Роликоопора с самоустанавливающимися роликами

 

Использование: для поддержания рабочей ветви ленты ленточного конвейера. Цель: уменьшение износа ленты и роликов. Сущность изобретения: каждый ролик установлен на раме посредством шарнирно соединенных между собой кронштейна и вилки с хвостовиком с возможностью поворота последней в плоскости размещения рамы . Положительный эффект: за счет сил трения в паре лента - ролик последний самоустанавливается в положение, обеспечивающее минимальный износ пары.З ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 65 G 39/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4848035/03 (22) 05,06.90 (46) 07.07.92. Бюл. ¹ 25 (71) Специальное конструкторское бюро по конструированию технологического оборудования для обогащения руд "Механобр" (72) M.K.Øîëèí и Е.Ф.Чижик (53) 622,867.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1199721, кл. В 65 G 39/02, 1985, Авторское свидетельство СССР

¹870284,,кл. В 65 6 39/02. 1981. (54) РОЛИКООПОРА С САМОУСТАНАВЛИВАЮЩИМИСЯ РОЛИКАМИ

Изобретение относится к конвейерному транспорту, а именно к роликоопорам ленточных конвейеров, применяемых в основном для поддержания рабочей ветви ленты, и может найти применение на предприятиях металлургии, горно-химического сырья, строительных материалов и других отраслей промышленности.

Известна роликоопора ленточного конвейера, содержащая ролики, установленнГче на траверсе, опирающейся упругими элементами на раму, расположенный перед роликами датчик прогиба ленты и закрепленные на раме соленоиды, сердечники которых соединены с траверсой, при этом соленоиды связаны с датчиком прогиба ленты.

Роликоопора достаточно сложна, ролики и лента воспринимают повышенные ударные нагрузки. Сложность устройства обусловлена наличием датчиком прогиба ленты и соленоидов, а также их связей: сердечников соленоидов с траверсой и соленоидов с датчиками прогиба ленты. Сложность Ы, 1745641 А1 (57) Использование: для поддержания рабочей ветви ленты ленточного конвейера, Цель: уменьшение износа ленты и роликов, Сущность изобретения: каждый ролик установлен на раме посредством шарнирно соединенных между собой кронштейна и вилки с хвостовиком с возможностью поворота последней в плоскости размещения рамы. Положительный эффект: за счет сил трения в паре лента — ролик последний самоустанавливается в положение, обеспечивающее минимальный износ пары.3 ил. конструкции снижает ее надежность и затрудняет эксплуатацию, Кроме того, наличие указанных связей приводит к

I» инерционности системы, так как от времени получения сигнала до срабатывания исполнительного механизма проходит некоторое время. В результате этого упреждение ударов крупных кусков транспортируемого материала по роликам и, соответственно, Ь ленте является недостаточно эффективным Ql и последние воспринимают значительные (Ь ударные нагрузки. ф, Наиболее близкой к предлагаемой по д технической сущности и достигаемому результату является роликоопора ленточного конвейера, содержащая ролики, попарно установленные на ступенях рамы, выполненной с горизонтальными торсионами по концам для крепления на ставе конвейера с возможностью поворота в вертикальной плоскости, расстояние между роликами в каждой предыдущей по ходу движения ленты паре больше расстояния между роликами в каждой последующей паре.

1745641

Известная роликоопора значительно проще конструктивно, а ее элементы надежнее защищены от динамических нагрузок, что достигается за счет последовательного отклонения пар роликов, расположенных на раме, под действием нагрузки, которая с одной стороны воспринимается горизонтальными торсионами. а с другой — парами роликов, которые отклоняются по мере возрастания нагрузки на различные углы. При этом предыдущая пара роликов защищает от ударов последующую пару, а при снижении нагрузки горизонтальные торсионы раскручиваются, чем обеспечивается постоянный контакт. ленты и роликов, Последнее также способствует снижению динамических нагрузок на ролики. Конструкция роликоопоры исключает использование датчиков, исполнительных механизмов и связей между ними, а также электроэнергии, за счет чего она проще конструктивно.

