автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Надежность подвесных шарнирных роликоопор мест загрузки ленточных конвейеров, транспортирующих кусковые грузы на горных предприятиях

На правах рукописи

УДК 621.867.2

Миссбах Георгий Генрихович

Надежность подвесных шарнирных роликоопор мест загрузки ленточных конвейеров, транспортирующих кусковые грузы на горных предприятиях

Специальность 05.05.06. Горные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена в Московском государственном горном университете

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Дмитриев Валерий Григорьевич

Официальные оппоненты.

доктор технических наук, профессор Подэрни Роман Юрьевич кандидат технических наук, профессор Кузнецов Андрей Алексеевич

Ведущее предприятие - ННЦ ГП - ИГД им А А. Скочинского.

Защита диссертации состоится ^ .12.2004 г. В час. на заседании диссертационного совета Д 212.128.09 при МГГУ по адресу 119991, ГСП, Москва, В-49, Ленинский проспект, д.6, ауд._.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке МГГУ.

Автореферат разослан «24» ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

профессор доктор технических наук Е.Е. Шешко

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Ленточные конвейеры находят широкое применение в горной, промышленности России. Внедрение циклично -поточной технологии при разработке скальных пород и руд приводит к формированию специфического транспортного грузопотока.

При разработке скальных пород буровзрывным способом перед транспортированием ленточными конвейерами горную массу обычно подвергают первичному дроблению. Поток груза после первичного дробления отличается неравномерным грансоставом и содержит значительную часть кусков груза крупностью 300 - 400 мм. В процессе погрузки и доставки крупнокусковой горной массы загрузочное устройство, лента, роликоопоры и став ленточного конвейера подвергаются интенсивному ударному нагружению.

Ударное воздействие крупных кусков груза на элементы конструкций, особенно в загрузочном устройстве, приводит к их интенсивному разрушению и снижению надежности работы конвейерного оборудования. Как показывает опыт эксплуатации, сроки службы ленты и роликов из - за ударного взаимодействия с кусками груза существенно ниже нормативных. Конструкция роликоопор на мощных конвейерах оказывает существенное влияние на срок службы ленты - самого дорогостоящего элемента ленточного конвейера. На ролики приходится до 40% всех затрат на обслуживание и ремонт конвейера или до 80 - 90% всех затрат на обслуживание и ремонт механического оборудования.

Анализ работы ленточных конвейеров при транспортировании крупнокусковой горной массы показал, что надежность ленточных конвейеров с жестко установленными роликоопорами мала. В связи с этим в последнее время расширяется применение конвейеров с роликоопорами, обладающими значительной податливостью.

Перспективность применения мощных ленточных конвейеров со значительной податливостью роликоопор (подвесных) для транспортирования грузов средней крупности и крепости подтверждается и значительным зарубежным опытом (Германия, Англия, США, Польша, Чехия, Словакия и др.).

Экспериментальные исследования, выполненные в МГИ, УкрНИИПроекте, ИГТМ АН УССР, показали, что динамические нагрузки от крупнокусковых грузов в таких конструкциях уменьшаются примерно в 1,5-2 раза. Это послужило основанием для разработки целой серии ленточных конвейеров с подвесными роликоопорами для открытых и подземных горных работ. В качестве примера можно указать на конвейерную линию производительностью 4500 т/ч (лента шириной 2000 мм), спроектированную институтом ВНИИПТмаш, длиной около 15 км, состоящую

РОС НАЦИ

ЩШ|нащеннь|Х

БИБЛИОТЕКА I

подвесными роликоопорами и транспортирующих уголь от Березовского разреза до Березовской ГРЭС.

Загрузочная часть ленточного конвейера, транспортирующего кусковые абразивные грузы, является наиболее ответственным узлом. Здесь лента и ролики подвергаются значительным ударным нагрузкам. Улучшение условий работы загрузочной части конвейера может быть обеспечено применением различных типов амортизирующих систем.

Снижение ударных нагрузок происходит за счет упругой деформации ленты, футеровки роликов и амортизаторов. Из известных типов амортизирующих роликоопор в местах загрузки наибольшее распространение получили роликоопоры с пружинными и резинометаллическими упругими элементами Подвесные амортизирующие роликоопоры собираются с помощью шарниров, как правило, из обычных серийных роликов и подвешиваются к жесткому или канатному ставам. Известно много конструкций шарниров, однако это многообразие может быть сведено к типовой классической схеме палец - втулка, от взаимодействия которых зависит срок службы шарнира, роликоопоры и системы подвески амортизаторов. Поэтому эффективное использование конвейеров с подвесными шарнирными роликоопорами в различных технологических схемах в значительной степени обусловлено безотказностью работы шарнирного узла.

Таким образом, оценка параметров надежности подвесных амортизированных роликоопор ленточных конвейеров, транспортирующих кусковые грузы, является актуальной научной задачей-

Целью работы является разработка математической модели и метода расчета надежности подвесных амортизированных роликоопор мест загрузки ленточных конвейеров при транспортировании кусковых грузов для оценки параметров надежности подвесных амортизированных роликоопор ленточных конвейеров, позволяющих увеличить срок службы роликоопор и снизить их стоимость.

Идея работы заключается в установлении и учете влияния на надежность специфического характера взаимодействия колеблющейся подвесной амортизированной роликоопоры со случайным потоком кускового груза.

Основные научные положения, выносимые на защиту, разработанные лично автором, и их новизна:

- математическая модель распределения динамических нагрузок в конструктивных элементах подвесной амортизированной роликоопоры с учетом влияния инерции промежуточных масс;

- математическая модель кускового груза, состоящего из мелкокусковых фракций, создающих в загрузочном устройстве конвейера, случайное "гидростатическое давление, и крупных

кусков, создающих в загрузочном устройстве ударные нагрузки, амплитуды которых зависят от случайных колебаний подвесных роликоопор;

- структурная модель надежности подвесной амортизированной роликоопоры как системы, состоящей из восстанавливаемых элементов с зависимыми отказами,

- математические модели надежности элементов подвесной роликоопоры и роликоопоры в целом, учитывающие их усталостное разрушение и влияние ударных нагрузок в ограничителях на надежность других элементов роликоопоры; Обоснованность и достоверность научных положений,

методология и методы исследования.

Методологическую основу работы составляет единый подход при описании возмущающих нагрузок от крупнокускового груза и факторов, влияющих на надежность подвесных амортизированных роликоопор, а также методов расчета надежности ее основных элементов.

Теоретические исследования основаны на методах теоретической и прикладной механики, теории вероятностей и математической статистике, теории надежности, теории усталостного и абразивного разрушения деталей машин. Экспериментальные исследования основаны на статистическом моделировании исследуемых процессов на ЭВМ в пакете «МАТЛАБ».

Достоверность результатов и рекомендаций обоснована сходимостью теоретических зависимостей параметров динамических нагрузок на роликоопору от параметров входного грузопотока с результатами моделирования на ЭВМ при уровне значимости 0,1.

Научное значение работы состоит в разработке математических моделей нагружения элементов подвесной амортизированной роликоопоры, разработке моделей надежности как ее элементов, так и роликоопоры в целом.

Практическое значение работы заключается в разработке методики расчета надежности подвесных амортизированных роликоопор мест загрузки при транспортировании ленточным конвейером рядовых кусковых грузов на горных предприятиях и моделей функционирования подвесных амортизированных роликоопор.

Реализация результатов работы. Методика расчета надежности подвесных роликоопор использована институтом ВНИИПТмаш при проектировании ленточных конвейеров для крупнокусковых грузов.

Разработанные автором модели функционирования подвесных амортизированных роликоопор использованы в учебном процессе кафедры ГМТ при выполнении лабораторных работ по курсу «Динамика и прочность».

Апробация работы. Работа и основные ее положения докладывались на научном симпозиуме «Неделя горняка» в МГГУ (Москва 2002, 2003, 2004 гг.), на семинаре отдела ОСМКЭ ВНИИПТмаш.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 4 научных работы.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 35 рисунков, 6 таблиц, список использованной литературы из 76 наименований.

Основное содержание работы.

