2.4. Выбор коэффициентов запаса прочности тяговых элементов

Коэффициентом запаса прочности п_n называют отношение разрушающей нагрузки F_Р к допускаемой нагрузке F_ДОП для данного типа тягового элемента:

Допускаемая нагрузка с учетом коэффициента запаса прочности больше или равна расчетной нагрузке на тяговый элемент.

Принятый запас прочности должен обеспечить надежную, безопасную и долговечную работу конвейера в реальных конкретных условиях его эксплуатации.

Расчетный коэффициент запаса прочности резинотканевой ленты на разрыв определяется по формуле:

k_T - коэффициент конфигурации трассы конвейера (принимается в зависимости от профиля трассы: для горизонтальной - 1,0; для наклонной прямолинейной - 0,90; для наклонно-горизонтальной (сложной) - 0,85); k_СТ - коэффициент стыкового соединения концов ленты (принимается в зависимости от типа стыка: для вулканизированного - 0,90-0,85; для металлических скоб и шарниров - 0,50; для соединения заклепками - 0,40-0,30); k_ПР - коэффициент неравномерности работы прокладок; принимается в зависимости от количества прокладок:

Выбранная лента по прочности должна удовлетворять условию: F_P / n_П ≤ F'_доп.

Графики расчетного запаса прочности ленты приведены на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Значение коэффициента запаса прочности ленты при k P = 1,0 и kСТ = 0,85для различных kТ(i- число прокладок)

Расчетный коэффициент запаса прочности на разрыв резинотросовой ленты при вулканизированном стыке равен:

Выбранная лента должна удовлетворять условию F_Р/Вn_П ≤ F'_ДОП , где В - ширина ленты, мм; F'_ДОП - допускаемая нагрузка на 1 мм резинотросовой ленты.

Расчетный коэффициент запаса прочности на растяжение по несущей способности цепи определяется по формуле:

,где n'_П.НОМ- номинальный коэффициент запаса прочности для цепи термообработанными деталями (при расчете по нагрузкам установившегося движения n'_П.НОМ = 5, при поверочных расчетах по пусковым нагрузкам n'_П.НОМ = 3);
k_О- коэффициент ослабления расчетного сечения деталей цепи (при предельно допускаемом износе k_О = 0,8/0,9, для вилчатых цепей скребковых конвейеров k_О = 0,5);
k_ДИН -коэффициент динамических нагрузок, принимается в зависимости от скорости

Коэффициент запаса прочности по выносливости цепи равен :

,где n_у = 2,5/З- коэффициент запаса прочности по усталости в зависимости от режима работы и производственных условий; k_Д - коэффициент долговечности,приводящий максимальное действующее напряжение к эквивалентному в соответствии с фактическим режимом действия напряжения по времени; с₁ - коэффициент соотношения предела выносливости для симметричного цикла σ_-1 к временному сопротивлению при разрыве σ_В; с₁ = σ_-1 / σ_В = 0,33/0,40; с₂ - коэффициент концентрации напряжения, масштабного фактора и состояния поверхности, с₂ = 2,0/2,5; r - коэффициент асимметрии цикла, характеризующий отношение максимального и минимального напряжений в наиболее напряженной детали цепи в периуде цикла (например, для подвесных конвейеров r = 0,10/0,25).

Коэффициент долговечности равен:

,где k_уп- коэффициент упрочнения материала; k_ср - коэффициент срока службы (при 60Т_срN_ц < N₀ принимают k_cp = 1);
k_п.н - коэффициент переменности на грузки;
Т_ср - заданный расчетный срок службы цепи; обычно принимают Т_ср = 3 • 10⁴ ч (около 5 лет работы в три смены);
N_Ц - число циклов изменения напряжений за один кругооборот цепи по трассе конвейера, мин, N_ц = 1/T_ц;
N ₀ - базовое число циклов до разрушения деталей цепи;
σ_i - напряжение в детали цепи в i-м промежутке цикла, МПа;
σ_max - максимальное напряжение в детали цепи в цикле при варианте загрузки ВН-2, МПа;
t_i - время действия напряжения σ_i, мин.

Рис. 2.2. Диаграмма изменения напряжений в детали за цикл работы конвейера

При N₀ = 10⁶ и T_ср = 3 • 10⁴ имеем k_ср = 1,216 ³√1/T_Ц. Для общий график изменения напряжений за цикл, включая и пиковые напряжения, например, на вертикальных перегибах у подвесного конвейера, разделяется на отдельные прямоугольные ступени с напряжениями σ₁, σ₂, ..., σ_n и временем действия t₁, t₂, ..., t_n (рис. 2.2). Количество ступеней зависит от общей конфигурации диаграммынапряжений. Для наклонных участков целесообразно выбирать ступени так, чтобыразница в напряжениях смежных ступеней не превышала 15%.