Вместе с тем в известной роликоопоре ролики подвер1-эются интенсивным износам из-за сил трения, которые возникают между ними и лентой транспортера, что обусловлено следующими причинами. При механической обработке и монтаже конструктивных элементов конвейера, а также в процессе его эксплуатации (например, передвижка) может быть нарушена соосность отверстий в ставе для размещения направляющих горизонтальных торсионов роликоопоры, В результате этого рама роликоопоры перекашивается на некоторый угол а относительно продольной оси конвейера, а следовательно, и ленты. Вместе с рамой получают перекос и ролики, Кроме того, каждый из роликов также может быть иметь некоторый угол перекоса аотносительно рамы роликоопоры из-за неточностей механической обработки и сборки, В итоге суммарный угол перекоса а равен а = а +. а". При движении ленты с некоторой скоростью Чл по перекошенному на угол а ролику, вращающемуся со скоростью

Vp, векторы этих скоростей не совпадают, лента скользит вдоль ролика с некоторой скоростью V«. По этой причине возникает сила трения скольжения F, которая стремится сдвинуть ленту в направлении, перпендикулярном направлению ее движения.

Наличие силы F вызывает износы роликов и ленты, а также дополнительные нагрузки, а следовательно, и износы подшипниковых узлов роликов.

При этом фактические суммарные углы перекоса а находятся в пределах 20 -3,5, а величина силы трения скольжения F между лентой и повернутым на угол а роликом при

55 прочих равных условиях изменяется лишь в пределах изменения угла а0-2О. При больших углах а сила F остается постоянной и пропорциональной силе прижатия ленты к ролику P (сила P слагается из массы ленты и груза) и коэффициенту трения скольжения

fc ленты о повернутый вращающийся ролик; т,е.

Р=Р fg но коэффициент fc изменяется в пределах углаа 0-2, а при углах а 2 становится о 0 постоянным, Указанные пределы углов перекоса находятся в пределах допусков при изготовлении элементов конструкции роликооп эры.

Кроме того, установлено, что в результате скольжения ленты по перекошенному ролику возникает дополнительная сила сопротивления движению ленты Wp, пропорциональная силе F и коэффициенту сопротивления движению ленты по нормально установленному ролику Су, т,е.

Wp=F щ=рfc в

Наличие силы Wp требует дополнительных энергозатрат на привод конвейера, вызывает дополнительные нагрузки на элементы, конструкции. а следовательно, и неизбежные при этом износы. Во время работы конвейера из-эа неточной стыковки концов ленты, ее серповидности, неравномерной вытяжки ее по ширине и несимметричного размещения груза лента постоянно смещается в поперечном направлении. Это смещение неизбежно сопровождается трением, а следовательно. и износами пары ролик — лента. При этом дополнительным нагрузкам, а следовательно, и износам подвергаются также и подшипниковые узлы роликоопоры. Таким образом, из-за указанных причин и перекосов ролика возникает смещение (скольжение) ленты относительно ролика, связанные с этим силы трения и износы как пары ролик — лента, так и подшипниковых узлов.

Цель изобретения — уменьшение износа ленты и роликов..

В роликоопоре с самоустанавливающимися роликами, содержащей ролики, попар но установленные на ступенях рамы, выполненной с горизонтальными торсионами по концам для крепления на ставе конвейера с возможностью поворота в вертикальной плоскости, расстояние между роликами в каждой предыдущей по ходу движения ленты паре больше расстояния между роликами в каждой последующей паре, каждый ролик установлен на раме посредством шарнирно соединенных между

1745641 собой кронштейна и вилки с хвостовиком с возможностью поворота последней в плоскости размещения рамы.

Установка каждого ролика на раме посредством шарнирно соединенных между собой кронштейна и вилки с хвостовиком с возможностью поворота последней в плоскости размещения рамы позволяет уменьшить износ ленты и роликов.

