Стенд для определения сопротивления вращению роликов ленточных конвейеров

 

I/ спользование: изобретение относится к транспорту ленточными конвейерами, конкретно, к устройствам для определения сопротивления вращению поддерживающих роликов. Применение изобретения позволит повысить точность измерений путем исключения статической и уменьшения динамической погрешности, а также снизить трудоемкость испытаний роликов и обслуживания стенда. Сущность изобретения: стенд состоит из вращения с опорой, в которой закрепляется один конец оси ролика, опоры для другого ее конца, укрепленного на обечайке конвейерного ролика рычага с фиксирующими элементами, приспособления для создания радиальной нагрузки, регулировочного груза с возможностью перемещения и фиксации элементом рычага , измерительного механизма и упругого элемента, расположенного на конце рычага, взаимодействующего с измерительным механизмом . Сопротивление вращению ролика определяется как полуразность показаний измерительного механизма при вращении оси ролика в разные стороны. 5 ил........ (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 65 G 3Q/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г конс титу (72) стоц (56) доб (54) ЛР=Р—,Н

R (2 ) 858 53/03 (22) 8.08.90 (46) 0.01.93. Бюл, М 4 (71) онецкий государственный проектнорукторский и экспериментальный инскомплексной механизации шахт

А.Н. В ычи гин, В.Н. Старик, Б.Х. Белоий, Г,А.Загорский и В,П.Заволодько тандарт ФРГ "DIN" 22 112, Tell 3. енточные конвейеры для подземной чи угля, с. 5, рис. 4, 1967.

ТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВ ЕНИЯ ВРАЩЕНИЮ РОЛИКОВ ЛЕНТОН ЫХ КОНВЕЙЕРОВ (57) спользование: изобретение относится к тр HQAopTó ленточными конвейерами, конк етно, к устройствам для определения сопр тивления вращению поддерживающих оликов. Применение изобретения позвол т повысить точность измерений путем зобретение относится к транспорту лент чными конвейерами, конкретно, к устройствам для определения сопротивлЕния вращ нию поддерживающих роликов.

° ° звестно устройство для определения сопротивления вращению роликов фирмы

"Daw)y-Месо" (Великобритания), включающее Вращатель, приводящий во вращение ось р лика, пружинный измеритель усилия, связа ный гибкой нитью с обечайкой ролика (ф г.1). Недостатком указанного устройства — аналога является большая погрешность измерения, обусловленная дисба ансом ролика (смещением центра тя1 жест его вращающихся частей относительно осй вращения). Дисбаланс может быть

„„Я „„1791289 А1 исключения статической и уменьшения динамической погрешности, а также снизить трудоемкость испытаний роликов и обслуживания стенда, Сущность изобретения: стенд состоит из вращения с опорой, в которой закрепляется один конец оси ролика, опоры для другого ее конца, укрепленного на обечайке конвейерного ролика рычага с фиксирующими элементами, приспособления для создания радиальной нагрузки, регулировочного груз.а с возможностью перемещения и фиксации. элементом рычага, измерительного механизма и упругого элемента, расположенного на конце рычага, взаимодействующего с измерительным механизмом. Сопротивление вращению ролика определяется как полуразность показаний измерительного механизма при вращении оси ролика в разные стороны, 5

С: обусловлен биением наружной поверхности обечайки ролика (смещением оси вращения ролика относительно оси трубы), кривизной, разностенностью трубы и другими факторами. Ошибка в определении силы сопротивления вращению составит где P — вес вращающихся частей ролика, Н;

R — радиус ролика, мм;

Х вЂ” смещение центра тяжести вращающихся частей относительно оси вращения, мм.

1791289

Пример: При Р = 200 Н, X= 0,5 мм,R = 54 мм

h,F =200 =1,9 W ..