Объектом исследования в диссертационной работе являются подвесные амортизированные роликоопоры мест загрузки ленточных конвейеров, транспортирующих рядовые кусковые грузы, а именно надежность их функционирования, поскольку надежность подвесных роликоопор существенным образом влияет на надежность конвейера в целом. Надежность подвесных роликоопор в значительной степени зависит от их конструкции, а также от динамических нагрузок, которые в свою очередь зависят от гранулометрического состава транспортируемого груза, податливости ленты, футеровки роликов и других факторов.

В данной работе рассмотрен возможный подход к решению задачи расчета надежности подвесных амортизированных роликоопор мест загрузки ленточных конвейеров.

В первой главе выполнен обзор ссвременных наиболее распространенных конструкций подвесных роликоопор мест загрузки ленточных конвейеров, а также критический анализ научно-исследовательских работ, посвященных проблеме динамического нагружения элементов роликоопор. В заключении сформулированы основные задачи исследования.

Вопросам расчета прочности и надежности отдельных узлов ленточных конвейеров, транспортирующих крупнокусковые грузы, посвящено значительное число теоретических и экспериментальных работ. В течение значительного времени этими вопросами занимались чл.-корр. АН СССР Спиваковский А.О., доктора технических наук Андреев А.В., Галкин В.И., Дмитриев ВТ., Кожушко ГГ., Монастырский В.Ф., Подэрни Р.Ю., Полунин ВТ., Потапов М.Г., Чугреев Л.И., Шахмейстер Л.Г., кандидаты технических наук Барабанов B.C., Богданов А.А., Бондарев B.C., Волотковский B.C., Головань В.П., Григорьев Ю.И., Гуленко В.Н., Дьяченко В.П., Кузнецов

A.А., Норенко И.И., Нохрин А.Г., Смирнов В.К., Серый В.П., Тесленко

B.Ф., Шуткин И.В. и многие другие.

Анализом надежности загрузочных узлов ленточных конвейеров, сбором и обработкой статистических данных о сроках службы

элементов загрузочных устройств при транспортировании рядовых кусковых грузов занимались институты УкрНИИпроект, ИГД Минчермета, ВНИИПТмаш, Союзпроммеханизация, МГГУ, ИГД имени А.А. Скочинского, ИГТМ АН УССР, Донгипроуглемаш, ДонУГИ и другие. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по конструированию узлов загрузки, позволяющие снизить динамические нагрузки на ленту и ролики конвейера, однако вопросы надежности разработаны недостаточно.

Основным фактором, определяющим надежность роликоопор мест загрузки, является динамическая нагрузка на роликоопоры. Анализ научных работ показал, что при определении динамических нагрузок в элементах подвесных роликоопор они, как правило, отождествляются с внешней нагрузкой на роликоопоры, что не совсем корректно. Кроме того, не учитывается сложный характер взаимодействия между грузопотоком и колеблющейся роликоопорой, а сам поток кускового груза при анализе представлен весьма упрощенной моделью.

Выполненный обзор и критический анализ научных работ по исследованию режимов нагружения подвесных роликоопор позволили сформулировать следующие основные задачи исследования:

- разработать расчетную схему подвесной амортизированной роликоопоры, учитывающую зависимость нагрузок в ее элементах от их расположения по отношению к амортизаторам;

- разработать математическую модель динамических нагрузок на подвесную амортизированную рсликсспсру от загружаемой кусковой горной массы, учитывающую связь в системе «внешняя нагрузка - колебания роликоопоры»;

- разработать систему взаимосвязанных требований к показателям надежности основных элементов подвесных роликоопор, обеспечивающих рациональное распределение эксплуатационного ресурса между этими элементами;

- определить рациональное значение жесткости амортизаторов подвесных роликоопор с учетом основных влияющих факторов исходя из обеспечения рационального эксплуатационного ресурса.

Во второй главе разработана модель для расчета распределения динамических нагрузок в элементах подвесных амортизированных роликоопор и решена задача по определению динамических нагрузок в ее элементах при установке в загрузочной секции.

Как следует из выполненного критического обзора научно-технической литературы, при решении динамических задач наиболее распространена модель роликоопоры в виде единого целого тела, что

не позволяет определить нагрузки в ее отдельных роликах и шарнирных соединениях, а следовательно, и определить их надежность. Разработанная автором расчетная модель подвесной роликоопоры с амортизаторами приведена на рис 1. Роликоопора представлена в виде составной массы, установленной на амортизаторе, состоящем в общем случае из нелинейного упругого элемента с характеристикой С(х), где х- перемещения

амортизируемой массы, и демпфера с коэффициентом вязкого сопротивления Массы элементов роликоопоры обозначены через полная масса - через М Сопряжения между элементами роликоопоры приняты жесткими и без зазоров, они показаны в виде жестких стержней Динамические нагрузки в сопряжении между массами в составной массе определены из уравнения

кис I расчетная модель амортизированной роликоопоры

где Р(1)- внешняя нагрузка на роликоопору, а- коэффициент, равный доле масс, через которые передается усилие от рассматриваемого сопряжения на амортизатор, в общей массе М; коэффициент а характеризует удаленность сопряжения от амортизатора

С учетом положительного характера перемещения роликоопор при работе конвейера характеристика упругого нелинейного амортизатора задана в виде функции

; (2)

где с,Ь- постоянные'* коэффициенты; при ¿->0 зависимость (2) переходит в линейную

Упругая характеристика часто применяемых в местах загрузки резиновых амортизаторов также достаточно точно описывается предложенной зависимостью (2)

Уравнение колебаний роликоопоры под действием силы имеет вид

= -1)

Ь

ИЛИ

х + 2а + а1~(ес*-\)=д§, (3)

СМ_

Где е = х/2М, а, = -Щм,

Введением функции &=—(е11"-1) нелинейное уравнение (3)

см

приведено к виду

■9(1 + сц9)+ Эсгц+++с/л9)2 = д(/)(1 + см&?< (4)

где некоторый малый параметр.

При небольшом значении параметра // уравнение (4) близко к линейному. Это позволяет применить для его решения асимптотические методы и оценивать погрешность решения в зависимости от параметра

Внешняя динамическая нагрузка на роликоопору загрузочной секции от потока кускового груза F{t) представлена в виде суммы двух составляющих: нагрузки от части потока груза, падающего на ленту в пролете между роликоопорами, к которой добавляется и гидродинамическое давление мелкокусковых фракций груза на ленту непосредственно над роликоопорой, и нагрузки от ударов крупных кусков груза по роликоопоре. Расчетные модели взаимодействия крупных кусков груза с лентой и ставом загрузочной секции конвейера для определения этих двух составляющих нагрузки получены как частные случаи общей модели.

В общем случае принято, что лента состоит из трех слоев: рабочей и нерабочей обкладок, воспринимающих только сжимающие контактные нагрузки от кусков груза и роликов, и каркаса, воспринимающего продольное натяжение и изгибающие моменты.

Реакция каркаса ленты на действие внешних нагрузок определена как сумма реакций при общем её прогибе как тяжелой нити, обладающей изгибной жесткостью, и локальной реакции при действии точечной нагрузки как изогнутой желобчатой полосы (цилиндрической оболочки).

Сопоставление известных зависимостей для определения скорости изменения давления куска груза на ролик при расстоянии между их центрами, меньшем, чем

(где радиус ролика; ¿к- приведенный диаметр куска груза; Л,-толщина ленты), со временем удара, показало, что в этом случае приемлема принятая в ряде научных работ гипотеза о возможности

расчета силы соударения куска и ролика по теории соосного удара. В этом случае можно пренебречь влиянием прогиба каркаса ленты в общей модели взаимодействия кусков груза с нею и ограничиться анализом контактных деформаций обкладок ленты (и футеровки ролика при ее наличии).

