автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Основы динамики и разработка конструкций и методов расчета ленточно-колесных конвейеров для крупнокусковых грузов

Г Го од

г г дек да

На правах рукописи УДК. 622.674.2:622.34

МУЛУХОВ Казбек Казгериевич

Основы динамики и разработка конструкций и методов расчета ленточно-колесных конвейеров для крупнокусковых грузов

Специальность 05.05.06. - "Горные машины"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Владикавказ - 2000

Работа выполнена в Северо-Кавказском государственном тех нологическом университете(СКГТУ)

Научный консультант:

доктор технических наук профессор

Официальные оппоненты доктор технических наук профессор доктор технических наук,профессор

Дмитриев Валерий

Григорьевич

Подэрни Роман Юрьеви

Максимов Николай Павлович Сыса Анатолий

Борисович

Ведущая организация: Садонский свинцово-цинковый комбинат

доктор технических наук, профессор

Защита состоится "/ ^МяЗ^О. 2000 г. в часов на зас

дании Северо-Кавказского регионального специализированного с вета Д 063.12.01 при Северо-Кавказском государственном технол гическом университете по адресу:

362021, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул.Николаева 44.

Факс (8-867-2) 74-99-45

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печ тью,просим направлять в адрес совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан 2000 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время на открытых разработках страны ежегодно добывается около 10 млрд. т горной массы, из них полускальные и скальные породы составляют по угольным месторождениям 15 %; железорудным месторождениям 85 %; коренным месторождениям цветных металлов 95 %; месторождениям горнохимического сырья 90 %; месторождениям нерудных ископаемых 90 %.

В процессе разработки полускальных и скальных горных пород занято большое количество горнотранспортного оборудования. Однако степень использования его составляет всего 40 - 60 % вследствие цикличности производства, сложности организации и управления технологическим процессом, наличия немеханизированных и маломеханизированных операций.

Наибольшее распространение в качестве средств поточного транспорта получили ленточные конвейеры. Высокая производительность, малая энергоемкость, возможность полной автоматизации транспортных процессов и экологическая чистота делают этот вид транспорта наиболее эффективным для предприятий с большим грузооборотом.

Вместе с тем ленточные конвейеры в обычном исполнении не приспособлены к перемещению горных грузов с кусками, имеющими размеры свыше 300 мм. Это связано с тем, что при перекатывании леты с грузом по роликоопорам на конвейерную лету и роликоопоры передаются динамические ударные нагрузки, вызывающие их разрушение. Использование амортизирующих роликоопор, гибкого канатного става, уменьшение шага расстановки роликоопор, увеличение натяжения ленты - все эти известные средства снижения динамических нагрузок недостаточно эффективны, хотя и позволяют увеличить допускаемую крупность кусков до размеров 400 -500 мм.

Анализ гранулометрического состава горной массы, подготовленной буровзрывным способом, показывает, что выход негабаритных кусков вследствие природной слоистости и трещиноватости составляет такой удельный объем, который требует применения дробильных агрегатов или комбинированного автомобильно-конвейерного транспорта, что существенно увеличивает стоимость транспортирования. Доля конвейерного транспорта в общем объеме перевозок все еще невелика и не превышает 5 -7%.

Перекатывание груженой ленты по стационарным роликоопорам полностью исключается в ленточно-колесном конвейере, который был разработан проф. Сшшаковским А.О. (кафедра транспортных машин и комплексов Московского горного института). Особенностью ленточно-колесного

конвейера является то, что груженая ветвь ленты перемещается на ходовьс опорах при свободном опирании ленты на траверсы ходовых опор.

Как показали опытно-промышленные испытания ленточно-колесньн конвейер способен перемещать горные грузы с кусками, имеющими разме ры 1000 - 1200 мм и более. Выход негабарита после проведения буро взрывных работ при этом не превышает 2 - 3 %, что исключает примененш дорогостоящих дробильных агрегатов или дополнительного автомобильно го транспорта.

Помимо основного преимущества ленгочно-колесного конвейера способности перемещать крупнокусковые грузы - в сравнении с обычным! ленточными конвейерами он обладает и следующими дополнительным! достоинствами:

- практически исключается износ ленты конвейера от воздействш груза на линейной части конвейера;

- уменьшается сопротивление движению конвейера;

- на 3 - 4 градуса увеличивается допускаемый угол наклона подъемных конвейеров;

- устраняется измельчение груза на конвейере, что имеет значение дш угля, флюсов, железной руды и т.д.;

- существенно уменьшается влаговыделение при наличии в транспортируемой массе тиксотропных материалов.

Однако ленточно-колесные конвейеры имеют и недостатки, связанные главным образом с динамическими процессами, сопровождающим* движение контура с ходовыми опорами на концевых участках. При огибании концевых звездочек на соединительные цепи передаются значительные динамические нагрузки, вызываемые действием центробежных сил инерции ходовых опор. Кроме того, происходит изменение направления вращения ходовых катков при переходе с верхних направляющих на нижние и наоборот. Как показали опытно-промышленные испытания, скорость движения ленгочно-колесного конвейера не должна превышать 0,8 - 1,0 м/с Следует отметить, что и такие значения предельных скоростей движенш могут в определенных случаях оказаться недопустимо большими вследствие возникновения резонансных состояний при продольных или поперечных колебаниях цепей, вызываемых периодическими действиями центробежных сил инерции ходовых опор, а также пульсирующим характером движения цепей, обусловленным кинематикой зацепления цепей с концевыми звездочками. Исследование динамики движения контура с ходовыми опорами позволяет установить условия, при которых возникают такие нежелательные резонансные состояния.

Успешная эксплуатация первых образцов конвейера послужила основанием для разработки и внедрения конвейерно-отвального комплекса с ленточно-колесными конвейерами на открытом руднике " Джанатас" горнохимического комбината "Каратау". Комплекс был изготовлен Ждановскнм заводом тяжелого машиностроения и включал полустационарные передаточные ленточно-колесные конвейеры, подъемный ленточно-колесный конвейер, а также отвальный ленточный конвейер и отвалообразователь. Таким образом, в состав комплекса вошли как ленточно-колесные конвейеры, так и ленточные конвейеры в обычном исполнении. Это потребовало установки дробильного агрегата между подъемным ленточно-колесным конвейером и отвальным ленточным конвейером. Использование дробильного агрегата для измельчения вскрышных пород по существу сводит на нет преимущество ленгочно-колесных конвейеров.

Движение грузонесущей ленты на ходовых опорах создает благоприятные предпосылки для установки прижимных лент и управляемых прижимных рычагов на траверсах ходовых опор в крутонаклонном ленточно-колесном конвейере. Кроме того, контур с ходовыми опорами может выполнять роль промежуточного привода, что обеспечивает возможность бесперегрузочного подъема грузов одним конвейером из глубоких карьеров.

Эффективность применения ленточно-колесных конвейеров во многом зависит от условий подачи грузопотока на конвейерную ленту. Специальный лопастный перегружатель способен загружать ленточно-колесные конвейеры с минимально возможной высоты и со скоростью, близкой к скорости конвейера.

