Стенд для определения сопротивления вращению роликов ленточных конвейеров

(505 В 65 6 39/О АНИЕ И О Б Я о (21) 858253/03 конс титу (72) стоц (56) шахт Б.Х.БелоолодькоТеП 3.подземной ситсями, конения сющихво длянию о зобретение отно чными конвейера вам для определ нию поддержив звестно устройст тивления враще обусловлен биени обечайки ролика ( ролика относител разностенностью ми. Ошибка в опр ления вращению транспорту кретно, к устпротивлЕния оликов.определения иков фирмы я), включаюоверхности и вращения кривизной ми фактораы сопротивем наружнои мещением о но оси трубы трубы и други еделении сил оставит лент ройс вращ сопр Р ита щиаа у-Месо" (Велике вращатель, при ЬР = Н Р - вес вра ихся частеи ролика,вращаю- ращения,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(22) 8.08.90 (46) 0.01.93. Бюл, М 4 (71) онецкий государственный проектнорукторский и экспериментальный инскомплексной механизации А.Н,Вычигин, В.Н.Старик, ий, Г,А.Загорский и В,П.Зав тандарт ФРГ "йй" 22 112, енточные конвейеры для добь чи угля, с. 5, рис. 4, 1967, (54) ТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВ ЕНИЯ ВРАЩЕНИЮ РОЛИКОВ ЛЕНТОН ЫХ КОНВЕЙЕРОВ (57) спользование: изобретение относится к тр нспорту ленточными конвейерами, конк етно, к устройствам для определения сопр тивления вращению поддерживающих оликов, Применение изобретения позвол т повысить точность измерений путем ще водя й 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 тя 1жест его вращающихся частей относительно оси вращения). Дисбаланс может быть исключения статическои 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 упругогоэлемента, 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 В - радиус ролика.мм;Х - смещение центра тяжес хся частей относительно осиПример: При Р= 200 Н, Х= 0 5 мм,й = 54 мм ЬГ =200=19 Н.0,554 При нормируемой до ДИН 22112 часть 2 (2) величине силы сопротивления вращению ЗН ошибка составляет БОО. Кроме того, испытания (определение силы сопро тивления вращению) выполняются без"ра- диальной нагрузки на ролик, цто не соответствует условиям эксплуатации. Рб= пег Х 6 Р;(3) Р= п 1 р 7 оР,(4) 55 где вг, щв, гпр - Массасоответственно прижимного груза, вращающихся частей и в целом ролика, кг; Наиболее близким по конструкции тех ническим решениям является устройство - стенд для определения сопротивления вращению роликов по ДИН 22112 часть с Щ (ВИб 4), Стенд сОстоит из врэщэтеля, приводящего во вращение корпус (обечайку) роли ка и создающего радиальную нагрузку 250 Н; укрепленных на концах оси ролика опорнь 1 х призм и стоек-опор для призм. Из 4 ерительный рычэг"крейится за один конец оси ролика. Конец рычага взаимодействует 25 с измерителем усилия. Сопротивление вращениюопределяегся как среднее значение результатов измерений, полученнь 1 х йри вращении корпуса ролика в обоих"направлениях. Изменение направления вращения 30 достигается перестановкой ролика, Недостатки стенда; сложность конструкции; по- вышенная трудоемкость измерения, обусловленная необходимостью перестановки ролика (илиперестановки рычага) для 35 измерения направления вращения; большие динамические нагрузки на опорные призмы, определяющие точность измерения; динамическая погрешность измерений из-за йзменения момента сопротивления 40 вращению зэ один оборот корпуса ролика, При вращении кОрпусэ ролика возникают дйнамические"нагрузки вызванные: биением, дисбалансом и Значительной допустимой овальностью формь 1 наружной 45 поверхности обечайки. Амйлитудные значения соответствукщихдинамических нагрузок составляют: Х, У, Е - биение, смещение центра тяжести и овальность обечайки соответственно, мм;й - угловая скорость вращения корпуса ролика, С 1.Пример. При а= 25 кг; вв - 20 кг; тр - 25 кг; Х= 0,9 мм; У= 1 мм; Е = 0,5 мм; й = 60 с имеем Рб = 81 Н; Гд = 22 Н: Рэ = 180 Н, что составляет 31, 24 и 51 от радиальной нагрузки 250 Н. Высокий уровень динамическйх нагрузок на призматические опоры вызывает их износ (притупление) и сникение 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 динэмицеская 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 динамицеских нагрузок требует регулярной проверки точности измерений,Цель изобретения - повышение тоцности измерений путем уменьшения динамической погрешности, а также надежности работы устройства для определения сопротивления вращению конвейерных роликов.Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемомстенде, 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 обецайке ролика, с устэновленньм на нем с возмокностью перемещения и фиксации регулировоцным грузом и С упругим элементом для взаимодействия с измерительным механизмом, при этом врэщатель связан с одной из опор для вращения оси ролика,(5) 55 оединение вращателя с одной из опор 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), овальностю 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 враш 1 ения ролика. Установка на рычаге регулировочного груза с возможностью перемещения и фиксации позволяет .