В случае падения крупного куска груза на ленту на расстоянии от оси ролика, большем наоборот, можно пренебречь контактными деформациями обкладок ленты. Для этого частного случая оценены две указанные выше составляющие упругой реакции каркаса ленты при изгибе его под действием сил со стороны куска груза и роликов. Суммарная упругая реакция охарактеризована жесткостью сил реакции ленты, приложенных к куску груза

Далее исследована форма ударных импульсов для случаев падения крупного куска груза в пролете между роликоопорами и над роликоопорой (критерием для различения этих двух случаев является определенное выше расстояние / между осями куска и ролика). С этой целью для случая падения куска груза в пролете между роликоопорами составлено уравнение его движения в период соударения с лентой с учетом влияния массы груза, лежащего на ленте, а также колебаний гидродинамического давления потока мелкокусковых фракций при колебаниях ленты. Нелинейное уравнение движения куска груза в период соударения с лентой имеет вид:

где перемещение, скорость и ускорение куска груза;

погонная масса груза на ленте; скорость падения груза на ленту; масса рассматриваемого куска груза.

При достаточно малой жесткости сил упругой реакции ленты -приложенных к куску груза, и малом относительном изменении прогиба ленты по сравнению с изменением ее вертикальных скорости и ускорения, решение уравнения движения куска груза получено в виде

где характерный размер куска груза; время

прохождения куском в свободном падении расстояния, равного его размеру ак.

Это решение соответствует бесконечной длительности удара, однако с достаточной точностью может быть аппроксимировано линейной зависимостью изменения скорости куска груза от времени,

при которой время соударения конечно и равно Более точная

оценка решения нелинейного уравнения движения куска груза, а также оценка жесткости согласно полученным ранее для нее

зависимостям, показала, что такая аппроксимация возможна. При этом импульс силы удара имеет прямоугольную форму, а по своим параметрам (высоте и длительности) соответствует импульсу гидродинамического давления от порции мелкокускового груза, равной по массе д^а^. Таким образом, в пролете между роликоопорами силы ударов крупных кусков груза приближенно включены в общую гидродинамическую нагрузку добавлением в поток груза его эквивалентного количества. Однако возможно и другое представление грузопотока: гидродинамическая нагрузка от мелкокусковых фракций груза может быть также представлена как поток прямоугольных импульсов длительностью и высотой, соответственно равными

М.

где Мц,а„ - масса куска и характерный размер i- й мелкокусковой фракции груза.

Это позволило, с одной стороны, рассмотреть гидродинамическую нагрузку от суммарного потока крупных и мелких фракций груза, а с другой стороны, имея кривую гранулометрического состава груза и рассматривая ее как вероятностное распределение кусков груза по крупности, задающее распределение параметров импульсов гидродинамической нагрузки определить не только

среднюю величину, но и дисперсию гидродинамической нагрузки на ленту. При этом гидродинамическая нагрузка от кусков груза 1-й фракции рассчитывалась по формуле

где величина

Поток импульсов нагрузки от кусков i-й фракции груза принят пуассоновским, а весь случайный процесс гауссовским, что

позволило определить его как широкополосный экспоненциально -коррелированный случайный процесс.

Форма ударного импульса при ударах крупных кусков груза по ролику определена на основе уравнения движения куска груза при контактной деформации обкладокленты и футеровки ролика:

где контактная деформация; диссипативная функция,

характеризующая поглощение энергии удара обкладками ленты и футеровкой ролика; F(d)~ контактное усилие, определяемое по известной формуле Герца.

Уравнение (5) решено методом эквивалентной линеаризации функции упругого сопротивления F(d) по потенциальной энергии

сжатия. При этом для формы ударного импульса деформации получена зависимость ,ЛУ г

4) = <

—[чт йН х 0.5(1 - соз<у?)1 о

(6)

где е„~ эквивалентный коэффициент неупругого сопротивления; частота эквивалентная жесткость ленты при

поперечном сжатии:

при этом Е - приведенный модуль упругости обкладок ленты и футеровки ролика; г, - радиус закругления остроугольных выступов крупных кусков груза;

к6 = 0,64... 1,00 -коэффициент, учитывающий конечную толщину обкладок ленты (принимает меньшие значения при малой их толщине и отсутствии футеровки ролика);

ДГ = (к0 -Л'р)- разность вертикальных скоростей движения

куска груза и амортизированной роликоопоры в момент соударения.

Таким образом, величина ДV учитывает взаимное влияние в системе «нагрузка - колебания роликоопоры», при котором сила удара куска зависит от величины и направления скорости колебаний амортизированной роликоопоры.

На основании полученного выражения (6) для формы ударного импульса случайный процесс нагружения от ударов по

ней крупных кусков груза представлен как узкополосный гауссовский случайный процесс. При определении статистических характеристик этого процесса учтена невозможность соударения кусков груза с роликоопорой в моменты времени, когда величина

Для определения статистических характеристик перемещений амортизированной роликоопоры рассмотрено уравнение ее колебаний:

/к

(7)

где перемещение амортизаторов роликоопоры; приведенная масса тел, участвующих в соударении (роликоопоры и куска груза); коэффициент вязкого сопротивления в амортизаторах; с- жесткость амортизаторов; параметр нелинейности упругой характеристики амортизаторов;

соответственно статическая составляющая нагрузки, случайная гидродинамическая нагрузка и нагрузка от случайных ударов кусков груза по роликоопоре.

Уравнение колебаний (7) решалось совместно с дифференциальными уравнениями для определения случайных процессов нагружения ^Д/) и

Система уравнений решена методом статистической линеаризации. Полученное приближенное выражение для дисперсии скорости колебаний роликоопоры имеет достаточно сложный вид и приведено в работе. Анализ этого выражения показал, что при высокой интенсивности ударов нужно стремиться к уменьшению коэффициента вязкого сопротивления амортизаторов в случае малой величины к и абсолютно неупругих ударов выражение для дисперсии скорости колебаний приобретает достаточно простой вид:

где С - коэффициент вариации гидродинамической составляющей нагрузки на роликоопору; я - доля крупнокусковых фракций в потоке груза; мк,м„р - средние значения соответственно массы крупного куска груза и приведенной массы соударяющихся тел (куска груза и роликоопоры); - условные соответственные частоты, характеризующие жесткость контакта «кусок - лента» и амортизаторов роликоопоры.

Из выражения (8) следует, что при выполнении соотношения

1

1

т/з+т/в -у/З-л/8

в которой дисперсия скорости

существует зона «антирезскзиса», колебаний минимальна:

Поэтому в работе рекомендуется принимать жесткость амортизаторов такой, чтобы она соответствовала нижней границе зоны «антирезонанса».

В третьей главе выполнено моделирование колебаний подвесной амортизированной роликоопоры загрузочной секции ленточного конвейера на ЭВМ.

Автором для создания и исследования модели подвесной роликоопоры, взаимодействующей со случайным грузопотоком, использовалось приложение SIMULINK пакета MATLAB. Аналоговая модель разработана на основе уравнений динамики, полученных во второй главе диссертации, и приведена на рис. 2.

Параметры подвесной роликоопоры приняты в соответствии с реальной конструкцией института УкрНИИпроект. Параметры гидродинамического давления груза на роликоопору и ударного воздействия кусков груза подбирались такими, чтобы величина

перемещения и усилия в амортизаторах соответствовали расчетным, принятым при проектировании конструкции роликоопоры.

В качестве исходного уравнения колебаний роликоопоры принято следующее уравнение.

X + аХ + {аХ + вХ») =F, (/)+Fj (f),

где х- перемещение роликоопоры. а- коэффициент затухания; а,«-параметры реальной нелинейной характеристики амортизаторов роликоопоры, F^t)- широкополосный процесс гидродинамического нагружения в сумме со статической нагрузкой; Fj(')_ случайный процесс ударного нагружения

Случайные процессы обозначены соответственно Rand и Rand 2 Блок Sum соответствует сумме всех действующих на роликоопору сил, которая равна силе инерции, отражаемой переменной х Интегрированием этой переменной получено значение скорости -х, а затем и перемещения -х. Перемещения использованы формирования величины усилий в амортизаторах.

для

Рис 2. Аналоговая схема моделирования колебаний подвесной амортизированной

роликоопоры

В работе изложена методика и план проведения вычислительного эксперимента, а также способ обработки статистического материала

Сопоставление теоретических и экспериментальных данных показало их удовлетворительную сходимость на уровне значимости « = 0,05 в довольно широком диапазоне соотношения частот ш^ю,, (где сор - частота собственных колебаний роликоопоры, характерная частота импульсной нагрузки).