Вместе с тем ленточно-колесные конвейеры могут быть эффективным средством транспорта не только на горных предприятиях, но и в ряде других областей, например, в гидротехническом строительстве при возведении каменно-набросных плотин, в портах при загрузке и разгрузке барж и судов, а также при выполнении различных земляных работ, связанных с перемещением большого объема скальных и полускальных пород.

Целью работы является установление параметров ленгочно-колесного конвейера, исключающих возникновение резонансных колебаний тяговых цепей кошура с ходовыми опорами и определение параметров лопастного перегружателя для безударной подачи крупно куско в ых горных грузов на конвейерную ленту из условия обеспечения заданной степени неравномерности вращения лопастного колеса, а также разработка конструкций ленточно-колесных конвейеров, обеспечивающих существенное повышение скорости движения и угла наклона конвейера.

Идея работы заключается в рассмотрении параметрических поперечных и продольных колебаний тяговых цепей контура с ходовыми опорами, вызываемых как действием периодических центробежных сил инерции ходовых опор, так и пульсирующим характером изменения продольной скорости движения цепей в зависимости от шага расстановки ходовых опор, натяжения цепей и конструктивных особенностей ленгочно-колесного конвейера.

Основные научные положения, разработанные лично соискателем:

1. Периодические приращения натяжения тяговых цепей ленточно-колесного конвейера, обусловленные действием центробежных сил инерции ходовых опор при огибании ими концевых звездочек, вызывают поперечные параметрические колебания цепей. Анализ устойчивости полученных уравнений поперечных колебаний цепей позволил определить области устойчивости малых колебаний (рабочий режим) и параметрического резонанса в зависимости от параметров конвейера. При этом натяжение тяговых цепей не должно быть менее амплитудного значения центробежной силы инерции ходовой опоры, приходящейся на одну ветвь цепи.

2. При поочередной установке опорных траверс и ходовых опор в лееточно-колесном конвейере возникают поперечные колебания самих траверс на нижней ветви конвейера. Получено уравнение поперечных колебаний траверсы и определены зоны устойчиво малых и резонансных колебаний, анализ которых показал, что для исключения резонансных состояний необходимо дополнительное увеличение натяжения тяговых цепей на 10-30% по сравнению с ленточно-колесным конвейером в обычном исполнении.

3. При значительных натяжениях тяговых цепей причиной параметрических резонансных колебаний цепей может стать пу льсирующая продольная скорость движения цепей, обусловленная кинематикой зацепления цепей со звездочками. Получено уравнение поперечных колебаний цепей в форме уравнений Матье, анализ которого, проведенный по диаграмме Айн-са-Стретга применительно к параметрам ленгочно-колесных конвейеров, позволил установить узловые точки, в области которых наступает параметрический резонанс, на осйовании этого найдена аналитическая зависимость, определяющая условия резонанса.

4. Получены уравнения продольных перемещений тяговых цепей, исследование которых позволило установить то, что продольные деформации цепей, вызываемые действием центробежных сил инерции ходовых опор происходят в дорезонансном режиме и пренебрежимо малы в сравнении с

нии с удлинением цепей за счет выборки провеса в пролетах между опорами. Анализ уравнений для определения удлинения цепей за счет выборки провеса показал, что и при небольшой длине конвейера обе концевые станции контура с ходовыми опорами должны выполняться как подвижно-натяжные для исключения схода цепей со звездочек. Так, при шаге расстановки ходовых опор 4 м и более соскакивание цепей со звездочек для горизонтальные установленного конвейера может начинаться при длине контура свыше 30 м.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов п рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждаются результатами теоретических исследований с использованием методов классической механики, теории колебаний, математического анализа, а также результатами экспериментальных исследований опьггно-промышленного ленточно-колесного конвейера и лабораторных моделей высокоскоростного ленточно-колесного конвейера с дополнительными катками, секции крутонаклонного ленточно-колесного конвейера с управляемыми прижимными рычагами и лопастного перегружателя. По основным положениям даны численные примеры динамических расчетов.

Научное значение и новизна работы состоят:

- в установлении характера и причин поперечных колебаний тяговых цепей в пролетах между ходовыми опорами ленточно-колесного конвейера, вызываемых периодическими приращениями натяжения цепей от действия центробежных сил инерции ходовых опор и анализе устойчивости малых поперечных параметрических колебаний (рабочий режим) и областей параметрического резонанса;

- в установлении условий возникновения поперечных параметрических колебаний опорной траверсы в пролете между ходовыми опорами при поочередной установке опорных траверс и ходовых опор в ленточно-колесном конвейере;

- в определении характера и причин поперечных колебаний тяговых цепей, вызываемых пульсирующей продольной скоростью движения тяговой цепи, обусловленной кинематикой зацепления цепей с концевыми звездочками, и получении аналитической зависимости, устанавливающей условия параметрического резонанса;

- в определении зависимости продольных удлинений тяговых цепей за счет выборки провеса в пролетах между ходовыми опорами, позволяющей установить длины контуров с ходовыми опорами, для которых требуется использование подвижно-натяжных устройств на обеих концевых станциях с целью исключения соскакивания цепей со звездочек;

- в определении рационального места установки дополнительных маховых масс в лопастном перегружателе для безударной загрузки ленгочно-колесных конвейеров в зависимости от применения жесткой или упругой муфты в приводе;

- в определении зависимостей для расчета потребных моментов инерции лопастного колеса или маховика из условия обеспечения заданной степени неравномерности вращения лопастного перегружателя.

Новизна работы подтверждена двенадцатью авторскими свидетельствами СССР на изобретения.

Практическая ценность работы заключается:

- в разработке конструкции и испытании в лабораторных условиях высокоскоростного ленточно-колесного конвейера с дополнительными катками, допускающего увеличение скорости движения до 3 - 5 м-с"1, что обеспечивает возможность установки ленгочно-колесных конвейеров на отвалообразователях и транспортно-отвальных мостах и исключить при этом дорогостоящее дробление пород в дробильных агрегатах;

- в получении расчетных формул для определения перемещений дополнительных катков на упругих элементах и динамических реакций на катки;

- в разработке методики определения оптимального числа приводных контуров с ходовыми опорами и их параметров, включающей алгоритм и блок-схему решения задачи на ЭВМ;

- в разработке конструкции крутонаклонного ленточно-колесного конвейера с подвижными управляемыми прижимными рычагами и прижимными лентами, закрепленными на ходовых опорах, которая позволяет увеличить утол наклона подъемного конвейера до 40 - 45 0 и даст значительный экономический эффект за счет сокращения объемов горнокапитальных работ при строительстве транспортных траншей и уменьшения длины конвейера;

- в разработке конструкции и испытании в лабораторных условиях пространственного сферического шарнирно-рычажного механизма для управления прижимными рычагами на концевых станциях крутонаклонного ленточно-колесного конвейера, что позволяет применить плоские ко-пирные направляющие и не ограничивает скорость движения конвейера;

- в разработке конструкции и испытании в лабораторных условиях специального лопастного перегружателя для безударной загрузки ленточ-но-колесных конвейеров крупнокусковыми горными грузами со скоростью, близкой к скорости движения конвейера, и исключающей заклинивание кусков скальных грузов между лопастями и направляющим лотком.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Основные положения работы и рекомендации по расчету, определению параметров и проектированию ленгочно-колесных конвейеров приняты к использованию институтами "Кавказцветметпроект", "Югцветметав-томатика".

