автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Исследование влияния пускового режима на выбор параметров линейной части ленточного конвейера на ходовых опорах

ВВЗДЕЖ2.

1.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

1.1.Анализ конструкций современных ленточных конвейеров .предназначенных для транспортировки взорванной горной массы.

1.2.Анализ основных параметров ленточных конвейеров для транспортирования крупнокусковой горной массы.

1.3.Обзор исследований карьерных ленточных конвейеров, предназначенных для транспортировки крупнокусковых грузов

1.4.Обзор исследований пусковых режимов ленточных конвейеров.

1.5.Выводы.

2. МАЖТ]/1ЧЕСШ1Е ДОСВДШАНШ ПУСКОВЫХ РЕШЮВ ЛЕНТОЧНОГО КОШЖЕРА НА ХОДОВЫХ ОПОРАХ.

2.1.Расчетная модель ленточного конвейера на ходовых опорах.

2.2-Выводы основных уравнений.

2.3.Начальные и граничные условия.Преобразование уравнений.

2.4.Решение дифференциальных уравнений.

2.5.Анализ результатов исследований.

2 v 6. Выв оды.

3. УСТАНОВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГРУЗОНЕСУЩЖЮ OPIMA. Ю

3.1.Исследование сопротивления движению рабочей ветви ленты конвейера на ходовых опорах.Ю

3.2.Проверка результатов исследований сопротивления движению рабочей ветви ленты конвейера на ходовых опорах.Юб

3.3.Выбор ширины ленты.НО

3.4. Выв оды.Н

4. ЭКСПЕШ-етТАЛЬНШЗ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖШЮШОГО КОНВЕЙЕРА ИА ХОДОВЫХ ОПОРАХ.ИЗ

4.1. Характерно тика конвейера.ИЗ

4.2.Планирование экспериментальных исследований.П

4.3.Определение жесткости ленты.

4.4.Определение скорости ленты и ходовых опор.--------П

4.5.Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований.

5. МЕТОДИКА 0ПР2ЩЕЛЕ1Ш ПАРАМЕТРОВ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА НА ХОДОВЫХ ОПОРАХ.

5.1.Исходные данные и порядок расчета.

5.2.Шщшна и скорость ленты.

5.3.Расчет сил сопротртлений и выбор мощности привода.

5.4.Определение натяжений лннты и цепей.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ.

ВЫВОДЫ.

Основные направления экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года", принятыё ХХУ1 съездом КПСС,определяя основные направления развития отраслей промышленности, устанавливают: "Опережающими темпами развивать добычу полезных ископаемых наиболее эффективным открытым способом на основе широкого внедрения прогрессивной технологии и горнотранспортного оборудования большой единичной мощности" и далее:"В тяжелом и транспортном машиностроении значительно увеличить выпуск новых видов самоходного горного оборудования и горнотранспортных машин непрерывного действия большой производительности". [I]

Горно-геологические условия залегания месторождений,разрабатываемых глубокими карьерами, чрезвычайно разнообразны. В большинстве случаев разрабатываются наклонные и крутодаданцие залежи. Удельный вес крепких пород в глубоких карьерах составляет 65-70% общего объема горной массы [15].Изменения и усложнения условий залегания месторождений значительно влияют на особенности работы карьерного транспорта. Рост грузопотоков, длин транспортирования, быстрое углубление карьеров, ограниченность фронта работ,затруднение маневренности цикличных средств транспорта и другие особенности обусловили необходимость использования непрерывных видов транспорта, а именно, высокопроизводительных конвейеров большой длины и мощности с высокими скоростями ленты.

Однако, до Настоящего времени конвейерный транспорт на карьерах получил широкое распространение лишь при транспортировании мягких вскрышных пород и весьма ограниченное применение для перемещения скальных пород и руд крупностью до 500 мм, что связано с отсутствием серийных самоходных и полустационарных дробилок.

В этой связи является весьма перспективным создание ленточных конвейеров, обеспечивающих возможность транспортировки взорванных пород и руд без предварительного отграхачивания и дробления.