При достаточно высоком уровне ударных нагрузок обнаружено существенное взаимное влияние и стремление дисперсии скорости

к значению 0,25 .

Таким образом, результаты моделирования подтвердили возможность использования при расчетах нагрузки в элементах подвесных амортизированных роликоопор теоретически полученную оценку сверху дисперсии скорости колебаний при

условии, что параметры роликоопоры и грузопотока обеспечивают примерное равенство При этом равенстве указанная

дисперсия имеет минимум, который характерен для различных режимов нагружения роликоопоры.

Установлено также, что колебания роликоопоры (а следовательно, и нагрузки в ее элементах) являются случайным процессом, близким по своим характеристикам к узкополосному. Это упрощает способ расчета надежности и долговечности элементов амортизированных роликоопор.

Четвертая глава посвящена разработке структурной модели надежности подвесной амортизированной роликоопоры, расчету надежности отдельных элементов и надежности роликоопоры в целом.

Предварительно рассмотрен процесс отказов и восстановлений роликоопоры как сложного восстанавливаемого объекта, включающего ролики, шарнирные узлы соединений роликов и амортизирующих подвесок.

Отмечено, что при анализе надежности необходимо различать независимые отказы шарнирных узлов и их зависимые отказы, потоки отказов амортизирующих элементов из - за их усталостного разрушения являются независимыми. Следовательно, при структурном анализе надежности роликоопоры, кроме схемы последовательного в смысле надежности соединения ее элементов, необходимо рассматривать и потоки их отказов и восстановлений в их взаимосвязи. Предложенная структурная модель надежности подвесной амортизированной роликоопоры приведена на рис 3, а. При этом приняты следующие обозначения: Р, - функции надежности элементов роликоопоры, интенсивности отказов этих элементов, интенсивности восстановления, часть потока

восстановлений роликоопоры, связанная с отказами ролика, соответствующие ей три потока отказов объединены в один и показаны одной петлей, где элементы с функциями надежности объединены в один с функцией надежности но поток восстановлений разбит на две части с учетом того, что при замене роликов шарнирные узлы заменяются лишь с вероятностью

Потоки независимых отказов шарнирных узлов дают суммарный поток восстановлений роликоопоры ц"^, а потоки отказов амортизирующих элементов - поток восстановлений Таким образом, суммарный

поток отказов всей восстанавливаемой системы состоит из трех составляющих.

Процесс восстановления ее включает пять процессов восстановления, показанных в виде петель на рис 3, б.

Рис.3. Структурная схема надежности подвесной амортизированной роликоопоры

Поскольку время восстановления после различных видов отказов практически не зависит от вида отказов, основным показателем надежности можно считать количество отказов.

В условиях установившегося процесса многократного восстановления параметр потока отказов равен

где средняя наработка на отказ ролика.

Условное среднее число независимых отказов шарнирного узла за время Т при условии, что это время т- фиксированная величина, равно

где интегральная функция распределения числа отказов

шарнирного узла за время Т. Если функция распределения наработки между отказами ролика равна

то безусловное среднее число независимых отказов шарнирного узла, приходящееся на один отказ ролика, определено как

¿т

Тогда среднее число отказов всей восстанавливаемой системы, состоящей из ролика, двух шарниров и двух амортизирующих элементов, за время I равно

где равно

- средняя наработка амортизатора до отказа.

В работе определены показатели надежности роликов, шарниров и амортизаторов подвесных роликоопор. При определении показателей надежности использовались некоторые результаты теоретических исследований проф. докт. техн. наук Галкина В.И. На основании этих исследований принято, что при фиксированной динамической грузоподъемности условное распределение срока службы конвейерных роликов подчиняется закону Бирнбаума -Саундерса. При этом условный средний срок службы подшипников достаточно точно определяется формулой

где и-скорость вращения, об/мин; с- коэффициент динамической грузоподъемности, р = 3- для шариковых подшипников; приведенная нагрузка равна

Показано, одного и того

коэффициента грузоподъемности значительных допущениях может быть принято экспоненциальным:

что распределение долговечности подшипников же типоразмера определяется рассеиванием их

которое при не очень

47 У

где

т„

В этом случае вероятность безотказной работы подшипника

равна

Учитывая, что вариация нагрузки Рт за достаточно большой период времени стремится к нулю, в формуле для Рт использовано только ее среднее значение

тр +

где ^ И Р2 - две случайные составляющие нагрузки на роликоопору, описанные выше.

Кроме нагрузок ^ И К, учтена также возможность возникновения в подшипниках пиковых нагрузок, связанных с выбором хода амортизатора. Поток пиковых нагрузок является пуассоновским потоком с экспоненциальным законом распределения промежутков времени между ударами с постоянным параметром

Учитывая, что в ролике конвейера два подшипника, а также возможность отказа подшипника при выборе хода амортизатора, выражение для вероятности безотказной работы ролика можно записать в виде

Функция распределения наработки до отказа шарнирного узла подвесной роликоопоры выражается через функцию нормального распределения

где функция нормального распределения, некоторая

функция времени и нагрузки, равная

Аш -М[В{1)]

в(/)= {^М'Я

о

<а(г)- мгновенная угловая скорость поворота шарнирного узла; 0^)- нагрузка на шарнирный узел;

фактор износа пальца шарнира, зависящий от характеристик материала пальца, геометрических размеров пальца, суммарной погонной нагрузки на грузовой ветви и пр.

При высокой эффективной частоте нагружения роликоопоры среднее значение срока службы шарнирного узла можно записать в виде

где - длина бокового ролика по концам осей.

при этом коэффициент вариации долговечности шарнирного соединения

(9)

о2[Тш] _е + 125с2

'О,

Л/2[7 ш] (1 + 0,5е)г

а интегральная функция распределения долговечности шарнирного узла близка к ступенчатой функции

Таким образом, как для подшипниковых узлов, так и для шарнирных, срок службы практически не зависит от вариации нагрузок на них. Указанная закономерность объясняется тем, что параметр рассеивания среднеинтегральной нагрузки, присутствующий в законе распределения Бирнбаума - Саундерса, при достаточно большом времени наблюдения стремится к нулю. Следовательно, рассеивание долговечности шарниров и подшипников определяется рассеиванием их прочностных характеристик. В последнем случае - это рассеивание коэффициента динамической грузоподъемности, определяемое при испытаниях с постоянной нагрузкой и описываемое законом Вейбулла с показателем степени, близким к единице.

На основании экспериментальных данных института УкрНИИпроект для шарнирных узлов коэффициент вариации их долговечности не превышает величины 0,15; такой величиной рассеивания можно пренебречь по сравнению с рассеиванием периода эксплуатации шарнирного узла, равного сроку службы подшипников роликов.

На основании анализа опыта эксплуатации подвесных амортизированных роликоопор на карьерах установлены основные виды отказов амортизирующих элементов: отказы, возникающие из -за усталостного разрушения упругих элементов амортизатора, разрушения и отказы, возникающие в случае, когда ход амортизатора превышает допустимую величину и при этом в элементах возникают значительные пиковые нагрузки. В работе определены показатели надежности роликоопоры именно при этих видах отказов.

Допустимый ход амортизатора зависит от количества упругих элементов в амортизаторе, установленных последовательно или параллельно. В качестве единичного упругого элемента принят один виток металлической пружины. При заданном виде и материале амортизатора варьируемыми параметрами являются размеры элемента, их количество и схема соединения. Для одного витка металлической пружины касательные напряжения равны

РП

где р- сила, действующая на пружину, й- средний диаметр витка, г- радиус стержня пружины.

Поскольку сила, действующая на пружину, случайна, случайны и касательные напряжения, при этом процесс колебаний роликоопоры, как отмечалось выше, близок к узкополосному, то выражение для среднего срока службы амортизатора, состоящего из и пружин с числом витков I, имеет вид

соответственно интенсивность отказов амортизаторов равна:

что при экспоненциальном характере вероятности безотказной работы амортизатора дает

и тогда вероятность безотказной работы амортизирующей подвесной роликоопоры определена в виде (при /->0)

Рр>(') = ехР

где

ЖГ р

определяемая согласно формуле (11).

