روش‌های محاسبه کشش موثر در نوار نقاله
نوار نقاله، جزء ابزارآلاتی است که کاربرد بسیار زیادی در صنعت دارد. اما نحوه عملکرد این دستگاه دارای فرآیند پیچیده‌ای است. نوار نقاله در حین کار دارای نیروهای فراوانی است. از جمله این نیروها، نیروی کشش موثر در نوار نقاله است. اما در این مقاله به برخی موارد موثر در این نیروها اشاره می‌شود. از جمله:
- نیروهای موثر در کمربند
- انواع نیرو
- اجزا موثر در معادلات کشش نوار نقاله
- تعریف کلی نوار نقاله
همه‌ی روش‌های محاسباتی که برای نوار نقاله ها قابل اجرا هستند در این پست معرفی می‌شود. این روش‌ها عموما بدون محدودیت در طول و یا سایر مشخصات اعمال خواهند شد. اغلب این روش‌های جهانی با استفاده از درک ویژگی‌های منابع حاصل از تلفات انرژی طراحی شده و برای اجزاء سازه‌های استاندارد اعمال می‌شوند. اما دو پارامتر اصلی قابل اعتماد و کاربردی برای این روش سرعت و کشش است. با این اوصاف روش‌های یونیورسال به دلیل پوشش گسترده از مزایای بیشتری نسبت به روش‌های پایه و استاندارد برخوردار هستند.
فهرست مطالب
- تعریف کلی نوار نقاله
- عواملی تاثیرگذار در اندازه‌گیری توان حمل بار نوار نقاله
- نیروهای موثر در کمربند
- نیروهای موجود در کمربند
- نیروهایی با کشش داخلی یکسان در نوار نقاله
- اجزا موثر در معادلات نیرو کشش نوار نقاله
- مسئله اصطکاک کمربند نقاله
- بارهای انبساطی موثر در ظرفیت حمل بار چگونه عمل می‌کنند؟
- جمع بندی
تعریف کلی نوار نقاله
به طور کلی نوار نقالی جزء ابزارآلاتی است که وظیفه حمل و انتقال را بر عهده دارند. معمولا این دستگاه به دو صورت عمل انتقال را انجام می‌دهند :
- افقی و مستقیم
- شیب‌دار و با ارتفاع
تمامی نوار نقاله ها توانایی حمل بار به صورت افقی و عمودی را دارا هستند. اما هر نوعی از نوار نقاله ها دارای توانی معین برای این جابه‌جایی بار است. برای تعیین این توان باید میزان حرکت نقاله در زمان کشش را در راستای خطی در نظر گرفته و با مقدار انرژی بالابر مقایسه نماید.
تعریف کلی بارهای بی اثر یا مرده
به وزن عناصر که بر روی کل سازه تاثیرگذار هستند، بار مرده یا بی اثر گفته می‌شود. تمامی سازه هایی که در قسمت پشتیبانی نوار نقاله قرار دارند، جز بارهای مرده محسوب می‌شوند. این اجزا شامل نرده‌ها، راهروها، تسمه ها و هرزگرد ها می‌شود. با اندازه‌گیری مقاومت بارهای بالابر نده، می‌توان از تاثیر بارهای مرده در نوار نقاله چشم پوشی کرد. در نهایت با ترکیب بارهای مرده و بارهای زنده می‌توان میزان تحمل بار توسط نوار نقاله را پیش بینی کرد.
عواملی که در اندازه‌گیری توان حمل بار نوار نقاله تاثیرگذار هستند
- لوله‌ها و سیستم لوله کشی: باید در طراحی لوله‌های افقی و مجراها دقت کافی اعمال گردد. زیرا مواردی که از این لوله‌ها عبور می‌کنند در کل سازه تاثیر دارند.
- اندازه گیری بارهای ریخته شده: در زمان کار امکان خروج و نشت مواد وجود دارد. قطعا این مواد در مجراهایی در کل سازه انباشته می‌شود. به همین دلیل حدالامکان از این نشتی باید جلوگیری کرد.
- بارهای موجود در راهروها: در تمامی سیستم‌های تسمه نقاله، راهروها یی برای تعمیرات تعبیه شده است. این راهروها از نظر طول و عرض یکسان هستند.
