К определению тяговой способности ленточно-барабанных механизмов норий с различными типами лент

Abstract

Приведен метод определения параметров тяговой способности ленточно-барабанных механизмов норий, при использовании различных типов резинотканевых и синтетических лент. Проведен анализ работ, в которых тяговая способность фрикционной пары лента (ремень) – приводной барабан определялась не путем применения известной зависимости Эйлера, а с помощью коэффициентов тяги, полученных экспериментальным путем для некоторых типов плоскоременных передач. Для крупногабаритных ленточно-барабанных механизмов вертикального расположения, со специфическим значением натяжения в сбегающем ветви, параметры тяговой способности определены с использованием метода конечных элементов (МКЭ), что позволило определить перемещения в процессе упругого скольжения ленты по барабану. При математической постановке задачи определены условия контактного взаимодействия для построения конечно-элементной модели. Численное исследование модели проведено с помощью программного комплекса ANSYS WORKBENCH. Для различных типов прорезиненных и синтетических лент получены значения углов покоя и скольжения в зависимости от коэффициентов тяги. При этом определены значения максимального коэффициента тяги для каждого типа ленты, при котором наступает полное буксование в механизме. Разработан метод определения рабочего коэффициента тяги, при котором исключается даже частичное буксование, на основе рассмотрения фрикционной пары лента – барабан как соединения с натягом. При определении сдвигающего усилия использовались значения дуг покоя и скольжения для заданного коэффициента тяги с соответствующими им коэффициентами трения. Предельное значение сдвигающего усилия и, соответственно, значение допускаемого рабочего коэффициента тяги определялось с помощью коэффициента запаса прочности для соединения с натягом.

Наведено метод визначення параметрів тягової здатності стрічково-барабанних механізмів норий, при використанні різних типів гумотканинних і синтетичних стрічок. Проведено аналіз робіт, в яких тягова здатність фрикційної пари стрічка (ремінь) - приводний барабан визначалася не шляхом застосування відомої залежності Ейлера, а за допомогою коефіцієнтів тяги, отриманих експериментальним шляхом для деяких типів плоскопасової передач. Для великогабаритних стрічково-барабанних механізмів вертикального розташування, зі специфічним значенням натягу в збігати гілки, параметри тягової здатності визначені з використанням методу скінченних елементів (МСЕ), що дозволило визначити переміщення в процесі пружного ковзання стрічки по барабану. При математичній постановці завдання визначені умови контактної взаємодії для побудови кінцево-елементної моделі. Чисельне дослідження моделі проведено за допомогою програмного комплексу ANSYS WORKBENCH. Для різних типів прогумованих і синтетичних стрічок отримані значення кутів спокою і ковзання в залежності від коефіцієнтів тяги. При цьому визначено значення максимального коефіцієнта тяги для кожного типу стрічки, при якому настає повне буксування в механізмі. Розроблено метод визначення робочого коефіцієнта тяги, при якому виключається навіть часткове буксування, на основі розгляду фрикційної пари стрічка - барабан як пресове з'єднання. При визначенні зсувного зусилля використовувалися значення дуг спокою і ковзання для заданого коефіцієнта тяги з відповідними їм коефіцієнтами тертя. Граничне значення зсувного зусилля і, відповідно, значення допустимої робочого коефіцієнта тяги визначалося за допомогою коефіцієнта запасу міцності для з'єднання з натягом.

A method for determining the parameters of the traction ability of the drum-type noria drum mechanisms using different types of rubber-fabric and synthetic tapes is presented. The analysis of works in which the traction ability of a friction pair of tape (belt) - drive drum was determined not by applying the known Euler relationship, but by using thrust coefficients obtained experimentally for some types of flat-time gears was carried out. For large-sized tape-drum mechanisms of vertical arrangement, with a specific value of tension in the falling branch, the parameters of traction ability are determined using the finite element method (FEM), which allowed us to determine the displacements in the process of elastic slipping of the tape along the drum. In the mathematical formulation of the problem, the conditions of contact interaction for the construction of a finite element model are determined. The numerical study of the model was performed using the ANSYS WORKBENCH software package. For different types of rubberized and synthetic ribbons, the values of rest and slip angles are obtained depending on the thrust coefficients. At the same time, the values of the maximum coefficient of thrust for each type of belt at which full slipping occurs in the mechanism are determined. A method has been developed for determining the operating coefficient of thrust, in which even partial skidding is excluded, on the basis of considering the tape-to-drum friction pair as a connection with tension. In determining the shear force, the values of the rest and slip arcs were used for a given thrust coefficient with corresponding friction coefficients. The limiting value of the shear force and, accordingly, the value of the allowable working thrust coefficient was determined using the safety factor for the connection with the tension.