выполнять испытания при вращении оси в обих направлениях путем реверса вращателя и исключить статическую ошибку, обусЛовленную дисбалансом. Наличие упругого элемента на конце рычага для взаимодействия с измерительным механизмом в сочетании с регулировочным грузом позволяет уменьшить влияние переменной со 1став 1 яющей сопротивления вращению ролика путем выбора собственной частоты системы таким образом, чтобы она была значйтельно ниже частоты вращения оси ролика, Для соединения рычага с обечайкой . ролика он выполнен с элементами, позволяющими фиксировать его положение на на 1ружн й поверхности корпуса ролика.налогично прототипу стенд включает две опоры для оси ролика, вращатель, рычаг, о ин конец которого взаимодействует сизме ительным механизмом, приспособле.ние для создания радиальной нагрузки.1В отличие от прототипа рычаг укреплен не на оси, а на обечайке ролика и снабженгрузоЬ с возможностью регулировки пало- жени и упругим элементом на конце. вращатель вращает не обечайку, а ось ролика.Таким образом, предлагаемое техническое решение имеет признаки, которые1могут быть квалифицированы как "существеннФе отличия".1Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устро ства; на фиг, 2 - разрез А - А на фиг. 2; на ф г. 3, 4 и 5 - возможные варианты выполнения опоры-вращатвпя оси ролика,Стенд состоит из вращателя 1 (например, токарного станка), опоры 2, поддерживающей второй конец вращающейся оси; укрепленного на обечайке ролика 3 рычага 4 с фиксирующими элементами 5 и создающего радиальную нагрузку приспособления 6. На рычаге установлен регулировочный груз 7 с возможностью перемещения и фиксации(например, винтом 8), На конце рычага, взаимодействующем с измерительным 15 20 25 30 35 40 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 примененагубчатая 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 реверсеустайотва лены ограничительнь 1 е 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 - в 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 й фиксируется винтом 8. Включается вращатель в направлении а и определяется большее показание и мерительного механизма Р 1. Затем изменяется направление вращения ( йЮ ) и определяется меньшее показание Е 2 изме-рительного механизма.Сила сопротивления вращению ролика, приведенная к поверхности обечайки, определяется по формуле где- расстояние от оси вращения ролика до точки взаимодействия рычага с измерительным механизмом (длина рычага), мм;О - наружный диаметр конвейерного ролика, мм.Или же момент сопротивления вращению ролика(8 часга с де р - моей роликрегулироввращенияОтсюд 4 цР(р+ щука )/ 9) позволяет с измене реверсом ловия (9) у арезонанс колебаний еременнои про- нием пруном конМ = 1 .,Н мм(кгс см)(6) 2 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 а 1(кг) на рычаге, расстояние а от оси вращения ролика до центра тяжести регулировочного груза и длина рычага(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 мент инерции вращающихся, приспособления 6 ирычачным грузом относительноролика, кг. м,Выполнение условия (7 водить испытания роликов направления вращения оси щателя). При выполнении у гая система находится в режиме; Так как амплитуда ца рычага под действием ставляющей М момента сопротивлениявращению д Ъ,(ю)Су1 (г )гР то при Р и) величина А мала, переменнаясоставляющая момента не передается на10 измеритель, чем достигается повышениеточности определения силы (момента) сопротивления вращению ролика,Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить точ 15 ность определения сопротивлениявращению роликов. Статическая ошибка,обусловленная смещением центров тяжести вращающихся масс ролика и приспособления 6 относительно оси вращения20 исключается методикой испытаний (определением усилия по разности отсчетов измерителя при вращении оси ролика в обестороны), В отличие от устройства-прототипа эффект достигается без применения25 призматических специальных опор и за счетснижения трудоем кости вы пол н ения исп ытаний. Погрешность, обусловленная периодическим (за оборот) изменениемсопротивления вращению, существенно30 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 распо ложен с возможностью взаимодействия сизмерительным механизмом, приспособление для создания радиальной нагрузки на обечайку ролика и вращатель, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения 5 точности измерений путем уменьшения влияния переменной составляющей сопротивления вращению, рычаг выполнен срасположенными на другом его конце фиксирующими элементами для крепления на 0 обечайке ролика, с установленным на нем своэможностью перемещения и фиксациирегулировочным грузом и с упругим элементом для взаимодействия с измерительным механизмом, при этом вращатель связан с 5 одной из опор для поворота оси ролика.1791289 Составитель А.ВычйгинРедактор Техред М,Моргентал Корректор Н.буча изводствейно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Заказ 126 Тираж ВНИИПИ Государственного комит 113035, Москва по изоб Ж, Рау Подписноеениям и открытиям при ГКНТкая наб., 4/5