При расчете результирующей силы сопротивления движению ленты с грузом в транспортерах и конвейерах, состоящих из множества прямолинейных и криволинейных участков необходимо определить натяжение на всех участках. При этом заранее должно быть известно натяжение тягового элемента в какой-либо точке, которая принимается за исходное. Рассмотрим общую схему замкнутой конвейерной линии, которая изображена на рисунке 1.24.
V
ω
Приводной элемент
1П
2П
3П
4П
5П
6П
1И
2И
3И
4И
5И
Тсб
Тсб1
Тсб2
Тсб3
Тсб4
Тсб5
Тнб
Тнб1
Тнб2
Тнб3
Тнб4
Тнб5
Рисунок 1.24 – Общая схема замкнутой конвейерной линии
Предположим, что в данной схеме известно местоположение приводного элемента и натяжение Тсб в его сбегающей точке. Следуя от этой точки по направлению движения тягового элемента, пронумеруем все прямолинейные участки 1П…6П и участки изгиба 1И…6И, как это показано на рисунке 1.24. В соответствии с уравнением (1.114) и схемой на рисунке 1.24 последовательно определяем натяжения на входе всех участков изгиба:
;
;
;
. . . . . . . . . . . .
.
Полученное выражение для Тнб в свернутой форме имеет вид
, (1.117)
где kи – результирующий коэффициент увеличения натяжения от всех участков изгиба (без приводного элемента); Fп – результирующее сопротивления на прямолинейных участках трассы.
Значения kи и Fп определяются формулам:
; (1.118)
. (1.119)
После объединения уравнений (1.115) и (1.117) получим
. (1.120)
Полученное уравнение позволяет определить результирующую силу сопротивления движению без расчета натяжений на всех промежуточных участках. Однако значение Тсб заранее неизвестно и может быть определено на основании дополнительных условий. Из уравнений (1.117) и (1.120) следует, что чем меньше Тсб, тем меньшими будут максимальное натяжение цепи Тнб и результирующая сила сопротивления Fс. Однако по условиям работы транспортеров и конвейеров регламентируются значения максимально допустимого провеса тягового органа и максимально возможное отношение для тягового органа, фрикционно соединенного с приводным элементом. Для выполнения указанных условий в тяговом органе должно быть обеспечено определенное предварительное натяжение Т0 с помощью натяжного устройства.
Для цепных конвейеров задача определения Тсб решается следующим образом. При известном расположении приводного элемента предположительно определяется точка конвейерной линии с минимальным натяжением. Такой точкой может быть точка сбегания на приводном элементе или самая низшая точка по ходу конвейера относительного приводного элемента при условии, что tg β > Сп. Точке с минимальным натяжением приписывается заданное конструкторами, по условиям допустимого провеса, значение предварительного натяжения Тнб тin = Т0. По известному Т0 с помощью уравнений (1.112) и (1.113) определяется значение Тсб. Если Тсб ≥ Т0, то точка минимального натяжения выбрана правильно. При Тсб < Т0 минимальное натяжение следует приписать точке сбегания на приводном элементе (Тсб = Т0). По найденному значению Тсб по формулам (1.117) и (1.120) рассчитываются значения Тнб и Fс.
Для ленточных и канатных транспортеров и конвейеров на Тсб и Тнб накладывается условие Эйлера, исключающее пробуксовывание тягового элемента относительно приводного:
, (1.121)
где α – угол обхвата приводного элемента; μ – коэффициент трения между тяговым приводным элементами.
Соотношение (1.121) совместно с (1.117) дает условие для выбора Тсб:
. (1.122)
Выбираемое по (1.122) значение Тсб должно иметь определенное превышение над правой частью неравенства (1.122), учитывающее возможные изменения коэффициента трения μ в условиях эксплуатации, а также динамические нагрузки при пуске транспортеров и конвейеров.