интенсивность отказа шарнирного соединения,

Для случая навески в месте загрузки п роликоопор

-и(2Ля+А07,+Яа + 2ХЖ)

На основании выполненных исследований автором разработана методика расчета параметров надежности подвесных амортизированных роликоопор загрузочных секций ленточных конвейеров.

Методика предусматривает не только расчет параметров надежности роликоопор, но также получение оптимальной силовой характеристики амортизаторов на основе статистических характеристик нагрузок на роликоопору от грузопотока кускового груза.

Методика утверждена институтом ВНИИПТмаш.

Заключение

В результате выполненных исследований дано решение актуальной научной задачи по расчету надежности подвесных амортизированных роликоопор мест загрузки ленточных конвейеров при транспортировании рядовых кусковых грузов. Разработанный метод расчета надежности позволяет учесть ее при расчете общей надежности ленточного конвейера, а следовательно, более точно определить надежность как единичного конвейера, так и конвейерной

линии в целом. Выполненные в работе исследования позволили сделать следующие выводы.

1. Математическая модель подвесной амортизированной роликоопоры позволила определить динамические усилия в основных ее элементах от потока кускового груза и решить задачи их надежности.

2. Динамические нагрузки на роликоопору от рядового кускового груза представлены в виде суммы двух составляющих потока мелкокускового груза, определяющего гидростатическое давление на ленту, и потока крупнокускового груза, определяющего интенсивность ударных нагрузок.

При незначительной интенсивности ударов необходимо увеличивать жесткость амортизаторов и их коэффициент диссипации с целью снижения интенсивности изнашивания шарнирных узлов.

3. При незначительной дисперсии гидродинамического давления груза на ленту и высокой интенсивности ударов по роликоопоре крупных кусков груза дисперсия скорости колебаний роликоопоры приближается к величине скорость падения кусков груза. При значительной дисперсии гидродинамического давления имеет место явление «антирезонанса» - снижение дисперсии скорости колебаний роликоопоры и динамических нагрузок на нее в некотором диапазоне собственных частот колебаний роликоопоры вблизи значения собственной частоты колебаний системы «кусок груза -лента - ролик». Этот диапазон расширяется с увеличением демпфирующей способности ленты, и в предельном случае абсолютно неупругого удара куска по ленте отношение собственных частот двух указанных систем не должно превышать величины примерно 0,4.

4. Колебания амортизированной роликоопоры являются случайным процессом, близким к узкополосному с эффективной частотой близкой к частоте собственных колебаний роликоопоры

Сопоставление результатов моделирования зависимости дисперсии скорости колебаний от соотношения частот с

теоретическими зависимостями показывает удовлетворительную их сходимость при уровне значимости и достаточно высокой

интенсивности ударных нагрузок.

5. Модель структурной надежности подвесной амортизированной роликоопоры учитывает как независимые, так и зависимые отказы, а также восстановления, производимые при отказах различных элементов. Показатели надежности подвесных амортизированных роликоопор зависят не только от показателей надежности их элементов и системы восстановления после отказов, но и от принятого подхода к обеспечению их надежности.

6. Расчетная долговечность подшипниковых и шарнирных узлов роликоопоры практически не зависит от жесткости ленты и амортизаторов, а определяется только величиной и высотой падения потока транспортируемого груза. При этом долговечность амортизаторов и допустимая интенсивность ударов в ограничителях их хода должны задаваться в зависимости от энергии разрушения конвейерной ленты при ударах крупных кусков. С увеличением стойкости конвейерной ленты к ударным нагрузкам необходимо увеличивать допустимый ход амортизаторов.

7. Разработанная методика расчета параметров надежности подвесных амортизированных роликоопор утверждена институтом ВНИИПТмаш и принята для использования при расчете и проектировании узлов загрузки ленточных конвейеров с заданными показателями надежности. Разработанные автором модели функционирования подвесных амортизированных роликоопор использованы в учебном процессе кафедры ГМТ при выполнении лабораторных работ по курсу «Динамика и прочность».

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Миссбах ГГ. Распределение динамических нагрузок в элементах подвесных роликоопор.-ГИАБ.-2001 .-№4.

2. Миссбах ГГ., Дмитриев В.Г., Моделирование загрузочной секции ленточного конвейера для расчета динамических нагрузок при ударах крупных кусков груза.-ГИАБ.-2001 .-№5.

3. Миссбах ГГ. Оценка износа шарнирных узлов подвесных амортизированных роликоопор загрузочной секции ленточного конвейера.-ГИАБ.-2002.-№ 12.

4. Миссбах ГГ. Аналитическое описание случайных динамических нагрузок на роликоопоры загрузочной секции -Деп.-ГИАБ-2003.-№11.-(№27/9-312).

Подписано в печать 25 .11.2004 г. Формат60x90/16

Объем 1 печ.л. Тираж 100 экз. Заказ №8^

Типография МГГУ. Ленинский пр., 6

»25144

Введение -2

1. Современное состояние вопроса и постановка задач -7 исследования

1.1 Конструктивные методы повышения надежности -7 подвесных роликоопор загрузочных секций ленточных конвейеров

1.2 Существующие методы описания динамических -14 нагрузок в элементах роликоопор загрузочных секций ленточного конвейера

1.3 Существующие методы оценки показателей надежности -30 роликоопор загрузочных секций ленточного конвейера

1.4 Цель и задачи исследования -36

2. Определение динамических нагрузок в элементах -39 подвесных амортизированных роликоопор загрузочных секций ленточного конвейера

2.1 Расчетная модель распределения динамических -39 нагрузок в элементах подвесной амортизированной роликоопоры

2.2 Обоснование модели динамических нагрузок на -45 элементы загрузочных секций ленточного конвейера

2.3 Аналитическое описание случайной -62 ™ гидродинамической нагрузки на роликоопоры загрузочной секции

2.4 Аналитическое описание ударной нагрузки на -67 роликоопору загрузочной секции

2.4.1 Динамическая силовая характеристика ударной пары -67 «роликоопора - кусок груза»

2.4.2 Описание формы ударного импульса -68

2.4.3 Математическая модель случайного процесса ударного -76 нагружения роликоопоры

2.5 Определение статистических характеристик -82 динамических нагрузок на подвесные роликоопоры загрузочной секции

2.6 Выводы по главе -92 Моделирование колебаний подвесной -95 амортизированной роликоопоры загрузочной секции ленточного конвейера на ЭВМ

3.1 Задачи и средства моделирования -95

3.2 Описание аналоговой модели колебаний подвесной -97 амортизированной роликоопоры

3.3 Методика, план и способ обработки результатов -104 вычислительного эксперимента

3.4 Анализ результатов вычислительного эксперимента -111

3.5 Выводы по главе -114

Ф 4. Надежность подвесной амортизированной роликоопоры -116

4.1 Структурная модель надежности подвесной -116 амортизированной роликоопоры

4.2 Определение показателей надежности роликов -120 подвесных амортизированных роликоопор

4.3 Определение показателей надежности шарнирных узлов -123 подвесной амортизированной роликоопоры

4.4 Определение показателей надежности -130 амортизированных элементов подвесных роликоопор

4.5 Анализ зависимости показателей надежности подвесной -136 амортизированной роликоопоры от ее параметров и условий нагружения

4.6 Выводы по главе -142 Заключение -144 Список использованной литературы -147

Ленточные конвейеры находят широкое применение в горной промышленности России. Внедрение циклично - поточной технологии при разработке скальных пород и руд приводит к формированию специфического транспортного грузопотока.

При разработке скальных пород буровзрывным способом перед транспортированием ленточными конвейерами горную массу обычно подвергают первичному дроблению. Поток груза после первичного дробления отличается неравномерным грансоставом и содержит значительную часть кусков груза крупностью 300 - 400 мм. В процессе погрузки и доставки крупнокусковой горной массы загрузочное устройство, лента, роликоопоры и став ленточного конвейера подвергаются интенсивному ударному нагружению.

