Влияние свойств материалов на сопротивление перемещению рабочих органов
На основе изучения процессов взаимодействия рабочих органов разрабатывающих и транспортирующих машин предложены различные зависимости, позволяющие определить сопротивления резанию, копанию, зачерпыванию, перемещению и разгрузке материалов. Эти зависимости представляют собой описание взаимодей-ствий рабочих органов и материальной среды с использованием математических выражений. Их можно разделить на аналитические, теоретико-эмпирические и эмпирические.
Аналитические зависимости получены на основе системы уравнений механики сплошной среды, но при их составлении необходимо использовать существенные допущения: массив материала представляется в виде изотропной среды, обладающей свойствами линейно-деформируемого вязкопластического тела. Существует ряд частных решений этой задачи, которые, однако, не могут быть в полной мере применены к изучению процессов взаимодействия рабочих органов машины со средой. Поэтому рекомендуется использовать уравнения теории упругости и пластичности для установления условий моделирования среды, обеспечивающих подобие напряженного состояния оригинала и модели.
Теоретико-эмпирические зависимости базируются на экспериментальных исследованиях. При этом выявляется физическая сущность происходящих процессов с учетом параметров рабочего органа и среды, на основании которой формируют расчетную схему
уменьшение площади контакта, снижение времени контакта за счет сличения скорости перемещения рабочих органов. Анализ мероприятий по борьбе с прилипанием горной массы поверхностям транспортного оборудования на карьерах показал, что наиболее эффективны применение электроосмоса и создание антнадгезионных прослоек.
При транспортировании материалов машинами непрерывного действия элементы конвейеров также взаимодействуют с материалом. При работе винтового конвейера силы трения возникают на элементах шнека (вал, лопасти или лента) и внутренней поверхно- и кожуха. В месте примыкания вала с тыльной стороны ленты шнека может образоваться застойная зона, где материал практически не испытывает влияния сил трения, возникающих на внутреней поверхности кожуха. Основная причина снижения производительности винтового конвейера — круговое движение материала носительно оси вала. Для предотвращения этого при транспортировании связных материалов используют ленточные и прерывистые шнеки. При использовании ленточных конвейеров поперечное сечение ходящегося на транспортной ленте материала зависит от угла гественного откоса, а это, в свою очередь, влияет на производяльность конвейера. Последний имеет критический угол наклона, и котором возможен срыв материала с поверхности транспортиющей ленты или сдвиг по поверхности внутри материала (осыпание). В момент загрузки конвейера происходят разгон груза до эрости ленты и проскальзывание его на некотором участке, длина торого зависит от коэффициента трения материала. После равнивания скоростей ленты и груза их перемещения относитель- друг друга не происходит. При налипании на поверхность лепты необходимо учитывать возможность отрыва материала в месте загрузки или применение очистителей.
Сопротивление при работе скребкового конвейера обусловлено лами трения материала по лотку. Порция материала, хваченная скребком, воспринимает силовое воздействие с его стороны и перемещается по лотку. Относительных перемещений эебка и транспортируемой порции материала не происходит. При исследовании влияния скорости перемещения плугов на шикающие при этом сопротивления отмечено, что они увешиваются за счет возрастания сил инерции отбрасываемого не из-за дополнительных деформаций. При изучении процесса резания металлов установлено, что предел текучести металлов расширяется при возрастании скорости деформации и может прибиться к пределу прочности, что приводит к разрушению без эстической деформации аналогично хрупким телам. Отмечено еже уменьшение глубины распространения пластической деформации при увеличении скорости резания и повышении температуры, формация грунта зависитглавнымобразом от ее продолжительности. При некоторой скорости внутренние напряжения не успевают уравновеситься с внешней нагрузкой и поэтому отстают от задаваемых нагрузок, что приводит к повышению временного сопротивления материала.