Ленточно-колесный конвейер и лопастный перегружатель для крупнокусковых горных грузов, защищенные авторскими свидетельствами на изобретения, включены в план разработки и внедрения новой техники на Садонском свинцово-цинковом комбинате.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Всесоюзной конференции "Проблемы повышения надежности и долговечности и совершенствования методов эксплуатации подъемно-транспортной техники", МВТУ им. Н.Э.Баумана, 1981; на Международной конференции "Безопасность и экология горных территорий", г. Владикавказ, 1995; на объединенном заседании кафедры технологических машин и оборудования, кафедры технологии разработки месторождений и кафедры деталей машин СКГТУ, 2000 ; на заседают кафедры горной механики и транспорта Московского горного университета, 2000; на ежегодных научно-технических конференциях СКГТУ (ранее СКГМИ) 1975 - 2000.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 38 публикациях автора, в числе которых 2 монографии, 12 изобретений, 24 статьи.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, приложения изложенных на 265 страницах с 61 рисунками, 7 таблицами. Библиография содержит 136 наименований отечественных и зарубежных работ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Впервые ленточно-колесный конвейер был предложен на кафедре транспортных машин и комплексов Московского горного института проф. Спи-ваковским А.О в 1964 г. Первый опытно-промышленный образец конвейера был спроектирован институтом "Гипроникель" (руководитель проекта проф. Кальницкий Я.Б.).

В главе I выполнен обзор и критический анализ существующих конструкций конвейеров для крупнокусковых грузов с учетом горнотехнических условий эксплуатации.

Общее устройство ленточно-колесного конвейера в первоначальном исполнении представлено на рис. 1,аД

Особенностью конструкции нового конвейера является передвижение груженой ветви ленты 1 на подвижных опорах, состоящих из траверс 2, снабженных катками 3, перемещающимися по верхним 4 и нижним 5 направляющим. Траверсы соединены между собой двумя цепями 6, образующими замкнутые в вертикальной плоскости контуры при огибании концевых звездочек 7 и 8. Лента 1, приводимая в движение обычным барабанным приводом 9, увлекает за счет сил трения неприводной контур с ходовыми опорами. На холостой ветви лента перемещается по обычным ро-ликоопорам 10. Натяжение ленты осуществляется барабаном 11. На концевых участках лента поддерживается стационарными роликоопорами амортизирующего типа 12.

Первый опытно-промышленный образец ленточно-колесного конвейера был установлен на руднике "Аксай" горно-химического комбината "Кара-тау" (Казахстан). Подъемный конвейер длиной около 50 м и углом наклона 19 ° транспортировал фосфатную руду от усреднигельного склада до бункера дробильной фабрики. Опытная эксплуатация конвейера показала его высокую эффективность и способность перемещать скальные грузы с размерами кусков до 1200 мм. Это послужило основанием для разработки и внедрения двух транспортных комплексов с ленточно-колесными конвейерами: один из них - в подземных условиях на Юкспорском руднике объединения "Апатит"; второй - конвейерный транспортно-отвальный комплекс на фосфоритном руднике "Джанатас" горно-химического комбината "Кара-тау".

Следует отметить, что наиболее существенный вклад в развитие и совершенствование ленточно-колесных конвейеров был сделан российскими учеными А.О.Спиваковским, В.А.Дьяковым, В.Г.Дмигриевым, Ю.С. Пуховым, Я.Б.Кальницким, А.И.Тимченко, А.В.Андреевым, Е.Е.Шешко, Л.Г. Шахмейстером, Г.КСолодом, И.В.Запениным, Г.Н.Гуленко, В.И. Фроловым и др.

Рис.1. Ленточно-колесный конвейер.

В главе II проведен анализ результатов экспериментальных исследований и опыта промышленной эксплуатации первых образцов ленточно-колесных конвейеров, на основании которого сформированы задачи исследований.

Эксплуатация первого транспортно-отвального комплекса поставила целый ряд вопросов.

Так и не удалось избежать дробления пустой породы в дробильном агрегате, что по существу не позволило использовать основное преимущество ленточно-колесных конвейеров. Связано это с тем, что скорость движения ленточно-колесного конвейера недостаточна для конвейеров консольных отвалообразователей. При длительной эксплуатации скорость лен-точно-колесного конвейера не должна превышать 1 м/с.

Длина передаточного конвейера составила 200 м и в отличие от первого наклонного и короткого опытно-промышленного образца он был установлен горизонтально. Работа передаточного конвейера сопровождалась как поперечными колебаниями цепей в пролетах между опорами, так и продольными колебаниями цепей, вызываемых действием периодических центробежных сил инерции ходовых опор при огибании ими концевых звездочек. Это приводило к ударному взаимодействию цепей со звездочками, нарушению зацепления и соскакиванию цепей с ходовыми опорами со звездочек.

Неудовлетворительной оказалась и работа четырехлопастного перегружателя, особенностью которого была маятниковая подвеска лопастного колеса с целью исключения заклинивания кусков породы между лопастями и направляющим лотком. При этом лопастное колесо отклонялось грузопотоком, после чего лопасти не входили в нормальное взаимодействие с грузопотоком, что вызывало забивку лотка грузом и остановку в работе.

Основными задачами исследований, которым и посвящена данная работа, являются:

1. Исследование динамики ленточно-колесного конвейера с целью описания причин и условий возникновения как продольных, так и поперечных колебаний цепей контура с ходовыми опорами.

2. Исследование возможностей увеличения скорости движения ленточно-колесного конвейера до 3 - 5 м/с, при которой они могуг быть применены на отвалообразователях и транспортно-отвальных мостах.

3. Исследование возможностей повышения угла наклона подъемных ленточно-колесных конвейеров.

4. Исследование динамики и установление основных параметров специального лопастного перегружателя для безударной загрузки ленточно-колесных конвейеров крупнокусковыми горными грузами.

конвейеров показали, что в отдельных случаях увеличение динамических нагрузок и амплитуд колебаний цепей могут происходить и при уменьшении скорости движения конвейера, что объясняется возникновением резонансных состояний при неблагоприятном сочетании параметров конвейера: шага расстановки ходовых опор, натяжения цепей; скорости движения конвейера; диаметра делительной окружности концевой звездочки и др.

Кроме того, соскакивание цепей со звездочек может происходить и в нерезонансных режимах. При этом причиной соскакивания цепей или нарушения зацепления становится не сама продольная деформация цепи, а ее удлинение за счет выборки провеса в пролетах между опорами от действия цешробежных свд инерции ходовых опор.

Таким образом, комплексное рассмотрение динамических процессов в ленгочно-колесных конвейерах позволит обоснованно устанавливать рациональные параметры конвейера, обеспечивающие эффективную и надежную эксплуатацию.

Уравнение малых поперечных колебаний цепи в пролете между опорами можно представить в виде рис. 2, а

dt1 dzdt т J dz2

где v- скорость движения цепи, м-с"1;

То - стационарное натяжение цепи, Н;

т - масса единицы длины цепи, кг/м;

АТ - приращение натяжения цепи, Н.