Ударное воздействие крупных кусков груза на элементы конструкций, особенно в загрузочном устройстве, приводит к их интенсивному разрушению и снижению надежности работы конвейерного оборудования. Как показывает опыт эксплуатации, сроки службы ленты и роликов из — за ударного взаимодействия с кусками груза существенно ниже нормативных. Конструкция роликоопор на мощных конвейерах оказывает существенное влияние на срок службы ленты - самого дорогостоящего элемента ленточного конвейера. На ролики приходится до 40% всех затрат на обслуживание и ремонт конвейера или до 80 — 90% всех затрат на обслуживание и ремонт механического оборудования.

Анализ работы ленточных конвейеров при транспортировании крупнокусковой горной массы показал, что надежность ленточных конвейеров с жестко установленными роликоопорами мала. В связи с этим в последнее время расширяется применение конвейеров с роликоопорами, обладающими значительной податливостью.

Перспективность применения мощных ленточных конвейеров со значительной податливостью роликоопор (подвесных) для транспортирования грузов средней крупности и крепости подтверждается и значительным зарубежным опытом (Германия, Англия, США, Польша, Чехия, Словакия и др.).

Экспериментальные исследования, выполненные в МГИ, УкрНИИПроекте, ИГТМ АН УССР, показали, что динамические нагрузки от крупнокусковых грузов в таких конструкциях уменьшаются примерно в 1,5 - 2 раза. Это послужило основанием для разработки целой серии ленточных конвейеров с подвесными роликоопорами для открытых и подземных горных работ. В качестве примера можно указать на конвейерную линию производительностью 4500 т/ч (лента шириной 2000 мм), спроектированную институтом ВНИИПТмаш, длиной около 15 км, состоящую из 5 конвейеров, оснащенных подвесными роликоопорами и транспортирующих уголь от Березовского разреза до Березовской ГРЭС.

Загрузочная часть ленточного конвейера, транспортирующего кусковые абразивные грузы, является наиболее ответственным узлом. Здесь лента и ролики подвергаются значительным ударным нагрузкам. Улучшение условий работы загрузочной части конвейера может быть обеспечено применением различных типов амортизирующих систем.

Снижение ударных нагрузок происходит за счет упругой деформации ленты, футеровки роликов и амортизаторов. Из известных типов амортизирующих роликоопор в местах загрузки наибольшее распространение получили роликоопоры с пружинными и резинометаллическими упругими элементами. Подвесные амортизирующие роликоопоры собираются с помощью шарниров, как правило, из обычных серийных роликов и подвешиваются к жесткому или канатному ставам. Известно много конструкций шарниров, однако это многообразие может быть сведено к типовой классической схеме палец -втулка, от взаимодействия которых зависит срок службы шарнира, роликоопоры и системы подвески амортизаторов. Поэтому эффективное использование конвейеров с подвесными шарнирными роликоопорами в различных технологических схемах в значительной степени обусловлено безотказностью работы шарнирного узла.

Таким образом, оценка параметров надежности подвесных амортизированных роликоопор ленточных конвейеров, транспортирующих кусковые грузы, является актуальной научной задачей.

Целью работы является разработка математической хмодели и метода расчета надежности подвесных амортизированных роликоопор мест загрузки ленточных конвейеров при транспортировании кусковых грузов для оценки параметров надежности подвесных амортизированных роликоопор ленточных конвейеров, позволяющих увеличить срок службы роликоопор и снизить их стоимость.

Идея работы заключается в установлении и учете влияния на надежность специфического характера взаимодействия колеблющейся подвесной амортизированной роликоопоры со случайным потоком кускового груза.

Основные научные положения, выносимые на защиту, разработанные лично автором, и их новизна:

- математическая модель распределения динамических нагрузок в конструктивных элементах подвесной амортизированной роликоопоры с учетом влияния инерции промежуточных масс;

- математическая модель кускового груза, состоящего из мелкокусковых фракций, создающих в загрузочном устройстве конвейера случайное гидростатическое давление, и крупных кусков, создающих в загрузочном устройстве ударные нагрузки, амплитуды которых зависят от случайных колебаний подвесных роликоопор;

- структурная модель надежности подвесной амортизированной роликоопоры как системы, состоящей из восстанавливаемых элементов с зависимыми отказами;

- математические модели надежности элементов подвесной роликоопоры и роликоопоры в целом, учитывающие их усталостное разрушение и влияние ударных нагрузок в ограничителях на надежность других элементов роликоопоры;

Обоснованность и достоверность научных положений, методология и методы исследования.

Методологическую основу работы составляет единый подход при описании возмущающих нагрузок от крупнокускового груза и факторов, влияющих на надежность подвесных амортизированных роликоопор, а также методов расчета надежности ее основных элементов.

Теоретические исследования основаны на методах теоретической и прикладной механики, теории вероятностей и математической статистике, теории надежности, теории усталостного и абразивного разрушения деталей машин. Экспериментальные исследования основаны на статистическом моделировании исследуемых процессов на ЭВМ в пакете «МАТЛАБ».

Достоверность результатов и рекомендаций обоснована сходимостью теоретических зависимостей параметров динамических нагрузок на роликоопору от параметров входного грузопотока с результатами моделирования на ЭВМ при уровне значимости ОД.

Научное значение работы состоит в разработке математических моделей нагружения элементов подвесной амортизированной роликоопоры, разработке моделей надежности как ее элементов, так и роликоопоры в целом.

Практическое значение работы заключается в разработке методики расчета надежности подвесных амортизированных роликоопор мест загрузки при транспортировании ленточным конвейером рядовых кусковых грузов на горных предприятиях и моделей функционирования подвесных амортизированных роликоопор.

Реализация результатов работы. Методика расчета надежности подвесных роликоопор использована институтом ВНИИПТмаш при проектировании ленточных конвейеров для крупнокусковых грузов. Разработанные автором модели функционирования подвесных амортизированных роликоопор использованы в учебном процессе кафедры ГМТ при выполнении лабораторных работ по курсу «Динамика и прочность».

Апробация работы. Работа и основные ее положения докладывались на научном симпозиуме «Неделя горняка» в МГГУ (Москва 2002, 2003, 2004 гг.), на семинаре отдела ОСМКЭ ВНИИПТмаш.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 4 научных работы.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 35 рисунков, 6 таблиц, список использованной литературы из 76 наименований.

4.6. Выводы по главе

1. Разработана модель надежности подвесной амортизированной роликоопоры, надежность которой зависит как от показателей надежности их элементов, так и от системы восстановления после отказов и принятой концепции обеспечения их надежности.

2. В условиях предложенной прямо пропорциональной зависимости собственной частоты колебаний роликоопоры от собственной частоты системы соударяющихся масс при ударе крупных кусков груза по роликоопоре, долговечности подшипниковых и шарнирных узлов роликоопоры практически не зависят от жесткости ленты и амортизаторов, а определяются величиной и высотой падения потока транспортируемого груза. При этом долговечность амортизаторов и интенсивность ударов в ограничителях их хода зависит в основном от энергии разрушения конвейерной ленты при ударах крупных кусков.

3. С увеличением ударостойкости конвейерной ленты необходимо увеличивать допустимый ход амортизаторов, что приводит к снижению их долговечности.

4. Принятая на практике система восстановления узлов роликоопор после отказа приводит к зависимости параметра потока аварийных отказов шарнирных узлов подвесных роликоопор от надежности подшипников среднего ролика. При этом существует экономически оптимальное соотношение между средним сроком службы подшипника и шарнирного узла.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований дано решение актуальной научной задачи по расчету надежности подвесных амортизированных роликоопор мест загрузки ленточных конвейеров при транспортировании рядовых кусковых грузов. Разработанный метод расчета надежности позволяет учесть ее при расчете общей надежности ленточного конвейера, а следовательно, более точно определить надежность как единичного конвейера, так и конвейерной линии в целом. Выполненные в работе исследования позволили сделать следующие выводы:

1. Математическая модель подвесной амортизированной роликоопоры позволила определить динамические усилия в основных ее элементах от потока кускового груза и решить задачи их надежности.