Учитывая важность задачи и выполняя Постановление Совета Министров СССР и ЦК КПСС от 29.05,72 г. № 373 "Об увеличении мощности по добыче фосфоритов в Каратауском бассейне" производственным объединением "Ждановтяжмаш" спроектирован и изготовлен первый в мировой практике конвейерно-отвальный комплекс, принимающий на ленточные конвейеры взорванную горную массу крупностью до 1000 мм при ширине ленты 1600 мм. Указанный комплекс смонтирован на производственном объединении "Каратау" и находится в стадии опытно-промышленной эксплуатации. В качестве подъемного конвейера в комплексе принят ленточный конвейер на ходовых опорах, подающий горную массу в узел грохочения и дробления.

При опытно-промышленной эксплуатации этого комплекса на подъемном конвейере имели место случаи соскакивания цепей с головных звездочек, соскакивания ходовых опор с направляющих, проскальзывания ленты по всем траверсам, отрыв ленты от траверс на вогнутом участке трассы конвейера. Все эти и некоторые другие явления были связаны с недостатками в конструкции линейной части конвейера и проявлялись в период пуска.

Настоящая работа посвящена исследованию режима пуска ленточного конвейера на ходовых опорах с целью разработки методики расчета параметров его линейной части, что обеспечит его надежную работу во всех режимах при перемещении крупнокусковых грузов, содержащих куски соизмеримые с шириной ленты. Поэтому задача по установлению влияния пускового режима на выбор параметров линейной части ленточного конвейера на ходовых опорах, обеспечивающих снижение простоев и повышение его производительности, является актуальной.

Цель работы заключается в установлении зависимостей, описывающих взаимодействие ленточного и цепного контуров при пуске конвейера, позволяющих учесть влияние пусковых режимов на выбор параметров линейной части конвейера, обеспечивающих его безаварийную работу, снижение простоев и повышение его производительности.

Идея работы. Путем установления рациональных параметров линейной части можно обеспечить режим пуска ленточного конвейера на ходовых опорах при котором натяжения е ленте и цепях не будут превышать допустимых, снизить простои и повысить производительность конвейера.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна: установлены зависимости мя определения предварительного натяжения цепного контура горизонтального ленточного конвейера на ходовых опорах, отличающиеся тем, что они учитывают падение натяжения цепей у головной звездочки при пуске конвейера за счет сил трения упругого скольжения ленты по траверсам ходовых опор; установлены зависимости длины цепного контура наклонно установленного ленточного конвейера на ходовых опорах от растягивающих усилий, отличающиеся тем, что они учитывают усилия, возникающие при удержании груженной ленты от скатывания вниз при ее обрыве; установлено впервые, что длина цепного контура горизонтально установленного ленточного конвейера на ходовых опорах должна выбираться по пусковому режиму, причем, критерием правильности выбора является допустимый уровень натяжений в цепях, зависящий от соотношения жесткостей ленты и цепей при растяжении с учетом их предварительного натяжения; обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждены достаточным объемом экспериментальных исследований ленточного конвейера на ходовых опорах в реальных условиях производственного объединения "Каратау" (экспериментальные исследования проведены в объеме, позволяющем получить результаты с погрешностью не более 5% при надежности 0,9), использованием современных самопишущих приборов, обеспечивающих необходимую точность экспериментальных замеров, применением для исследования апробированных методов теории колебаний гибких нитей, операторного метода решения системы дифференциальных уравнений, а также удовлетворительной сходимостью теоретических и экспериментальных исследований (расхождение результатов не превышает 12%).

Значение работы

Научное значение работы состоит в том, что получены теоретические зависимости по определению параметров линейной части ленточного конвейера на ходовых опорах, учитывающие силы взаимодействия ленты с траверсами при пуске, которые служат уточнением теории расчета ленточных конвейеров, транспортирующих крупнокус-коввй груз.