Периодические изменения натяжения цепей в соответствии с действием центробежных сил инерции ходовых опор на концевых участках создают параметрические поперечные колебания цепей. В данном случае приращение натяжения цепей, обусловленное действием центробежных сил инерции ходовых опор, можно представить в виде полусинусоидальных импульсов (рис. 2, б).

Внешняя нагрузка, действующая на цепи, изменяется по некоторому произвольному, но периодическому закону. При исследовании колебаний с целью выявления условии резонанса наиболее удобным и распространенным является метод разложения произвольной периодической функции в ряд Фурье.

Выделяя колебания с частотой основного тона, получим возмущаю-

А А

щую функцию в виде /(0 = —t—cosco0í, (2)

Tí 2

4 уСГо'0) 3(То=0,7А,)

М

Л

Рис.2. Расчетные схемы к исследованию динамшси ленточно-колесного

конвейера: а - схема поперечных колебаний цепи в пролете между опорами; б - графическое представление действия центробежных сил инерции ходовых опор; в- диаграмма Айнса-Стретта.

где А—

Л

- амплитуда центробежной силы инерции ходовой опоры, Н;

т0 - масса ходовой опоры, кг;

Л - радиу с делительной окружности концевой звездочки, м.

2п.

а>о - частота, соответствующая периоду возмущающей силы, ® „ =—;

9

0 - период действия возмущающей силы, 6 = е/у, с; е - шаг расстановки ходовых опор, м. С учетом действия периодических приращений натяжения цепи за счет действия центробежных сил инерции ходовых опор дифференциальное уравнение поперечных колебаний примет вид

с12у „ йгу дх (¡гЖ

Т. Л

\

71

т

А 2

2т и

<*2у

екл

= 0, (3)

/

где А} = -— амплитуда приращения натяжения в одной ветви цепи; i

/ -число ветвей цепей контура с ходовыми опорами. Решая уравнение методом Галеркина и ограничиваясь только первым приближением в форме у = 1г/е), получим следующее уравнение для нахождения функции ./¡(У):

¿2Ж0 ш2

+

т

° 71 А 2 -—+ —-СОЪЦ)^- V

т 2т

/1(0 = 0. (4)

Используя общепринятый прием перехода к новой переменной, безразмерному времени (т), при котором - 2т, имеем

сП2 4с/т2 '

Тогда уравнение (4) приобретает стандартную форму дифференциального уравнения с периодически изменяющимися коэффициентами в виде

d fi(xl + (a + 2qcos2x)fi(x) = 0, . ,(5)

где a —

л:

Такое уравнение называется уравнением Матье (частный случай уравнения Хилла). Решения уравнения Матье носят колебательный характер, а их основные свойства зависят от конкретных значений параметров а nq.

В одних случаях данной комбинации а и q соответствуют колебания, ограниченные по амплитуде, а в других случаях - колебания с возрастающими амплитудами. Вопрос устойчивости таких колебаний изучен, причем окончательные результаты представлены в виде диаграммы Айнса - Стрет-та (рис. 2, в) в плоскости параметров а и q. Каждому состоянию системы, характеризуемой параметрами а и q, соответствует изображающая точка с координатами a, q на диаграмме. Если изображающая точка окажется в пределах незаштрихованных участков, то система устойчива и поперечные колебания цепей незначительны, а если точка оказывается в заштрихованной зоне, то система неустойчива и переходит в режим параметрического резонанса с недопустимо возрастающими амплитудами поперечных колебаний.

Диаграмма Айнса - Стретта не только полностью освобождает от выполнения операций по решению уравнения Матье, но и дает возможность проследить за изменением свойств параметрических колебаний при изменении различных параметров системы. Как видно из формулы (5), с возрастанием частоты со0 оба параметра а и q пропорционально уменьшаются. Отношение параметров можно представить в виде

а А, л=-=-Т--(6)

2(То+ — -MV) я

Для дальнейшего анализа пренебрегаем значением mv2 в виду малости этой составляющей относительно натяжения цепи (5-7 %). В этом случае отношение указанных параметров сохраняет постоянное значение и изображающая точка на диаграмме Айнса - Стретта движется по лучу, проходящему через начало координат (рис.2, в). При увеличении скорости

движения конвейера, а следовательно и частоты возбуждения колебаний, точка перемещается по лучу к началу координат, где вероятность попадания в неустойчивую зону повышается. Нетрудно заметить, что уменьшение угла наклона луча благоприятно, так как происходит сужение зон параметрического резонанса. В свою очередь, уменьшение угла наклона луча при постоянной амплитуде центробежной силы инерции ходовых опор возможно за счет увеличения натяжения цепей. Расчеты показывают, что при отношении параметров Т1 не более 1/3 вероятность попадания в зону неустойчивости мала. Исходя из этого можно провести оценку величины натяжения цепей относительно амплитуды приращения натяжения за счет сил инерции опор по формуле (6).

На рис. 2, в показаны лучи, соответствующие различным соотношениям начального натяжения цепи Т0 и приращения натяжения А]. На основа-' нии проведенного анализа можно сделать вывод о том, что рекомендуемые значения начального натяжения тяговых цепей контура с ходовыми опорами не должны быть менее амплитуды центробежной силы инерции ходовой опоры, приходящейся на одну ветвь цепи.

Уменьшение собственной массы конвейера возможно за счет установки промежуточных опор без катков, т.е. с опиранием траверсы на соединительные цепи. Масса катков достигает 30 - 60 % от суммарной массы ходовой опоры. Следовательно, такая поочередная установка ходовых опор с катками и без них обеспечивает существенное сокращение металлоемкости и стоимости конвейера. Так, для конвейеров с шириной ленты 1200 и 1600 мм уменьшение собственной массы контура с ходовыми опорами достигает 16 - 23 %. Вместе с тем, как показали экспериментальные исследования первого опытно-промышленного образца конвейера, такое решение может в определенных условиях привести к недопустимо большим поперечным колебаниям ходовых опор (без катков) на холостой ветви конвейера. Отличительной особенностью рассматриваемого случая является то, что в промежутке между опорами возникают поперечные колебания самой траверсы как сосредоточенной массы. Расчетная схема поперечных колебаний траверсы представлена на рис. 3. Очевидно, что массой цепей в пролете между опорами можно пренебречь, т.к. масса траверсы многократно превышает массу двух отрезков цепей в пролете между опорами.

Дифференциальное уравнение малых колебаний, полученное на основании принципа Даламбера, можно представить в виде ( л л \

у + 2

гп

Т0 + —+ —со8(в0^

V тс 2 ' у/я, где у - поперечное перемещение траверсы, м;

— = 0, (7)

Г0 - тачальное (стационарное) натяжение цепи, Н; А\ - амплитудное значение центробежной силы инерции ходовой опоры при огибании концевой звездочки, отнесенное к одной ветви цепи, Н;

ю0 - угловая частота действия центробежных сил инерции ходовых опор, с1;

е - расстояние между опорными траверсами, м; тп\ - масса траверсы (масса ходовой опоры без массы катков), приходящаяся на одну ветвь цепи, кг; / - время, с.

Принимая <во' = 2т, исходное уравнение (7) можно привести к уравнению Матье

с/2 у

—£■■+(а + 2<7со82т)>> = 0, (8)

скъ

8(То +~) 2А ■

7С

где а----д = —-.