2. Динамические нагрузки на роликоопору от рядового кускового груза представлены в виде суммы двух составляющих: потока мелкокускового груза, определяющего гидростатическое давление на ленту, и потока крупнокускового груза, определяющего интенсивность ударных нагрузок.

При незначительной интенсивности ударов необходимо увеличивать жесткость амортизаторов и их коэффициент диссипации с целью снижения интенсивности изнашивания шарнирных узлов.

3. При незначительной дисперсии гидродинамического давления груза на ленту и высокой интенсивности ударов по роликоопоре крупных кусков груза дисперсия скорости колебаний роликоопоры приближается к величине 0,25F02, где V0 - скорость падения кусков груза. При значительной дисперсии гидродинамического давления имеет место явление «антирезонанса» -снижение дисперсии скорости колебаний роликоопоры и динамических нагрузок на нее в некотором диапазоне собственных частот колебаний роликоопоры вблизи значения собственной частоты колебаний системы «кусок груза - лента - ролик». Этот диапазон расширяется с увеличением демпфирующей способности ленты, и в предельном случае абсолютно неупругого удара куска по ленте отношение собственных частот двух указанных систем не должно превышать величины примерно 0,4.

4. Колебания амортизированной роликоопоры являются случайным процессом, близким к узкополосному с эффективной частотой сое, близкой к частоте собственных колебаний роликоопоры сор. Сопоставление результатов моделирования зависимости дисперсии скорости колебаний cr2v от соотношения частот (ор\(оя с теоретическими зависимостями показывает удовлетворительную их сходимость при уровне значимости а = 0,05 и достаточно высокой интенсивности ударных нагрузок.

5. Модель структурной надежности подвесной амортизированной роликоопоры учитывает как независимые, так и зависимые отказы, а также восстановления, производимые при отказах различных элементов. Показатели надежности подвесных амортизированных роликоопор зависят не только от показателей надежности их элементов и системы восстановления после отказов, но и от принятого подхода к обеспечению их надежности.

6. Расчетная долговечность подшипниковых и шарнирных узлов роликоопоры практически не зависит от жесткости ленты и амортизаторов, а определяется только величиной и высотой падения потока транспортируемого груза. При этом долговечность амортизаторов и допустимая интенсивность ударов в ограничителях их хода должны задаваться в зависимости от энергии разрушения конвейерной ленты при ударах крупных кусков. С увеличением стойкости конвейерной ленты к ударным нагрузкам необходимо увеличивать допустимый ход амортизаторов.

7. Разработанная методика расчета параметров надежности подвесных амортизированных роликоопор утверждена институтом ВНИИПТмаш и принята для использования при расчете и проектировании узлов загрузки ленточных конвейеров с заданными показателями надежности. Разработанные автором модели функционирования подвесных амортизированных роликоопор использованы в учебном процессе кафедры ГМТ при выполнении лабораторных работ по курсу «Динамика и прочность».

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Миссбах Г.Г. Распределение динамических нагрузок в элементах подвесных роликоопор.-ГИАБ.-2001 .-№4.

2. Миссбах Г.Г., Дмитриев В.Г., Моделирование загрузочной секции ленточного конвейера для расчета динамических нагрузок при ударах крупных кусков груза.-ГИАБ.-2001.-№5.

3. Миссбах Г.Г. Оценка износа шарнирных узлов подвесных амортизированных роликоопор загрузочной секции ленточного конвейера.-ГИАБ.-2002.-№ 12.

4. Миссбах Г.Г. Аналитическое описание случайных динамических нагрузок на роликоопоры загрузочной секции.-Деп.-ГИАБ.-2003.-№ 11 .-(№27/9-312).

1. Аблезов К.Т. Разработка методики расчета загрузочных узлов ленточных конвейеров с учетом податливости обечаек роликоопор. — Автореферат диссертации кандидата технических наук. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1991. - 16.с.

2. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1995. - 560с.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. Кн. 2. -М.: Машиностроение, 1973. - 576с.

4. Бабицкий В.И. Теория виброударных систем. М.: Наука, 1978. - 352с.

5. Байхельт Ф., Франкен П. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход. Перевод с немецкого. - М.: Радио и связь, 1988.-392с.

6. Бар И. Ленточные конвейеры с подвесными шарнирными роликоопорами. В кн.: Транспорт шахт и карьеров. - М.: Недра, 1971, с. 328-337.

7. Барабанов В.Я. Диссертация кандидата технических наук.

8. Богданов А.А. Надежность узлов загрузки ленточных конвейеров для угольных шахт. Автореферат диссертации кандидата технических наук. - М.: МГГУ, 2002. - 22с.

9. Болотин В.В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. М.: Стройиздат, 1982. - 351с.

10. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение. 1984. - 312с.

11. Надежность сложных систем: Справочник. Ю.К. Беляев, В.В. Болотин, В.А. Богатырев и другие; под редакцией И.А. Ушакова. М.: Радио и связь, 1985.-608с.

12. Бондарев B.C., Петухов И.С. Роликоопоры ленточных конвейеров для транспортирования крупнокусковых скальных пород. В кн.: Транспорт горных предприятий. - М.: Недра, 1968, с. 254 - 257.

13. Бондарев B.C. Диссертация кандидата технических наук.

14. Волотковский B.C., Нохрин А.Г., Герасимова М.Ф. Износ и долговечность конвейерных лент. М.: Недра, 1976. - 176с.

15. Галкин В.И. Методы расчета и оценка показателей надежности ленточных конвейеров горных предприятий. Диссертация доктора технических наук. - М.: - МГГУ, 2000.

16. Галкин В.И. Расчет и выбор резиновых амортизаторов подвесных роликоопор, устанавливаемых в местах загрузки. В кн.: Транспорт шахт и карьеров. - М.: Недра, 1971, с. 86 - 91.

17. Галкин В.И. Исследование динамических нагрузок и выбор конструктивных параметров роликоопор шахтных ленточных конвейеров. Диссертация кандидата технических наук. - М.: МГИ.

18. Голованов Д.В. Расчет упругой подвески виброконвейеров. — В кн.: Механика горно транспортных машин. - Киев: Наукова думка, 1979., с. 70-76.

19. ГОСТ 27.002 89. Надежность в технике. Термины и определения. Основные понятия. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 69с.

20. ГОСТ 27.004 85. Надежность в технике. Системы технологические. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 1985. - 20с.

21. Дмитриев В.Г. Галкин В.И. Выбор типа резиновых амортизаторов подвесных роликоопор. В кн.: Развитие и совершенствование шахтного и карьерного транспорта. - М.: Недра, 1973, с. 59 - 61.

22. Дмитриев В.Г. Исследование ленточных конвейеров с подвесными роликоопорами при транспортировании скальных пород.

23. Дисс., канд., техн., наук. М.: МГИ, 1969

24. Дмитриев В.Г. Оценка надежности одного класса элементов транспортных машин Транспорт шахт и карьеров. М.: Недра, 1971.

25. Дмитриев В.Г., Дьяков В.А., Пухов Ю.С., Лысков П.П. Расчет динамических нагрузок в ленте конвейера на ходовых опорах при погрузке крупнокусковых грузов. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, выпуск 2. - М.: Недра, 1975, с. 139 - 142.

26. Дмитриев В.Г., Миссбах Г.Г. Модель загрузочной секции ленточного конвейера для расчета динамических нагрузок при ударах крупных кусков груза. ГИАБ., №5, 2001г.

27. Донской С.И. Исследование поддерживающих роликов с податливой оболочкой узлов загрузки ленточных конвейеров при транспортировании крупнокусковых материалов. Автореферат диссертации кандидата технических наук. - М.: мги 1971. - 16С.

28. Дырда В.И. Расчет долговечности упругих элементов вибрационных машин. В кн.: Механика горно - транспортных машин. - Киев: Наукова думка, 1979., с. 131 - 135.

29. Дьяков В.А., Шконда В.В. Определение статистических характеристик динамического воздействия крупнокускового грузопотока на загрузочную часть ленточного конвейера. В кн. Шахтный и карьерный транспорт, вып. 5. - М.: Недра, 1980, с. 4 - 9.