Практическое значение работы заключается в разработке методики тягового расчета и расчета основных параметров линейной части ленточного конвейера на ходовых опорах, позволяющих на стадии проектирования выбирать ширину ленты по крупности транспортируемого материала, определять предварительное натяжение цепей с учетом падения натяжения у головной звездочки при пуске конвейера, длину цепного контура по допустимому уровню натяжений в цепях с учетом сил, возникающих при пуске горизонтального конвейера и удержании груженной ленты от скатывания вниз при ее обрыве на наклонном конвейере.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Методика выполнения тягового расчета ленточных конвейеров на ходовых опорах" и рекомендации, разработанные е диссертации, использованы отделом горнорудного оборудования Л.О. "Ждановтяжмаш" при создании конвейерно-отвального комплекса, предназначенного для транспортировки и укладки в отвал взорванной скальной вскрыши на руднике "Жанатас", и используются при разработке эскизного проекта конвейерно-отвального комплекса для рудника "Кок-Су".

Рекомендации по устранению конструктивных недостатков линейной части ленточных конвейеров на ходовых опорах, полученные в результате расчета по внедренной на ПО "Каратау" "Методике выполнения тягового расчета ленточных конвейеров на ходовых опорах" позволили снизить простои и повысить производительность конвейерно-отвального комплекса^ и получить экономический эффект в сумме 23970 рублей.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы и результаты исследований доложены на Ш, 1У и У Всесоюзных научно-технических конференциях по карьерному транспорту (Свердловск, 1973, 1978 и 1984), на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Опыт проектирования, строительства и эксплуатации комплексов циклично-поточной технологии на открытых горных работах". (Губкин 5-7 июня 1984).

Публикация

По теме диссертации опубликовано одиннадцать статей.

I.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

3.4. ВЫВОУЫ

При установке ленточного конвейера на ходовых опорах по трассе, имеющей перегибы в вертикальной плоскости, для определения радиуса перегиба (или расчете параболы), при котором на вогнутых участках лента не будет терять контакта с траверсами ходовых опор, необходимо определять достаточно точно натяжение ленты на этих участках, что требует знание точного сопротивления ее движению, от которого зависит распределение натяжений между лентой и цепями цепного контура. Исследования показали, что это сопротивление зависит от погонных масс ленты, транспортируемого материала и цепного контура, соотношения жесткостей ленты и цепей и не может быть принято на основании экспериментальных замеров натяжений ленты у головной и хвостовой звездочек цепного контура.

Ширина ленты конвейера на ходовых опорах пропорциональна размеру максимального куска транспортируемого материала и может быть уменьшена путем повышения точности загрузки конвейера по его оси и точности изготовления ленты и ее стыковки.

- из

4. ЭКСПЕИШЕНТАЛЬНЫЕ ^СЛЕДОВАНИЯ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА НА ХОДОВЫХ ОПОРАХ ,

4.I.Характернотика конвейера.

Целыэ экспериментального исследования является проверка результатов аналитических исследований и определение некоторых констант, необходимых для осуществления расчетов параметров конвейера на ходовых опорах.

Экспериментальные исследования проводились на подъемном конвейере;спроектированном и изготовленном ПО "Ждановтяжмаш". Конвейер смонтирован на первом блок-участке рудника "Центральный" Жанатаского рудоуправления .ПО. "Каратау".

Конвейер (Рис.4.1) состоит из приводной станции I, переходной, промежуточных 2, линейных 3 и приемной секции 4 и кабин электрооборудовании. Конвейер стационарный.Тяговым и несущим органом является лента 5, свободно лежащая на дугообразных ходовых опорах 6, соединенных между собой цепями, огибающими концевые звездочки 7. Цепи с ходовыми опорами увлекаются в движение лентой, связанной с ними силами трения.

Металлоконструкция приводной станции смонтирована на фундаменте. На приводной станции установлены: два приводных барабана с приводами, механизм натяжения ленты, вал со звездочками, кабина машиниста, очистные устройства для очистки ленты и барабанов от налипшего материала, лестницы и площадки.