Юо^! е ©о77*! е

Рис. 3. Расчетная схема поперечных колебаний траверсы в пролете между опорами.

Устойчивость решения уравнений такого типа также проверяется на диаграмме Айнса - Стретта. Как показывают расчеты, значения параметра д не превышает 0,5. Опасными с точки зрения параметрических колебаний могут быть точки с параметром а вблизи значений 1 и 4. Результаты экспериментальных исследований с достаточной точностью подтвердили достоверность полученных расчетных формул. Так, при уменьшении начального

натяжения цепи до 350 - 400 Н поперечные колебания опорной траверсы заметно возрастали. По расчетам изображающая точка оказывается в этом случае вблизи узловой точки с а = 4, что и объясняет возникновение резонансных колебаний.

Следовательно, поочередная установка опорных траверс и ходовых опор в ленгочно-колесном конвейере, хотя и обеспечивает снижение собственной массы движущихся частей конвейера, может вызвать недопустимо большие поперечные колебания траверс на нижней ветви ходового контура конвейера. При попадании в режим параметрического резонанса необходимо увеличение начального натяжения цепей на 10 - 30 %.

Другой причиной возникновения поперечных параметрических колебаний ветви цепи в пролете между ходовыми опорами является пу льсирующая продольная скорость движения цепи. Как известно, причиной пульсаций продольной скорости движения цепей является кинематика зацепления цепей с концевыми звездочками.

В общей постановке уравнение поперечных колебаний цепи имеет

вид

ДО + (*'-2<7'.УУ)./(0 = 0,

(9)

где V у - переменная составляющая продольной скорости;

а' ид' - безразмерные параметры, равные соответственно

М2 1

^ р2_1Г ^Р^оМ2

(Ю)

р - радиус кривизны цепи в пролете между опорами, м;

g -ускорение свободного падения, g = 9,8 м* с"2; т - масса единицы длины цепи, кг/м; v- скорость движения цепи, м • с'1; Р = cos То;

Уо - среднее значение угла у (см. рис. 2, а).

Полученное уравнение есть уравнение Хилла, которое имеет много технических приложений и достаточно хорошо исследовано. Вместе с тем изучение вопросов устойчивости колебаний, описываемых уравнением Хилла, представляет немалые трудности. Уравнение Хилла в данном случае может быть сведено к частному случаю подобных уравнений, а именно, к уравнению Матье. Для этого воспользуемся представлением скорости движения цепи в виде ряда Фурье.

Выделяя гармонику основного тона, уравнение поперечных колебаний (9) примет вид

A0+.(g'-2g' cos«о/)/(0 = 0, (11)

Ф -О

где z - число зубьев звездочки;

о - угловая скорость вращения звездочки, с"1;

ср - центральный угол, соответствующий шагу зацепления, рад.

Перейдем к безразмерному времени 2т = г<а/.

Тогда уравнение (11) примет следующую форму, соответствующую уравнению Матье:

/ (т) + (a-2q- cos2T)/(т) = 0, (12)

,4 ,4

где а-а — -; Ч = Я~Т~Т-

z a z а

Выражения для определения параметров а ' и q' имеют громоздкий вид, но они могут быть существенно упрощены, если пренебречь провисанием цепи в пролете между опорами, что является вполне оправданным при рекомендуемых значениях натяжения цепи и относительно небольших расстояниях между опорами. Принимая радиус кривизны цепи в пролете между опорами равным бесконечной величине, параметры а 1 и q' примут вид:

<7' = v

/_\2 Ж

ej

Учитывая то, что z2 значительно больше единицы, а угол <р при относительно небольших значениях можно принять равным sin ср, получаем окончательно формулы для расчета параметров а и q:

а -

т

m

х че,

2 2 2 &

Оценим величину параметров а и я. Число зубьев звездочки не должно быть менее 10. Расстояние между опорами изменяется в диапазоне 2-5 м, а радиус делительной окружности звездочки находится в пределах 0,25 -1 м. Тогда значения д близки к нулю. Следовательно, изображающая точка на диаграмме Айнса-Стретга всегда будет расположена вблизи оси абсцисс. Как нетрудно заметить (см. рис. 2, в), при таких малых значениях q неустойчивость имеет место при близости величины параметра а к узловым точкам 1 или 4. Но и это возможно при повышенных значениях натяжения цепи и малом числе зубьев звездочки. Последнее условие связано с применением относительно дешевых тяговых цепей с большим шагом цепи. Как показывают расчеты, такие высокие значения натяжения цепей контура с ходовыми опорами, при которых параметр а оказывается вблизи значений 1 или 4, возможны только для наклонных конвейеров, а также в случае использования ходового контура в качестве промежуточного привода при горизонтальной установке конвейера. Таким образом, проверку на условия возникновения параметрического резонанса из-за пульсирующей продольной скорости движения цепей можно свести к исключению равенства

m

ж

ve;

2 2 z (й

(или 4)

(13)

Расчеты, проведенные для условий опытно-промышленной установки конвейера в "Каратау", показали, что параметр а при набегании на верхнюю концевую звездочку составил всего 0,06. Заметных поперечных колебаний цепей на этом участке не наблюдалось, что вполне объяснимо небольшой длиной подъемного конвейера (длина контура с ходовыми опорами около 45 м при угле наклона конвейера 19°), при которых натяжения цепей относительно невелики.

Действие центробежных сил инерции ходовых опор на концевых участках вызывает также продольные колебания соединительных цепей. Вблизи резонансных состояний такие колебания обусловливают значительные динамические нагрузки на цепи, узлы крепления опор к цепям, а также нарушения нормального зацепления цепей со звездочками, что может служить причиной соскакивания цепей со звездочек

Исследованию продольных колебаний тяговых органов, выполненных в виде цепей, посвящено большое число работ. Наиболее полное отражение существа вопроса применительно к скребковым конвейерам можно найти в трудах проф. Штокмана ИГ. и учеников научной школы Донецкого политехнического института. Вместе с тем результаты указанных работ не могут быть в полной мере использованы при динамических расчетах ленточ-но-колесных конвейеров. И связано это не только с тем, что вынуждающая сила для ленточно-колесных конвейеров имеет свой отличительный характер, а следовательно и свой спектр частот, но и с соответствующими характеристическими уравнениями, учитывающими характер работы ленточно-колесного конвейера.

Собственные продольные колебания упругого стержня определенной длины зависят не только от волнового уравнения, но и от условий на концах стержня. Практический интерес представляет уравнение продольных колебаний нижней холостой ветви контура. Верхняя ветвь контура с опорами имеет фрикционную связь с грузонесущей конвейерной лентой. Разность характеристик цепи и ленты, увеличение массы вовлеченных в колебания элементов, а также демпфирующие свойства конвейерной ленты обуславливают динамическую картину, при которой эти колебания не вызывают опасений.