При движении ленты по ролику, установленному с перекосом, возникает сколь. жение ленты относительно ролика и постоянное ее смещение в поперечном направлении за счет возникающих при этом сил трения. Процесс сопровождается износами роликов, подшипниковых узлов и ленты. Но этот вывод справедлив для случая, когда ролик не имеет возможности смещаться в плоскости ленты за счет сил трения, которые возникают при скольжении пары ролик — лента, Необходимо иметь ввиду несопоставимость массы ленты с грузом и ролика, а следовательно, и усилий для их смещения относительно один другого, Принцип действия самоустанавливающегося ролика в роликоопоре заключается в следующем. Силе смещения ленты F> относительно ролика соответствует реактивная сила смещения Fn, равная сле Fn no величине и обратная по знаку, При этом сила F приложена к ролику, Следовательно, можно использовать силу F для поваорота ролика на величину его угла перекоса.

Необходимый для этого крутящий момент

Мкр равен

MKp = Рд Ь, где h — плечо поворота. равное.межцентровому расстоянию между осью ролика и осью кронштейна.

После поворота ролика на угол перекоса а(а = О ) скорости ленты Ч, и ролика Vp выравниваются, а V« = О. Исчезает и сила трения F7p, так как Fyp = P fq, но при а = О и fc = О, следовательно. F» = О, Нет износов в паре ролик — лента, а также и в подшипниковых узлах.

Нет также дополнительного сопротивления движению ленты и связанных с этим износов, так как

Wp=F ш Рfc

Ho f< = 0, значит, Wp = О, . Указанное относится и к случаям, когда лента конвейера стремится к смещению в поперечном направлении из-за неточной стыковки концов, серповидности, неравномерной ее вытяжки по ширине и несимметричного размещения груза.

Принцип самоустановки ролика в роликоопоре за счет сил трения реализован в предлагаемой роликоопоре, При этом оснащение рамы шарнирно соединенными между собой кронштейном и вилкой с хвостовиком с возможностью поворота по5 следней в плоскости размещения рамы обеспечивает поворот перекошенного ролика под действием силы трения, возникающей при проскальзывании ленты по ролику, Поворот осуществляется в плоскости рамы

10 в преДелах угла, равного+.90". относительно продольной оси конвейера (ленты). После поворота ролика на величину угла перекоса исчезают проскальзывание ленты по конвейеру, сила трения, а следовательно, и из15 носы ролика и ленты.

Консольность вилки ролика обеспечивает с одной стороны размещение ролика с цапфами его оси и подшипниковыми узлами, а с другой — необходимое плечо поворо20 та перекошенного ролика под действием силы трения. При возникновении силы трения на плече поворота, равным межцентро вому расстоянию между осью кронштейна и ролика, поворачивается именно ролик, а не

25 смещается лента по причине, что кронштейн ролика имеет возможность поворачиваться на вертикальной оси в плоскости рамы, а также масса ленты с грузом и ролика несопоставимы (масса последнего на не30 сколько порядков меньше, чем у первого).

Таким образом. консольно установленная вилка выполняет роль связи между роликом и рамой, При этом ролик получает дополнительную степень свободы, которая

35 позволяет ему самоустанавливаться относительно ленты конвейера в положение, где ось ленты и ролика взаимно перпендикулярны, нет проскальзывания, сил трения, а следовательно, и износов, Крепление

40 кронштейна на раме по ходу движения ленты обеспечивает следящее положение ролика относительно движущейся ленты.

Известна гибкая роликоопора. содержащая вращающийся гибкий элемент с ро45 ликами и подшипниковыми узлами, при этом каждый ролик собран из чередующихся капроновых армированных звеньев и разъемных металлических звеньев, Известно также устройство для центри50 рования ленты конвейера, включающее установленную на вертикальной оси с возможностью поворота раму с кронштейнами и размещенными на них своими осями боковыми и средним роликами и рычаги механизма поворота рамы, один конец каждого из которых расположЕн с возможностью перемещения в копире, выполненном в опорном элементе, при этом средний ролик свободно установлен на своей оси с возможностью перемещения вдоль нее, а свобод1745641 ные концы рычагов связаны с осью среднего ролика.