Металлоконструкция приводной станции балочного типа,собранная из отдельных частей. На вал первого приводного барабана диаметром 1280 мм, являющегося разгрузочным, навешены два привода. На вал второго приводного барабана .диаметром 1330 мм навешен один привод. Редукторы приводов снабжены полыми тихоходными ва

Рис.4.1.Ленточный конвейер на ходовых опорах: I-приводнаястанция; 2,3,4 - секции - промежуточная, линейная и приемная соответственно; 5- лента; 6-ходовая опора; 7-звездочка. лами, передающими вращение на вставленные в них валы барабанов посредством шлицевого соединения. Двигатели приводов расположены в специальных кабинах и оснащены вентиляторами со спевдальными пылеотделителями для обдува .двигателей чистым воздухом.

Натяжное устройство регулируемое,лебедочного типа, снабженное датчиком контроля натяжения ленты.

Линейная часть конвейера представляет собой металлические секции. На секциях смонтированы рельсы, по которым движутся катки ходовых опор. Ходовые опоры связаны между собой цепями,образующими цепной контур. Количество контуров в одном конвейере равно трем. Головные звездочки цепных контуров снабжены храповыми остановами, концевые являются натяжными. На стыках цепных контуров установлены промежуточные секции, на которых смонтированы головные и натяжные звездочки. В промежутке между натяжными и головными звездочками установлены колеса с надувными шинами для поддержания ленты в промежутке между контурами.

Ходовая опора выполнена дугообразной из трубы,футерованной резиновыми обкладками с протекторным рисунком. К концам трубы приварены кронштейны,на которых закреплены катки. Катки установлены на подшипниках качения.

Приемная секция оборудована хвостовым барабаном и амортизированными ходовыми опорами. Груз на конвейер подается лопастным питателем [7* ? 1. .

Техническая характеристика конвейера приведена в таблице

4.1.

1.Абишев А., Тимченко А. Карьерам Каратау - комбинированный транспорт. Народное хозяйство Казахстана 1.7G 15 10.

2. Кузнецов Б.A.,РенГевич A.A.,Шорин В.Г. и др.Транспорт на горных предприятиях. Издательство "Недра" Москва 1969.

3. Тяговый расчет наклонного конвейера 9S.01.07.ООО.

4. Бронштейн l'i.îl. ,Семендяев К.А.Справочник по математикедля инженеров и учащихся ВТУЗов. Москва 1954 г.

5. Спиваковский А.О.,Потапов М.Г.Андреев A.B. Транспортные машины и комплексы открытых горных разработок. Издательство "Недра" Москва 1968 г.

6. Расчет тяговый конвейера 1500 м3/г.99.01.00.000PP.

7. КУ/С -32.1 Рекомендации по стандартизации. Ленточные конвейеры для карьеров. Типы основные параметры и размеры.Вторая редакция,разработанная Польской стороной комиссии СЗВ.Апрель 1966 г.ю. KochQnOYlSKj fi. if. EtfQkwntjtn mit fohißdizn

8. Ьш/ieïn In den usa und Еикоро Jujêemt-Techl'mo, НИ.

9. Фадеев Б.Б. Перспективы применения конвейерного транспорта при разработке скальных пород.

10. Симкин Б.А.Технология и процессы открытых горных работ. М. "Недра", 1970 г.

11. Васильев М.В. Современный карьерный транспорт.М."Недра", 1969 г.

12. Юсупбеков Б.Х.,Тимченко А.И.,Шбйн А.И.,Рабиль А.И.,Абишев А.,Мухтаров М.А.,Санд Ф.Ф. Открытая разработка фосфоритовых месторождений Каратау »Алма-Ата "Наука",1970 г.

13. Андреев A.B.,Шешко Е.Е. Транспортные машины и комплексы для открытой добычи полезных ископаемых М. "Недра",1970 г.

14. Антонов Б.А.Лившиц В.И.,Поярков О.В. Техника и экономика непрерывного транспорта на горных предприятиях.М. "Недра" 1967 г.

15. УкрШШпроект. Определение наиболее экономических способов добычи с применением различных видов транспортного оборудования. Киев 1966 г.

16. Спиваковский А.О. и др. Поточная технология открытой разработки скальных горных пород М, "Недра", 1970 г.