- بارهای ناشی از کشش کمربند: تسمه نقاله به صورت مداری حلقوی و از جنس الاستیک طراحی شده‌است. نیروهایی که بر روی تسمه وجود دارند، باعث ایجاد نیروی لازم برای حرکت تسمه در جهت قرقره می‌شود.
نیروهای موثر در کمربند نوار نقاله
نیروهای موثر کشش نوار نقاله در کمربند را به صورت زیر دسته‌بندی می‌کنند.
- کاری که توسط نیروهای خارجی بر روی تسمه اعمال می‌گردد.
- نیروهای داخلی که با تغییر سرعت در ارتباط هستند.
- کشش داخلی یکنواخت
اما در این قسمت به اولین مورد از روش‌های یونیورسال اشاره می‌شود.
- کار نیروهای خارجی
این مورد اغلب با سرعت ثابت قابل محاسبه است. محاسباتی که به صورت موازی با محاسبات CEMA در ارتباط هستند، جزء موارد پایه و استاندارد محسوب می‌شوند. این روش محدودیت کمتری نسبت به سایر روش‌ها دارد. جالب است بدانید که اکثریت موارد به جز موارد مربوط به مقاومت اصلی در هر سه روش مشترک هستند.
- نیروهای داخلی
در این روش، اغلب نیروهای تسمه زمانی اعمال می‌شوند که روش اول قابلیت اجرایی نداشته باشد.
- کشش داخلی یکنواخت
این روش معمولا توسط خود طراح بر روی پروژه عملی می‌شود. از این نوع روش محاسباتی برای همه‌ی نیروهای کششی نوار نقاله ها می‌توان استفاده کرد. اما اکثریت نوار نقاله‌ها در این روش هیچ محدودیتی نسبت به طول و سایر مشخصات ندارند. این روش نوین برای درک بهتر ویژگی های بارز تلفات انرژی طراحی شده و بر روی اجزاء و سازه‌های استاندارد اعمال می‌گردد.
اما تنها پارامترهای کاربردی و قابل اجرا برای محدودیت‌های معمولی پارامتر سرعت و کشش است. از مزایای استفاده از روش‌های یونیورسال می‌توان به دامنه‌ی بسیار گسترده آن نسبت به سایر روش‌های پایه و استاندارد نیز اشاره کرد.
نیروهای موجود در کمربند نوار نقاله
نیروهای موجود در کمربند را به صورت زیر می‌توان دسته بندی کرد:
- نیرویی کششی که از طریق منابع خارجی بر روی تسمه اعمال می‌گردد.
- نیروهای داخلی که با تغییرات سرعت در ارتباط هستند.
- نیروی کشش نوار نقاله داخلی یکنواخت
در این قسمت برای شناخت بیشتر روش‌های یونیورسال، به دسته اول از نیروهای داخلی اشاره می‌شود. این نیروها اغلب از طریق منابع خارجی و با سرعت ثابت اعمال می‌شوند. محاسباتی که به صورت موازی و همزمان با روش CEMA اجرا شده، جزء روش‌های پایه و استاندارد است. در این روش حداقل محدودیت برای از آن در محاسبات وجود دارد. با توجه به مسائل گفته شده تمام موارد به جز گزینه‌های مربوط به مقاومت در هر سه روش یکسان هستند.
نیروهای داخلی که تحت تاثیر نیروی سرعت هستند، زمانی محاسبه خواهند شد که نیروی ناشی از منابع خارجی نامتعادل باشد.
دسته سوم اغلب توسط خود طراح دخالت داده می‌شود. این نیروها معمولا به صورت یکسان در اطراف تسمه و به عنوان نیروی کشش وجود دارند.
نیروهایی با کشش داخلی یکسان در نوار نقاله
اما نیروی داخلی تحت تاثیر سرعت و کشش داخلی یکنواخت جزء تنش‌هایی هستند که توسط خود طراح اعمال شده و محاسبه می‌شوند. دقت اسمی که برای این روش در نظر گرفته شده 10+/-% است. همچنین اعداد و ارقامی که به صورت پیش فرض بیان شده کاملا با ملاحظه بوده‌است. به همین دلیل استفاده از این معادلات توسط مهندسی بی تجربه نیز خطرآفرین نخواهد بود. لازم به ذکر است که تمام موارد پر خطر عملیاتی مانند اندازه ترمز و یا فاکتورهای ایمنی اضافی برای سراشیبی ها به عنوان Rr باید ذکر شوند.