Из общего характеристического уравнения, рассматривающего движение обеих ветвей (верхней и нижней) и имеющего форму матрицы четвертого порядка, было получено характеристическое уравнение отдельно для нижней холостой ветви контура с ходовым опорами в виде

„ тЛ 1 ^ = (14)

Мн К

где I - длина контура, м;

Мн - масса натяжного груза, приходящаяся на одну ветвь цепи, кг;

Ш) - распределенная погонная масса цепи и ходовых опор, кг/м;

Щ

тх - т + —-, 2е

ш- погонная масса цепи, кг/м;

то - масса ходовой опоры, кг;

С

р - собственная частота колебаний, с'1;

с =--скорость распространения деформации вдоль цепи, м- с ;

\Р

Е - модуль упругости материала цепи, кг/см2

р - плотность материала цепи, кг • с2 • см"5;

Проведем анализ соотношения собственных частот колебаний нижней ветви цепи с ходовыми опорами с частотами возмущающей силы от периодического действия центробежных сил инерции ходовых опор на концевых участках. Наименьшая частота свободных колебаний приближенно может

л 71

быть определена из уравнения = — (в результате графического решения уравнения (14) и учитывая то, что масса цепи с распределенной массой ходовых опор многократно превышает массу натяжного груза), откуда

71-е

Так, например, при длине цепи I = 100 м и с учетом того, что скорость распространения продольной волны в стальной цепи равна 5000 м- с"1 наименьшая частота оказывается равной 75 с"1. Круговая частота действия

2тс • V

возмущающей силы равна С0о =-. В диапазоне изменения парамет-

е

ров ленточно-колесного конвейера (скорость движения до 1-1,5 м- с"1; шаг расстановки ходовых опор е = 2 - 5 м) частота возмущающей силы изменяется в пределах 2-5 с"1. Таким образом, продольные колебания происходят в дорезонансном режиме. Рассмотрение пружинного натяжного устройства не изменяет качественно соотношение собственной частоты с частотой вынуждающей силы. Приближение наименьшей собственной частоты к частоте возмущения и опасность возникновения резонансных состояний наступает при очень больших расстояниях между концевыми звездочками 1500 м и более. При небольших значениях шага расстановки ходовых опор действие центробежных сил инерции опор может соответствовать режиму

выпрямленной синусоиды (шаг расстановки опор равен половине длины делительной окружности звездочки). В этом случае частота основного тона возмущения удваивается и, следовательно, резонанс возникает и при вдвое меньшей длине контура с ходовыми опорами, т.е. 750 м. Но и в этом случае такая большая длина контура с ходовыми опорами, как правило, оказывается неоправданной из-за большой вьггяжки цепей и необходимости перехода к более тяжелым и дорогим цепям.

Наблюдения за работой ленгочно-колесных конвейеров показали, что цепи с ходовыми опорами часто соскакивают со звездочек и в случае поддержания значительного натяжения цепей. Очевидно, что это вызывается продольными перемещениями цепей относительно звездочек. При определении продольных перемещений цепей необходимо учитывать совместное действие двух факторов: деформация самой цепи, а также увеличение ее длины в продольном направлении за счет изменения стрелы провеса в пролетах между опорами при колебательном процессе, вызываемом периодическим действием сил инерции ходовых опор на концевых участках. Деформации цепи от действия центробежных сил инерции ходовых опор при значительном удалении от резонансных состояний определяются как и при статическом действии вынуждающей силы и как показывают расчеты ими можно пренебречь.

Провисание цепи от действия вертикальной силы тяжести при допущении о равномерности распределения нагрузки по горизонтальной проекции цепи происходит в форме параболы . Строго говоря, кривая провисания цепи описывается цепной линией. Однако при небольшой величине пролета отличие от параболы несущественно. Приближенно длина дуги параболы подсчитывается по формуле

1 = е

1 + -

е

2/

где/- максимальный провес в середине пролета.

Величину провеса можно определить по известной формуле

8 Т '

где - погонная сила тяжести цепи, Н/м; Т - натяжение в цепи, Н.

Величину вьггяжки цепи за счет выборки провеса при колебаниях натяжения цепи, вызываемого действием центробежных сил терции ходовых опор, можно определить по формуле

V

А/ = (1'-2/).и,

где ¿'-длина цепи в пролете между опорами при средней постоянной составляющей натяжения в цепи;

Ь"- длина цепи в пролете между опорами при максимальном натяжении цепи (средняя постоянная составляющая натяжения в сумме с половиной амплитудного значения центробежной силы инерции ходовой опоры);

и - число пролетов по длине ветви цепи.

Анализ зависимостей, полученных для определения удлинения цепей за счет выборки провеса в пролетах между ходовыми опорами в результате действия центробежных сил инерции ходовых опор, показал, что соскакивание цепей со звездочек может происходить и при небольших по длине контурах с ходовыми опорами. В работе проведены расчеты и построены графические зависимости при различных параметрах конвейера. Так, при шаге расстановки ходовых опор 4 м и более для горизонтальной установки конвейера сход цепей со звездочек начинается при длине контура с ходовыми опорами свыше 30 м. В этом случае обе концевые станции со звездочками должны выполняться как подвижно-натяжные.

Основные теоретические результаты исследований динамики ленгоч-но-колесного конвейера в базовом исполнении были проверены данными экспериментальных исследований первой опытно-промышленной установки. Силы, действующие в цепях, замерялись с помощью специальных измерительных звеньев, на которых были наклеены датчики.

Тарировка датчиков осуществлялась двояко: на разрывной машине в лабораторных условиях до и после проведения эксперимента и по записи усилия в цепях на нижней ветви конвейера у верхних концевых звездочек. Для тарировки это усилие определялось расчетным путем по составляющей веса цепного контура за вычетом сопротивления перемещению движения, т.е. усилия в одной цепи без учета предварительного натяжения.

Измерение массы ходовой опоры показали, что общая масса ее составила 90 кг, а масса траверсы (ходовой опоры без катков) - 60 кг. Одна из ходовых опор была снята на время наблюдений, с тем чтобы увеличить шаг расстановки опор вдвое (до 2,8 м), а на одной из опор были сняты ходовые катки. Изменялось также натяжение цепей с помощью натяжного устройства на нижней концевой станции. Полученные данные показали вполне удовлетворительное совпадение с результатами теоретических исследований динамики конвейера.

Как показали опытно-промышленные испытания ленточно-колесного конвейера скорость движения не должна превышать 0,8 -1,0 м • с"1. Кратковременные периоды работы с большими скоростями (до 1,5 - 1,7 м ■ с"1) сопровождались очень большими ударными нагрузками при переходе хо-

довых опор с верхних направляющих на нижние и наоборот, а также шумом и вибрацией опорных элементов. Некоторому повышению скорости движения несомненно будут способствовать следующие конструктивные мероприятия: облегчение массы ходовых опор за счет применения пластмасс, легких сплавов или композитных материалов; футеровка поверхностей качения катков и начальных участков направляющих специальными резиновыми накладками; установка контрнаправляющих на концевых станциях и др. Однако это не даст такого существенного увеличения скорости движения, какая требуется для отвалообразователей и транспортно-отвальных мостов (3 -Юм- с"5).

В главе IV рассмотрена конструкция и выполнен динамический анализ высокоскоростного ленгочно-колесного конвейера с дополнительными катками.

Значительное повышение скорости движения обеспечивает модификация ленгочно-колесного конвейера (А.с. 516583), в котором используются дополнительные катки, воспринимающие центробежные силы инерции ходовых опор и поддерживающие ходовые опоры на нижней ветви(рис. 4).