Установка ролика на раме не посредством шарнирно соединенных между собой кронштейна и вилки с хвостовиком с воэможностью поворота последней в плоскости размещения рамы не обеспечивает поворот установленного с перекосом ролика под действием силы трения, возникающей при проскальзывании ленты по ролику, Ilo этой причине износы роликов и ленты не уменьшаются.

Вилка ролика без консоли не обеспечивает поворот, так как нет необходимого плеча поворота ролика, Сила трения, обеспечивающая поворот и, соответственно, износы, сохраняется, а крутящий момент равен нулю, так как плечо поворота равно нулю. Ролик не самоустанавливается в положение, обеспечивающее минимальные износы.

На фиг;1 представлена схема сил, действующих на вращающийся ролик, установленный с перекосом, при перемещении по нему ленты конвейера; на фиг,2 — схема роликоопоры, вид сверху; на фиг;3 — разрез

А-А на фиг,2, Роликоопора содержит ролики 1, установленные на раме 2, закрепленной горизонтальными торсионами 3 на ставе 4, Рама

2 оснащена кронштейнами 5 с хвостовиками 6, в которых на шарнире 7 установлена вилка 8 каждого ролика 1, Вилка 8 установлена с воэможностью поворота на шарнире

7 в плоскости рамы 2. Кронштейны 5 закреплены на раме 2 по ходу движения ленты 9, Горизонтальные торсионы 3 во время монтажа роликоопоры предварительно закручиваются так, что рама 2 с лежащей на ней лентой

9 принимает параллельное ставу 4 положение.

Роликоопора работает следующим образом.

Без нагрузки рама 2 занимает параллельное ставу 4 положение, а лента 9 не имеет желобчатости, С появлением нагрузки на ленте 9 появляется усилие на взаимодействующих с ней роликах 1, в результате чего рама 2 поворачивается на горизонтальных торсионах 3. Так как ролики 1 на раме 2 закреплены попарно и на разном расстоянии от оси поворота горизонтального торсиона 3, то ролики 1 перемещаются вниз вместе с рамой на разное расстояние относительно става 4. В результате этого лента

9 приобретает желобчатость.

При появлении на ленте 9 большого куска материала возрастает ее давление на ролики 1. При этом увеличенное усилие от этого куска материала воспринимает крайняя (первая) пара роликов 1, торсион 3 дополнительно закручивается, отодвигая следующую пару роликов 1 вниз и предохраняя ее от удара. Теперь повышенную нагрузку воспринимают две пары роликов 1, но так как вторая пара роликов имеет больший рычаг относительно оси поворота рамы

2, то торсионы 3 получают дальнейшую закрутку и т,д.

В том случае, когда один или несколько роликов 1 установлены с перекосом относительно продольной оси ленты 9 или рамы, то при движении ленты по этому ролику возникает скольжение ленты 9, а следовательно, и сила трения скольжения, за счет которой ролик 1 на плече, равном расстоянию от шарнира 7 до оси ролика 1, поворачивается на угол, равный углу перекоса. При этом скольжение прекращается, исчезает сила трения скольжения. Так .как кронштейны 5 закреплены на раме 2 по ходу движения ленты 9, то ролик 1 занимает устойчивое положение относительно ленты 9, при котором нет его перекоса относительно последней. Износы от сил трения в этом случае снижаются до минимальных пределов, По сравнению с известной предлагаемая роликоопора позволяет уменьшить износы пары лента — ролик за счет самоустановки последнего относительно ленты в такое положение, когда исключается их взаимное проскальзывание.

Формула изобретения

Роликоопора с самоустанавливающимися роликами, содержащая ролики, попарно установленные на ступенях рамы, выполненной с горизонтальными торсионами по концам для крепления на ставе конвейера с возможностью поворота в вертикальной плоскости, расстояние между роликами в каждой предыдущей по ходу движения ленты паре больше расстояния между роликами в каждой последующей паре, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения износа ленты и роликов, каждый ролик установлен на раме посредством шарнирно соединенных между собой кронштейна и вилки с хвостовиком с возможностью поворота последней в плоскости размещения рамы, 1745641