечайку с закрепленной на ней футеровкой с возможностью огибания приводного барабана конвейерной лентой 4. Обечайка выполнена из размещенных с зазорами 5 друг относительно друга отдельных элементов 6, каждый из которых двумя плоскими пружинами 7 и 8 связан со ступицами 2 и 3 с возможностью прогиба пружин 7 и 8 в направлении 9 вращения приводного барабана. На элементах 6 обечайки закреплена футеровка 10 из материала с максимальным значением коэффициента трения между ним и конвейерной лентой 4. При этом параметры приводного барабана выбраны из следующих соотношений

δ>λ, λ=1/3Tl(EJ)^-1[ехр(μα)-1][ехр(μα)]^-1, α=2π/n,

где δ - зазор между смежными элементами обечайки приводного барабана, м, T - максимальное натяжение конвейерной ленты в точке ее сбегания с приводного барабана, Н, λ - упругое удлинение конвейерной ленты при натяжении Т, l - расстояние между точкой защемления плоской пружины на ступице и цилиндрической поверхностью приводного барабана, м, Е - модуль продольной упругости материала плоской пружины, Н/м², J - осевой момент инерции плоской пружины, м⁴, μ - коэффициент сцепления конвейерной ленты с футеровкой приводного барабана, α - центральный угол между плоскими пружинами смежных элементов обечайки приводного барабана, рад, n - количество элементов обечайки приводного барабана.

Приводной барабан действует следующим образом. При вращении приводного барабана бремсбергового ленточного конвейера в направлении 9 при установившемся режиме работы под действием натяжения конвейерной ленты 4, увеличивающегося от минимального значения в точке набегания до максимального значения Т в точке сбегания, элементы 6 с закрепленной на них футеровкой 10, например, из алюминиевого сплава отклоняются в направлении вращения 9 приводного барабана на величину, пропорциональную натяжению ленты 4 в соответствующей точке дуги обхвата, за счет деформации плоских пружин 7 и 8. Благодаря этому при соответствующем приведенным выше рекомендациям выборе параметров приводного барабана взаимного смещения между конвейерной лентой 4 и футеровкой 10, закрепленной на элементах 6, практически не происходит. Поэтому тяговое усилие на приводном барабане реализуется при максимально возможном значении коэффициента сцепления между конвейерной лентой 4 и футеровкой 10. Это значение близко по своей величине к коэффициенту трения покоя. При этом практически также не происходит фрикционного износа как конвейерной ленты 4, так и футеровки 10. По сравнению с футеровкой из резины на угле обхвата приводного барабана конвейерной лентой 4, например 220 градусов, тяговое усилие увеличивается не менее чем в 3 раза. Это позволит вместо двухбарабанного привода иметь однобарабанный привод.

Отличительные признаки изобретения обеспечивают повышение тяговой способности приводного барабана бремсбергового ленточного конвейера при минимальном износе футеровки из материала с высоким коэффициентом трения между ним и конвейерной лентой за счет передачи тягового усилия конвейерной ленте при коэффициенте сцепления, близком к коэффициенту трения покоя.

В приводном барабане ленточного конвейера обечайка выполнена из размещенных с зазорами (5) друг относительно друга отдельных элементов (6) с закрепленной на них футеровкой (10). Каждый из элементов двумя плоскими пружинами (7, 8) связан со ступицами (2, 3) с возможностью прогиба пружин в направлении вращения приводного барабана. Параметры приводного барабана выбраны из соотношений δ>λ, λ=1/3Tl(EJ)^-1[ехр(μα)-1][ехр(μα)]^-1, α=2π/n, где δ - зазор между смежными элементами обечайки приводного барабана, м, Т - максимальное натяжение конвейерной ленты в точке ее сбегания с приводного барабана, Н, λ - упругое удлинение ленты при натяжении Т, l - расстояние между точкой защемления плоской пружины на ступице и цилиндрической поверхностью приводного барабана, м, Е - модуль продольной упругости материала плоской пружины, Н/м², J - осевой момент инерции плоской пружины, м⁴, μ - коэффициент сцепления конвейерной ленты с футеровкой приводного барабана, α - центральный угол между плоскими пружинами смежных элементов обечайки приводного барабана, рад, n - количество элементов обечайки приводного барабана. Обеспечивается повышение тяговой способности приводного барабана при минимальном износе футеровки. 2 ил.

Приводной барабан ленточного конвейера, содержащий вал с закрепленными на нем ступицами, обечайку с закрепленной на ней футеровкой из материала с максимальным значением коэффициента трения между ним и конвейерной лентой с возможностью огибания приводного барабана конвейерной лентой, отличающийся тем, что обечайка выполнена из размещенных с зазорами относительно друг друга отдельных элементов, каждый из которых двумя плоскими пружинами связан со ступицами с возможностью прогиба пружин в направлении вращения приводного барабана, при этом параметры приводного барабана выбраны из соотношений

δ>λ, λ=1/3Tl(EJ)^-1[ехр(μα)-1][ехр(μα)]^-1, α=2π/n,

где δ - зазор между смежными элементами обечайки приводного барабана, м;

Т - максимальное натяжение конвейерной ленты в точке ее сбегания с приводного барабана, Н;

λ - упругое удлинение конвейерной ленты при натяжении Т;

l - расстояние между точкой защемления плоской пружины на ступице и цилиндрической поверхностью приводного барабана, м;

Е - модуль продольной упругости материала плоской пружины, Н/м²;

J - осевой момент инерции плоской пружины, м⁴;

μ - коэффициент сцепления конвейерной ленты с футеровкой приводного барабана;

α - центральный угол между плоскими пружинами смежных элементов обечайки приводного барабана, рад.;

n - количество элементов обечайки приводного барабана.