В предлагаемом ленточно-колесном конвейере верхние 1 и нижние 2 ходовые пути соединены на концевых станциях переходными участками 3 и 4, выполненными в виде полуокружности и замыкающими ходовые пути в вертикальной плоскости. Траверсы 5 снабжены дополнительными катками 6, подпружиненными и перемещающимися по внутреннему1 контуру ходовых путей, в то время как ходовые катки 7 обкатываются по внешнему контуру ходовых путей. На концевых станциях центробежная сила инерции траверс и катков воспринимается дополнительными катками 6, которые подпружинены резиновыми упругими элементами, установленными под осями дополнительных катков. Упругие элементы не только обеспечивают прижатие катков к полкам ходовых путей, но и амортизируют действие динамической центробежной силы инерции.

При огибании концевых станций контуром с ходовыми траверсами соединительный орган 9 перемещается по концевому барабану 10 (11). а дополнительные катки 6 - по переходным участкам 3, (4). Грузонесущая лента 12 огибает приводной 13 и хвостовой 14 барабаны. На холостой ветви лента поддерживается роликоопорами 15, а в пункте погрузки - ролико-опорами амортизирующего типа 16. Предложенный конвейер обладает высокой степенью конструктивной преемственности по отношению к базовой модели ленгочно-колесного конвейера. Действующая модель высокоскоростного ленгочно-колесного конвейера была изготовлена и успешно прошла испытания в Северо-Кавказском технологическом университете. Длина модели конвейера - около 5 м. Ходовые опоры соединены между собой узкой

конвейерной лентой. Привод барабана грузонесущей ленты включает механический вариатор, допускающий бесступенчатое плавное регулирование скорости движения конвейера. Испытание действующей модели конвейера в лабораторных условиях подтвердило возможность увеличения скорости движения до 5 м/с.

При переходе ходовой опоры 5 с нижних направляющих 2 на верхние 1 динамические нагрузки воспринимаются дополнительными катками 6, которые перекатываются по внутренней беговой дорожке переходного участка 4 (3), соединяющего верхние и нижние направляющие. Соединительный орган ходовых опор 9 (цепь или конвейерная лента) разгружается, от действия динамических сил при перемещении ходовой опоры по окружности. Однако такая разгрузка соединительного органа возможна лишь в том случае, если исключить центрирование одновременно по двум поверхностям. На самом деле движение ходовой опоры определяется, с одной стороны, перемещением соединительной цепи по начальной окружности концевой звездочки 10(11); (ленты по барабану), а с другой - движением дополнительных катков 6 по переходным участкам 3,4. Результатом такого двойного центрирования будет перегрузка и поломка катков или соединений цепи с ходовыми опорами. Избежать этого можно, сделав крепление ходовых опор с цепью подвижным в радиальном направлении, т.е. ввести компенсирующий зазор. Для уменьшения динамических нагрузок, воспринимаемых дополнительными катками, оси катков установлены на упругих элементах, выполненных в виде резиновых блоков, работающих на сжатие. На груженой ветви опоры перемещаются на основных катках 7, а на холостой ветви - на дополнительных катках б.

Для расчета дополнительных катков на прочность, а также для установления величины свободного перемещения ходовой опоры относительно соединительного органа необходимо определить уравнение движения ходовой опоры на переходном участке.

В работе получено точное решение, учитывающее как перемещение ходовой опоры от действия центробежной силы инерции опоры и силы тяжести, так и перемещение от свободных (сопровождающих) колебаний опоры. Формула имеет довольно громоздкий вид.

Вместе с тем для проведения инженерных расчетов формул}' для определения перемещений ходовой опоры на упругих элементах можно существенно упростить. Рассматривая перемещения опоры как от мгновенно (но безударно) приложенной силы инерции ходовой опоры, максимальное перемещение ходовой опоры можно определить по формуле

Чет, (15)

И 77 j

Рис. 4. Высокоскоростной ленточно-колесный конвейер.

где Лдин - коэффициент динамичности, показывающий во сколько раз деформация упругих элементов при мгновенном приложении силы больше, чем деформация при статическом приложении силы;

qCI - статическая деформация упругих элементов от силы тяжести ходовой опоры.

Сравнительные расчеты показывают несущественное отличие результатов для рассматриваемых условий, что дает основание рекомендовать формулу (15) для практических расчетов при определении перемещения опоры с радиальном направлении и величины динамических реакций на дополнительные катки.

В главе V рассмотрена конструкция крутонаклонного ленгочно-колес-ного конвейера с подвижными прижимными элементами,выполнено исследование механизма управления прижимными элементами, а также приведена методика оптимального проектирования многоприводных конвейеров.

С увеличением глубины разрабатываемых открытым способом месторождений проблема создания крутонаклонных конвейерных подъемников становится одной из наиболее актуальных в развитии горно-транспортного машиностроения. Установка конвейера с углом наклона, равным или близким к углу откоса борта карьера, обеспечивает значительный экономический эффект за счет сокращения горно-капитальных работ при уменьшении разноса бортов карьера и длины транспортной траншеи, а также сокращения длины конвейера.

Увеличение угла наклона ленточно-колесного конвейера возможно двумя способами: прижимом слоя груза к грузонесущей ленте дополнительной прижимной лентой или созданием подпора с помощью перегородок. Другие известные приемы при перемещении крупнокусковых горных грузов неприменимы.

Ленточно-колесный конвейер с перегородками, установленными на тележках, в состоянии повысить угол наклона до 35°, но при этом обладает тем существенным недостатком, что грузопоток должен подаваться на ленту, лежащую на тележках, со значительной высоты, т.к. перегородки должны быть в рабочем положении перед поступлением груза на ленту.

Лучшие возможности имеют крутонаклонные ленточно-колесные конвейеры с дополнительной прижимной лентой и подвижными прижимными рычагами. Перемещение ленты с грузом на подвижных траверсах создает благоприятные предпосылки для размещения на траверсах прижимных элементов, движущихся вместе с лентой и грузом.

К недостаткам рассмотренного конвейера, как и для всех известных юнвейеров с дополнительной прижимной лентой, относится то, что нали-ше отдельного замкнутого контура с дополнительной лентой существенно увеличивает габариты конвейера по высоте. Кроме того, сложным и недостаточно надежным в эксплуатации может оказаться устройство для прижатия краев дополнительной ленты к траверсам.

Указанные недостатки устранены в крутонаклонном конвейере (A.c. 1613396) , который содержит две гофрированные дополнительные ленты, присоединенные боковыми кромками с одной стороны с траверсе, а с другой - к концам прижимных рычагов. Грузонесущая лента и дополнительные ленты образуют нахлесточное соединение между собой. Такое же соединение образуется при поочередном складывании лент после выхода их на груженую ветвь. Следовательно, слой груза не будет иметь неохваченных лентами участков.