30. Дьяков В. А. Аналитическое описание грузопотока скального крупнокускового груза. Шахтный и карьерный транспорт, выпуск 3. -М.: Недра, 1977, с. 57-60.

31. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. М.: Мир, 1989. -509с.

32. Евланов Л.Г. Константинов В.М. Системы со случайными параметрами. М.: Наука, 1976. - 568с.

33. Коваль А.В. Исследование опорных элементов ленточных конвейеров, транспортирующих крупнокусковые грузы на горных предприятиях.

34. Автореферат диссертации кандидата технических наук. -Днепропетровск, 1975. 17с.

35. Кожушко Г.Г. Механика деформирования и прогнозирование ресурса резинотканевых лент конвейеров горнорудных предприятий. -Автореферат диссертации доктора технических наук. Екатеринбург, 1992.-36с.

36. Кильчевский Н.А. Теория соударения твердых тел. Киев: Наукова думка, 1969.-246с.

37. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. М.: Машиностроение, 177 - 232с.

38. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М., Нука, 1973. - 703с.

39. Лидбеттер М., Ротсен X. И др. Экстремумы случайных последовательностей и процессов. М.: Мир, 1989. - 392с.

40. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Книга 1.-М.: Сов. Радио, 1969. 752с.

41. Мазнецова А.В. Исследование элементов упругой подвески тяжелых вибротранспортных машин. В кн.: Механика горно - транспортных машин. - Киев: Наукова думка, 1979, с. 61-70.

42. Махлис Ф.А. Федюкин Д.Л. Терминологический справочник по резине -М.: Химия, 1989.

43. Миссбах Г.Г. Распределение динамических нагрузок в элементах подвесных амортизированных роликоопор загрузочной секции ленточного конвейера. Горный информационно - аналитический бюллетень, №4, 2001г, с.232 - 234.

44. Миссбах Г.Г. Оценка износа шарнирных узлов подвесных амортизированных роликоопор загрузочной секции ленточного конвейера. ГИАБ., №12, 2002г

45. Миссбах Г.Г Аналитическое описание случайных динамических нагрузок на роликоопоры загрузочной секции ГИАБ., №11, 2003г

46. Монастырский В.Ф., Шевченко А.В., Богуславская З.П. Формирование грузопотока грузопотока крупнокускового груза в загрузочном устройстве. В кн.: Механика транспортирующих машин. - Киев: Наукова думка, 1983, с. 12 - 14.

47. Монастырский В.Ф. Разработка методов и средств управления надежностью мощных ленточных конвейеров. Диссертация доктора технических наук. - Днепропетровск, 1990. - 543с.

48. Норенко И.И. Установление конструкционной надежности элементов ленточного конвейера при транспортировании крупнокусковых грузов на угольных разрезах. — Диссертация кандидата технических наук. -Киев, 1983.-262с.

49. Новиков Е.Е., Смирнов В.К. Теория ленточных конвейеров для крупнокусковых горных пород. Киев: Наукова думка, 1983. - 184 с.

50. Новиков Е.Е., Смирнов В.К. Введение в теорию динамики горно -транспортных машин. Киев: Наукова думка, 1978. - 173с.

51. Овсянников Ю.С. Исследование взаимодействия загружаемого грузопотока насыпных грузов с элементами ленточных конвейеров в загрузочно перегрузочных узлах. - Дисс. канд. техн. наук. -Днепропетровск, 1979.

52. Пановко Я.Г. Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем. М.: Наука, 1979.

53. Панкратов С.А. Динамика машин для открытых горных и земляных работ. М.: Машиностроение, 1967. - 447с.

54. Полунин В.Т., Гуленко В.Н., Фролов В.И. Загрузочные и разгрузочные устройства ленточных конвейеров: Экспресс информация. - М.: ЦНИЭИуголь, 1977. - 32 с.

55. Перель Л.Я., Филатов А.А. Подшипники качения: Справочник. М.: Машиностроение, 1992. - 608с.

56. Проников А.С. Надежность машин. М.: Машиностроение, 1978. -591с.

57. Формирование выходных нагрузок в элементах ленточного конвейера. Г.В. Приседский, Н.П.Дорошенко, В.П. Серый, И.И. Норенко. В кн. Шахтный и карьерный транспорт, выпуск 3. - М.: Недра, 1977,с. 11-17.

58. Раскин Я.М., Свирский И.Б. К вопросу об упруго пластическом ударе по опорному ролику. - В кн.: Механика горно - транспортных машин. -Киев: Наукова думка, 1979, с. 120-131.

59. Рыбкин С.К. Прогнозирование ресурса резинотканевых конвейерных лент для горной промышленности при ударном разрушении крупнокусковым грузом. Автореферат диссертации кандидата технических наук. М.: МГИ, 1990. - 23с.

60. Свешников А.А. Прикладные методы теории случайных функций. -М.: Наука, 1968.-464с.

61. Серый В.П., Норенко И.И. Расчет шарнирных узлов ленточных конвейеров с учетом надежности. В кн. Шахтный и карьерный транспорт; вып. 5. - М.: Недра, 1980. - с. 58 - 63.

62. Серый В.П., Титов А.А., Норенко И.И. Надежность конвейерных роликов конструкции института УкрНИИПроект. В кн. Шахтный и карьерный транспорт, выпуск 3. - М.: Недра, 1977, с. 92 - 98.

63. Сухарев И.П. Прочность шарнирных узлов машин. М.: Машиностроение, 1977.- 168с.

64. Спиваковский А.О., Дмитриев В.Г. Теоретические основы расчета ленточных конвейеров. М.: Наука, 1977. - 154с.

65. Спиваковский А.О. Дмитриев В.Г. Экспериментальные и теоретические исследования ленточных конвейеров с подвесными роликоопорами. В кн.: Горное производство. Вопросы конвейерного транспорта. Института горного дела, вып. 46, М., 1975,с. 53-59.

66. Тимошенко С.П., Войновский Кригер С. Пластинки и оболочки. - М.: физматгиз, 1963.

67. Тесленко В.Ф. Установление параметров и создание загрузочного устройства демпфирующими элементами для рудных ленточных конвейеров. - Автореферат диссертации кандидата технических наук. — М.:МГИ, 1982,- 14с.

68. Вибрации в технике: Справочник: в 6 ти томах, т.6. Защита от вибрации и ударов. - Под редакцией К.В. Фролова. - М.: Машиностроение, 1995. - 456с.

69. Шахмейстер Л.Г., Дмитриев В.Г. Элементы статистической динамики транспортных машин. Ч. 1,2. -М.: МГИ, 1970, 1972.

70. Шахмейстер Л.Г., Дмитриев В.Г. Вероятностные методы расчета транспортирующих машин. М.: Машиностроение, 1983. - 242с.

71. Шахмейстер Л.Г., Солод Г.И. Подземные конвейерные установки. -М.: Недра, 1976. -432с.

72. Шорсткий Ф.М. Исследование и выбор параметров роликов из полимерных материалов для карьерных ленточных конвейеров с канатными ставами. Автореферат диссертации кандидата технических наук. - М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1984. - 15с.

73. Чаки Ф. Современная теория управления. М.: Мир, 1975. - 424с.

74. Краткий физико технический справочник. Т. 2. Под общей редакцией К.П. Яковлева. - М.: Физматгиз, 1962. - 420с.73.0ehmen Н., Alles R. stobkraftmessunger an Forderbandtragrollen von Fordergurten. Braunkohle, Warme, Energie, 1972 №12, s. 417 - 425.

75. Veit G. Untersuchungen von dinamischen Belastungen an Tragrollen. — Hebezenge und Fordermittel, 1978, №4, s. 108 113.

76. Schommer H.H. Auswahl und Verschleibprobleme von Forderbandtragrollen. Braunrohle, 1976, №9, s. 47 - 52.

77. Hardygora M., Golosinska G. Der Einflub der Abstutzungsart anf die Beaufschlagungsfestigkeit der Steilseilgurt mit Unteschidlicher deckplattendicke. -Neue Bergbautechnik, 17. Jg., Heft 1, 1987, s. 18-21.