0,5

При нормируемой до ДИН 22112 часть

2 (2) величине силы сопротивления вращению ЗН ошибка составляет 60 . Кроме того, испытания (определение силы сопро- 10 тивления вращению) выполняются без"радиальной нагрузки на ролик, что не соответствует условиям эксплуатации.

FG = пег Х 6Р; (2) 50

Рд= m т и> ; (3) F>= mqZ оР, (4} где mj, m<, mp — Масса соответственно прижимного груза, вращающихся частей и в целом ролика, кг;

Наиболее близким по конструкции тех- 15 ническим решениям является устройство— стенд для определения сопротивления вращению роликов по ДИН 22112 часть с (1) (Bild 4), Стенд состоит из врэщателя, приводящего во вращение корпус (обечайку) роли- 20 ка и создающего радиальную нагрузку : . 250Н; укрепленных на концах оси ролика опорных призм и стоек-опор для призм. Из 4ерительный рычаг крейится за один конец оси ролика. Конец рычага взаимодействует 25 с измерителем усилия. Сопротивление вращению определяегся как среднее значение результатов измерений, полученных йри вращении корпуса ролика в обоих направлениях. Изменение направления вращения 30 достигается перестановкой ролика, Недостатки стенда: сложность конструкции, по в.ышенна я трудоем кость измерения, обусловленная необходимостью перестановки ролика (или перестановки рычага) для 35 измерения направления вращения; большие динамические нагрузки на опорные призмы, определяющие точность измерения; динамическая погрешность измерений из-за изменения момента сопротивления 40 вращению зэ один оборот корпуса ролика, При вращении кЬрпусэ ролика возникают дйнамические"нагрузки вызванные: биением, дисбалансом и Значительной допустимой овальностью формы наружной 45 поверхности обечайки. Амйлитудные значения соответствук>щих динамических нагрузок составляют:

Х, Y, Z— -биение,,смещение центра тяжести и овальность обечайки соответственно, мм;

cu — угловая скорость вращения корпуса ролика, С 1.

Пример. При m<= 25 кг; m> — 20 кг; т,>—

25 Kl ; Х= 0,9 мм; Y= 1 мм; Z= 0,5 мм; й>= 60с имеем Рб = 81Н; Ед = 22Н; Fe = 180 Н, что составляет 31, 24 и 517, от радиальной нагрузки 250Н. Высокий уровень динамическйх нагрузок на призматические опоры вызывает их износ (притупление) и сни>кение точности измерения сопротивления вращению.

По ДИН 22112 часть 2 (2) предусматривается посадка наружного и внутреннего колец подшипников ролика с натягом. При этом вследствие деформации колец, отклонения от цилиндричности посадочных поверхностей проявляются на дорожках качения шариков подшипника, Кроме того, дорожка качения имеют отклонения от круглости вследствие погрешности изготовления колец подшипников. Вследствие этого момента сопротивления вращению ролика за один оборот изменяется, а динамическая составляющая вызывает вибрацию рычага и погрешность измерения, величина которой зависит от инерционных параметров измерителя.

Кроме этого, недостатками технического решения стенда-прототипа является сложность опорного узла и трудоемкость обслуживания, так как высокий уровень динамических нагрузок требует регулярной проверки точности измерений, Цель изобретения — повышение точности измерений путем уменьшения динамической погрешности, а также надежности работы устройства для определения сопротивления вращению конвейерных роликов.

Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемом стенде, содержащем две опоры для оси ролика, один конец которого расположен с возможностью взаимодействия с измерительным механизмом, приспособление для создания радиальной нагрузки на обечэйку ролика и врэщатель, рычаг выполнен с расположенными на другом его конце фиксирующими элементами для крепления на обечайке ролика, с установленным на нем с возмо>кностью перемещения и фиксации регулировочным грузом и С упругим элементом для взаимодействия с измерительным механизмом, при этом врэщатель связан с одной из опор для вращения оси ролика, 1791289

