Устройство и расчет роликовых лесотранспортеров. Область применения.

Роликовые лесотранспортеры относятся к транспортным устройствам без гибкого тягового органа. Принцип действия их заключается в том, что груз перемещается по поверхности вра­щающихся роликов, благодаря чему значительно уменьшается сопротивление движению.

По устройству они подразделяются на неприводные (рис. 14.1,а) и приводные (рис. 14.1,6, в). Неприводные роликовые лесотранспортеры могут быть горизонтальные и наклонные. В горизонтальных груз перемещается под действием внешней силы, а в наклонных силой тяжести груза. Движение груза передается роликам, заставляя их вращаться. Приводные ро­ликовые лесотранспортеры имеют приводной механизм, пере­дающий движение от двигателя к роликам. Вращающиеся ро­лики перемещают лежащий на них груз. Роликовые лесотранс­портеры состоят из роликов, их опор, рамы и привода.

Конструкция роликов приспосабливается к форме передви­гаемого груза. Они могут быть цилиндрическими (рис. 14.1, г), коническими (рис. 14.1, д), двухконусными (рис. 14.1, е), сед­ловидными (рис. 14.1, ж). Поверхность роликов может быть гладкой, ребристой, с шипами, а также с ребрами (гребнями), расположенными по винтовой линии.

Гладкие цилиндрические ролики используются при переме­щении пиломатериалов (шпал, досок, брусьев). Диаметр таких роликов от 100 до 160 мм. Цилиндрические неприводные ролики изготовляются пустотелыми из металлических труб на шарико­вых опорах с неподвижными осями (рис. 14.1, г). Приводные цилиндрические ролики вращаются или на осях вместе с при­крепленными к ним цепными звездочками или же вместе с ва­лом. При поштучном перемещении груза длина ролика /_р при­нимается больше ширины груза, т. е. /_р>6, где Ь — ширина доски или шпалы. Если на ролике должно находиться п штук груза, то lp>nb. Для поштучного передвижения шпал и досок /_Р = 300...400 мм при перемещении одновременно нескольких штук /_р = 800. ..1000 мм.

Цилиндрические ролики применяют и для транспортирова­ния круглых лесоматериалов. В этом случае по обеим сторонам роликового лесотранспортера ставят направляющие стенки или на роликах делают боковые реборды для предохранения от раскатывания лесоматериалов в стороны. Вес цилиндрического ролика определяется по формуле

(14.1)

где /_р — длина ролика, м; g — ускорение свободного падения.

Одноконусные ролики применяются для поперечного смеще­ния и сбрасывания груза, они устанавливаются обычно в конце роликового лесотранспортера. Конические и седловидные ро­лики также используются при транспортировании круглых ле­соматериалов. Их изготовляют литыми чугунными с ребристой поверхностью (см. рис. 14.1, е) или стальными сварной кон­струкции с приваренными ребрами (см. рис. 14.1, ж). Чугунные ролики состоят из двух усеченных конусов. Угол конусности а = 40...60°, наименьший диаметр =80... 100 мм; длина усе­ченного конуса h = 20...25 см. Расстояние между усеченными конусами а = 60...80 мм. При постоянном числе оборотов ро­ликов скорость движения круглых лесоматериалов по кониче­ским роликам зависит от диаметра окружности касания бревна о ролик, определяемого по формуле

D₀ = D + (d sin a/2—a) tg a/2 , (14.2)

где d-—диаметр перемещаемого бревна.

При а = 0

D₀ = D + d sin a/2tg a/2 , (14.3)

Длина ролика, состоящего из двух усеченных конусов,

(14.4)

Вес ролика (двух усеченных конусов) совместно с валом

(14.5)

где А — коэффициент зависящий от конструкции ролика (для литых чугун­ных роликов Л = 1600, для сварных стальных Л = 800); D_u D₀, h — размеры ролика, м.

Наибольший диаметр ролика равен

(14.6)

а длина усеченного конуса составляет

(14.7)

где d — наибольший диаметр бревна.

Скорость движения груза на приводном лесотранспортер с коническими роликами

(14.8)

_где п —частота вращения ролика, мин^-1; со — угловая скорость его с^-1.