این موارد می‌تواند از میزان تلفات در حین عملیات تا حدودی بکاهد. اما مهندس نوار نقاله CEMA با تجربه کافی در عرصه طراحی می‌تواند با استفاده از مقادیر و فاکتورهای اصلی طراحی را آغاز کند. در این موارد طراح با استفاده از روش‌های جهانی به نتایجی در محدوده هدف 10%+-110% دست پیدا کند. اما در روش یونیورسال پارامترهای مهم جهت طراحی و انجام معادلات تجربی بر اساس تعیین کمیت برای میزان تلفات انرژی و محاسبه افت تنش ارائه می‌شود.
اجزا موثر در معادلات نیروی کشش نوار نقاله
در فهرست زیر به تعدادی از اجزاء و موارد قابل استفاده در معادلات اشاره شده است:
- مهندسی CEMA مسطح، 20، 30 و 45 درجه با طول برابر 3 رول فضای آزاد
- نهایت سرعت تسمه 1500 فوت بر دقیقه
- دمای مناسب اجرای عملیات بیشتر از 25- درجه فارنهایت تا 120 درجه فارنهایت
- دارای مواد اولیه مناسب برای پوشش معمولی تسمه و SBR
- ساختار چندگانه با لایه‌های مستحکم شده دارای ضخامت مناسب برای تسمه
- حداکثر پهنای مناسب برای تسمه برابر با 96 اینچ است.
- حداکثر فاصله چرخشی برابر با 10 فوت است.
- جریان رهایی مواد با حداکثر زاویه استراحت 45 درجه
این روش محاسبات بیشتر به یکی از روش‌های قدیمی اشاره دارد. زیرا در این روش می‌توان تمامی تلفات اجزاء و مقاومت نهایی منابع مختلف را در برابر حرکت نهایی محاسبه نمود.
از تفاوت بزرگ این روش با سایر روش‌ها می‌توان به تمرکز ویژه بر روی نقاله های طولانی و پیچیده با دقت بالا در محاسبات مقاومتی اشاره کرد.
مسئله اصطکاک کمربند نقاله
- زمانی‌که جسم و تسمه نقاله هر دو در حالت ثابت قرار دارند، ممکن است اصطکاک ایستا و یا غیر ایستایی بوجود آید. در این حالت تغییر حالت جسم تعیین کننده وضعیت خواهد بود.
- ممکن است وجود نیروی جاذبه به برقراری تعادل نیز کمک نماید. در این زمان برای برقراری تعادل دو نیرو وجود خواهد داشت. یکی نیروی خود جسم و دیگری نیروی اصطکاک ایستایی که از سمت راست و به صورت افقی و با اندازه f=ma به جسم وارد خواهد شد.
- در حالت سوم نیرو به صورت عمودی وارد شده و از سمت چپ نیروی اصطکاک ورود کرده، این نوع ترکیب و تعادل در نیروها باعث حرکت جسم روبه جلو خواهد شد.
بارهای انبساطی موثر در ظرفیت حمل بار چگونه عمل می‌کنند؟
اغلب برای نگهداری تسمه نقاله از سازه‌های فولادی و یا بتنی بر روی سازه ی اصلی استفاده می‌کنند. این اجسام می‌توانند سازه را با سرعت ¾ اینچ در هر 100 فوت منبسط و منقبض نماید. اگر تمامی حرکات حرارتی کنترل شوند، نیروهایی موثر در سازه ایجاد خواهد شد. این نیروها شامل نیروی طول، چرخشی و یا حرکت عناصر است. اغلب از نیروهای انبساطی برای برقراری تعادل در کل سازه استفاده می‌شود.
جمع بندی
شما هم اگر قصد دارید برای کارخانه و یا مرکز تولیدی خود نوار نقاله تهیه کنید و نیاز به اطلاعات بیشتری دارید، می‌توانید به سایت خبری رستاپاد مراجعه کرده و از اطلاعات بروز بهره‌مند شوید.