10

F =(F1 — F2), Н, (5) 55 оединение вращателя с одной из опор

1 оси ролика позволяет приводить во вращение не обечайку ролика. а его ось, При этом устр няется динамическая погрешность, обус овленная дисбалансом (смещением цент а тяжести вращающихся частей ролика о носительно оси его вращения), овальност ю и биением обечайки. Кроме того, это позвЬляет выполнять испытания при радиальнрй нагрузке, не внося при этом погрешност, обусловленные смещением точки и иложения наг зки атно ит л р . ру с е ьно оси враш1ения ролика. Установка на рычаге регули овочного груза с возможностью перемещения и фиксации позволяет .выполнять испытания при вращении оси в об их направлениях путем реверса вращателя и исключить статическую ошибку, обусг!овленную дисбалансом. Наличие упругого элемента на конце рычага для взаи-! модерствия с измерительным механизмом в сочетании с регулировочным грузом позволяет уменьшить влияние переменной со-! став1яющей сопротивления вращению ролика путем выбора собственной частоты системы таким образом, чтобы она была знач1тельно ниже частоты вращения оси ролика.! Для соединения рычага с обечайкой . ролика он выполнен с элементами, позволя-! ющими фиксировать его положение на на-! ружн и поверхности корпуса ролика.

1 налогично прототипу стенд включает две опоры для оси ролика, вращатель, рычаг, о ин конец которого взаимодействует с ! изме ительным механизмом, приспособле.ние для создания радиальной нагрузки. !

В отличие от прототипа рычаг укреплен не на оси, а на обечайке ролика и снабжен ! грузо4 с возможностью регулировки паложени и упругим элементом на конце. вращатеЛь вращает не обечайку, а ось ролика.

Таким образом, предлагаемое техническое решение имеет признаки, которые ! ! могут быть квалифицированы как "существенн !ь!е отличия".

Сущность изобретения поясняется чертежам!и, где на фиг. 1 изображен общий вид устро ства; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 2; на ф r. 3, 4 и 5 — возможные варианты выполнения опоры-аращатапя оси ролика.

Стенд состоит из вращателя 1 (например, !,окарного станка). опоры 2, поддерживающей второй конец вращающейся оси; укреп! енного на обечайке ролика 3 рычага

4 с фиксирующими элементами 5 и создающего радиальную нагрузку приспособления

6. На рычаге установлен регулировочный груз 7с возможностью перемещения и фиксации(например, винтом 8). На конце рычага, взаимодействующем с измерительным

45 механизмом 9 имеется упругий элемент 10.

В качестве измерительного механизма могут использоваться, например, рычажные, пружинные весы или месдоза. В качестве упругого элемента может быть применена губчатая резина или поролоновая прокладка, Кроме токарного станка с его кулачковым патроном, опора-вращатель для одного конца оси ролика может быть выполнен при помощи двух роликов (фиг.3), один из которых 11 связан с двигателем, другой 12— бесприводной, Ведущий ролик может иметь резиновое покрытие для повышения трения в контакте с осью конвейерного ролика, Представленный на фиг. 4,5 вариант опорывращателя оси конвейерного ролика состоит из двигателя 13. клиноременной передачи 14, один шкив которой установлен на валу двигателя, другой — на конце оси конвейерного ролика.

С целью исключения раскачивания конца оси ролика при пуске и реверсе устайотвлены ограничительные направляющие 15.

Измерение сопротивления вращению ролика выполняется следующим образом.

На обечайке ролика 3 с помощью фиксирующих элементов 5 закрепляется рычаг 4.

Ролик с создающим радиальную нагрузку приспособлением 6 устанавливается одним концом оси в опору — вращатель 1, а другим — B опору 2. Общий центр тяжести рычага 4 и приспособления 6 должен приходиться приблизительно на середину длины ролика. Свободный конец рычага с упругим элементом вводится в соприкосновение С измерительным механизмом. Груз 7 устанавливается на рычаге в положение; Сбот-" ветствующее среднему значению шкалы измерительного механизма и фиксируется винтом 8. Включается вращатель в направлении в и определяется большее показание и мерительного механизма Ft. Затем изменяется направление вращения (() и определяется меньшее показание Fz изме- рительного механизма.