Если перемещают лесоматериалы большой длины, у которых разница диаметров комля и вершины большая, то для опреде­ления D₀ по (14.2) и (14.3) принимается значение d, соответ­ствующее диаметру посередине его длины.

У седловидных роликов (см. рис. 14.1, ж) радиус седловины R должен быть больше радиуса поперечного сечения самого крупного бревна; в этом случае диаметр круга качения будет постоянным и равным наименьшему диаметру ролика D . Чтобы груз всегда лежал на двух роликах, расстояние между ними i_р берется в зависимости от длины самого короткого от­резка груза: i_p< .

Неприводные роликовые лесотранспортеры (рис. 14.2, а) применяют для передвижения лесоматериалов на небольшие расстояния с частыми остановками при подаче их к станкам для обработки, а также при транспортировке от.них. Ролики таких лесотранспортеров устанавливаются на деревянной или металлической раме или на отдельных стойках.

Усилие Т, которое необходимо приложить к грузу для пе­редвижения его по роликам, зависит от сопротивления трения в подшипниках ролика и от трения качения груза по поверх­ности роликов, т. е.

(14.9)

где Q — вес груза, лежащего на роликах; w_p — вес ролика; п_р' — число ро­ликов под грузом; — коэффициент сопротивления движению от трения на цапфах роликов; — коэффициент трения качения груза по роликам.

Вприводных роликовых лесотранспортерах движение роли­кам, а от них грузу, лежащему на роликах, передается от при­водного механизма. Поэтому чем больше коэффициент трения груза о поверхность ролика, тем больше сила трения, приводя­щая в движение груз, и тем быстрее сообщается движение грузу.

Для увеличения коэффициента трения поверхность роликов делают ребристой, с шипами, или покрывают ее резиной. При передвижении круглых лесоматериалов часто применяют двух-конусные ролики (см. рис. 14.1, е).

Движение от двигателя к роликам передается через редук­тор и приводной механизм, состоящий из конической зубчатой или цепной передачи (рис. 14.3, а, б). Коническая зубчатая пе­редача (см. рис. 14.3, б) применяется в коротких транспортерах для передвижения тяжелых грузов, а цепная передача (см. рис. 14.3, а) —для более легкого груза — шпал, досок. При цеп­ном приводе движение роликам передается цепями последова­тельно от одного вала к другому или одной цепью ко всем ва­лам роликов. При зубчатом приводе движение валам роликов передается коническими шестернями от одного приводного вала. В приводных роликовых лесотранспортерах в движении нахо­дятся все ролики, поэтому при определении тягового усилия Т необходимо учитывать вес всех роликов. Для установившегося движения лесотранспортера

T = (Q+q_pn_p)w_p + Qw_r, (14.16)

где п_р — число всех роликов лесотранспортера; Q — вес груза на лесотранс-портере.

При пуске лесотранспортера под нагрузкой ролики приобре­тают скорость быстрее, чем груз, поэтому он скользит по ро­ликам и вместо трения качения имеет место трение скольже­ния. Вследствие этого в (14.16) вместо сопротивления трения качения принимают сопротивление трения скольжения, заменяя коэффициент w_T на . Тогда тяговое усилие Т_п при пуске ле­сотранспортера в ход под нагрузкой без учета инерции роли­ков составит

T_n = (Q + n_pq_p)w_p + Q (14.17)

где ц._г — коэффициент трения скольжения груза по роликам; для конических роликов вместо ц_г берут ц_к, определяемый по (14.15).

Рис. 14.1. Роликовые лесотранспортеры:

а, б, в — схемы неприводного и приводных роликовых лесотранспортеров; г — цилин­дрический ролик на неподвижной оси; д — конический ролик; е — двухконусный ро­лик; ж — седловидный приводной ролик

Рис. 14.2. Непригодные роликовые лесотранспортеры: а — горизонтальный; б — наклонный

Рис. 14.3. Приводные роликовые лесотранспортеры: а — с цепным приводом роликов; б — с зубчатым коническим приводом роликов