Сила сопротивления вращению ролика, приведенная к поверхности обечайки, определяется по формуле где l — расстояние от оси вращения ролика до точки взаимодействия рычага с измерительным механизмом (длина рычага), мм;

0 — наружный диаметр конвейерного ролика, мм.

Или же момент сопротивления вращению ролика

1791289

m g а> Fgl; (7) 35 (8) <(в, P—

Cy «QP (Ip + m1 a )/! (9) М = . I,Н мм(кгс см).(6)

Применение метода испытаний с реверсированием вращателя и вычислением сопротивления вращению по полуразности показаний измерителя (5) и (6) позволяет исключить погрешности, обусловленные дисбалансом ролика, смещением центра тяжести создающего радиальную нагрузку приспособления относительно оси вращения ролика и неуравновешенностью рычага. поскольку при разных направлениях вращения ролика эти"погрешности имеют одни и те же знаки показаний взаимно уничтожаются (Математическое обоснование этого приведено в первой редакции описания изобретения: формулы (7), (8), (9)).

Исключенйе этих погрешностей в устройстве-прототипе с: вращающимся корпусом ролика достигается применением специальных призматических опор.

Масса регулировочного груза m> (кг) на рычаге, расстояние а от оси вращения ролика до центра тяжести регулировочного груза и длина рычага 1 (м). жесткость Су (Н/м) упругого элемента 10 выбирают так, чтобы; при реверсе вращателя не было подьема рычага, т.е. собственная частота колебаний системы "ролик — приспособление 6 — рычаг— упругий элемент" была бы значительно ниже частоты вращения ролика где Ip — момент инерции вращающихся частей ролика, приспособления 6 и рычага с регулировочным грузом относительно оси вращения ролика, кг. м, г

Отсюда

Выполнение условия (7) позволяет проводить испытания роликов с изменением направления вращения оси (с реверсом вращателя). При выполнении условия (9) упругая система находится в зарезонансном режиме; Так как амплитуда колебаний конца рычага под действием переменной составляющей Мя момента сопротивления вращению то при P «и) величина А мала, переменная составляющая момента не передается на

10 измеритель, чем достигается повышение точности определения силы (момента) сопротивления вращению ролика.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить точ15 ность определения сопротивления вращению роликов. Статическая ошибка, обусловленная смещением центров тяжести вращающихся масс ролика и приспособления 6 относительно оси вращения

20 исключается методикой испытаний (определением усилия по разности отсчетов измерителя при вращении оси ролика в обе стороны), В отличие от устройства-прототипа эффект достигается без применения

25 призматических специальных опор и за счет снижения трудоем кости вы пол н ения исп ытаний. Погрешность, обусловленная периодическим (за оборот) изменением сопротивления вращению, существенно

30 снижается за счет введения упругого элемента на конце рычага, взаимодействующим с измерительным механизмом, Формула изобретения

Стенд для определения сопротивления вращению роликов ленточных конвейеров, содержащий две опоры для оси ролика, рычаг, один конец которого распо40 ложен с возможностью взаимодействия с измерительным механизмом, приспособление для создания радиальной нагрузки на обечайку ролика и вращатель, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

45 точности измерений путем уменьшения влияния переменной составляющей сопротивления вращению, рычаг выполнен с расположенными на другом его конце фиксирующими элементами для крепления на

50 обечайке ролика, с установленным на нем с воэможностью перемещения и фиксации регулировочным грузом и с упругим элементом для взаимодействия с измерительным механизмом, при этом вращатель связан с

55 одной из опор для поворота оси ролика.

1791289

1791289

Составитель А.Вычйгин

Техред М,Моргентал Корректор Н.бучок

Редактор

Заказ 126 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производствейно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101