Устройство конвейера поясняется на рис. 5 а, б, в, г. Крутонаклонный конвейер включает грузонесущую лету 1, поддерживаемую подвижными траверсами 2 на груженой ветви и роликоопорами 3 на порожняковой ветви. Лента 1 огибает концевые барабаны 4 и 5. Подвижные траверсы 2 жабжены катками 6, перемещающимися по направляющим 7 и 8, и соединены между собой замкнутыми тяговыми органами (цепи) 9, огибающими концевые звездочки 10 и 11. Звездочки 10 могут быть выполнены приводными. По краям траверс 2 шарнирно смонтированы прижимные элементы в виде рычагов 12 и 13, соединенные по отдельности с копирными роликами 14 механизма управления 15. К траверсам 2 в месте опирания на них краев грузонесущей ленты 1 прикреплены дополнительные ленты 16 и 17. Боковые кромки лент 16 и 17 соединены с концами соответствующих прижимных рычагов 12 и 13, а сами ленты выполнены гофрированными. В начале и в конце подъема на раме конвейера 18 установлены котшрные направляющие 19 и 20, взаимодействующие с копирными роликами 14.

Механизм управления 15 рычагами 12 и 13 выполнен в виде сферического шарнирно-рычажного механизма, включающего вал 21, вилку 22 и рычаг ролика 23. Оси всех шарниров механизма пересекаются в одной точке О. Прижимные рычаги 12 и 13 жестко закреплены на валу 21. Применение такого пространственного механизма позволяет сделать копирные направляющие 19 и 20 плоскими, что не ограничивает скорость движения конвейера.

На валу 21 установлены пружины кручения 24. Независимое подпру-жинивание прижимных рычагов 12 и 13 обеспечивает надежный прижим груза по поперечному сечению его слоя при любой форме сечения.

У

Рис.5. Крутонаклонный ленточно-колесный конвейер: а - общий вид; б - разрез А-А на общем виде.

Б-Ь

Рис.5. Кругонаклонный ленточно-колесный конвейер: в - разрез Б-Б на общем виде; г - кинематическая схема механизма управления прижимными рычагами.

На дополнительной ленте 17 сделаны вырезы, соответствующие фо] ме передней части прижимных рычагов 12. Это позволяет рычагам 13 пр жимать сверлу слой груза.

Траектории перемещения кромок дополнительных лент 16 и 17 и ко цов рычагов не совпадают. Для компенсации этого несовпадения и обесп чения плотного облегания слоя груза дополнительными лентами соедин ние лент 16 и 17 с рычагами 12 и 13 выполнено подвижным. В пункте з грузки и вблизи приводного барабана 4 грузонесущая лента 1 опирается 1 роликоопоры 27. На холостой ветви ленты 1 используются отклоняют ролики 28.

Конвейер работает следующим образом. Грузопоток перемещает лентой 1 по роликоопорам 27, а затем лента 1 с грузом поступает на тр версы 2. При этом прижимные рычаги 12 и 13 с дополнительными лентаг, 16 и 17 находятся в разведенном положении за счет воздействия копирнь направляющих 20 на копирные ролики 14. По мере продвижения траверс вначале освобождаются копирные ролики, связанные с прижимными рыч гами 12 , в результате чего дополнительная лента 16 с рычагами 12 опуск ется и прижимается часть слоя груза за счет действия пружины 24. Затс выводятся из направляющих копирные ролики, связанные с прижимны? рычагами 13, и производится опускание дополнительной ленты 17 с рыч гами 13. Лента 17 опускается сверху на ленту 16, образуя нахлесточное с единение лент. При подходе к верхним концевым звездочкам 10 копирш ролики 14 прокатываются по копирным направляющим 19. Разведен прижимных рычагов 12 и 13 с дополнительными лентами 16 и 17 произг даггся в порядке, обратном их сведению.

Разгрузка конвейера осуществляется с барабана 4. Предлагаемая ко струкция крутонаклонного ленточного конвейера обеспечивает надежн эффективное прижатие грузопотока за счет более равномерного прижат слоя груза как в поперечных сечениях, так и вдоль конвейера и исключен неохваченных лентами участков поверхности слоя груза, что повышает I дежность удержания груза на конвейере и позволяет увеличил, угол накх на конвейера.

Принципиальным отличием предлагаемой концепции в создании к{ тонаклонных ленточных конвейеров является размещение управляем) прижимных элементов на ходовых опорах, движущихся вместе в грузот сущей лентой. Это и обусловливает возможность транспортирования на т ких конвейерах крупнокусковых скальных грузов.

В Северо-Кавказском технологическом университете была изготов.' на секция крутонаклонного ленгочно-колесного конвейера, включают две ходовые опоры с прижимными рычагами и механизмами управлеи

жимными рычагами. Испытания этой лабораторной установки подтвер-и возможность надежного удержания груза от скатывания или скольже-вниз при увеличении угла наклона до 4045°.

Для проектирования копирных направляющих и проведения силового лиза необходимо знать передаточную функцию между углами поворота дного и выходного звеньев механизма управления прижимными рыча-и. Полученная в работе передаточная функция имеет вид (рис. 5, г)

^(1-со5ф|) (16)

асоэф,+1 ф! - угол поворота рычага копирного ролика; Фз - угол поворота прижимного рычага, а - угол между промежуточной вилкой 22 и осью 00].

Полученные зависимости были экспериментально проверены на ла-аторной модели ходовой опоры с рассмотренным выше механизмом авления прижимными рычагами. Передаточная функция позволяет про-ги динамический синтез копирных направляющих и механизма управ-ия прижимными рычагами. По существу задача эта сводится к проекти-анию кулачкового механизма с поступательно перемешающимся кулач-[ (копирные направляющие) и вращающимся толкателем (рычаг копир-с роликов).

Как известно, эффективность конвейерного подъема резко снижается использовании нескольких последовательно установленных конвейе-с промежуточными перегрузочными пунктами между ними. Перегруз-борных грузов с одного конвейера на другой вызывает повышенный из-конвейерных лент, увеличивает стоимость сооружения и эксплуатации ъемш1ка, снижает надежность комплекса.

Бесперегрузочный подъем горной массы на поверхность одним лен-но-колесным конвейером возможен при использовании контуров с хо-ыми опорами также в качестве промежуточных приводных контуров. С гонением длины приводного контура возрастают нагрузки на тяговые меты промежуточного привода, что приводит к их удорожанию. С дру-стороны, уменьшение длины промежуточного приводного контура, можное за счет увеличения их числа, хотя и позволяет применить более кие и дешевые тяговые органы, но вызывает при этом увеличение числа водов и натяжных станций. Таким образом, установление рационально-шсла промежуточных приводных контуров и последующий расчет их аметров представляет собой оптимизационную задачу, которая сводится инимизации целевой функции, выражающей переменную часть стоимо-

ста оборудования конвейерного подъемника в зависимости от числа nj межуточных контуров

F=Cx + Cnp-n + C„-n, (1

где Ст - стоимость тяговых органов промежуточных приводных контуре

Сщ, - стоимость привода промежуточного контура в сумме со стоил стью монтажа;

Сн - стоимость натяжной станции промежуточного контура в сум со стоимостью монтажа;

п - число промежуточных приводных контуров.

При выборе оптимального варианта используют параметры станда] ных и унифицированных изделий (тяговые цепи или ленты, привода станции, натяжные устройства), поэтому расчет следует вести в дискрета форме, то есть в форме представления стоимостных и других параметре] целевую функцию в виде определенных величин, взятых из массива к ных, отражающих табличные значения стандартных параметров.

Разработана методика определения оптимального числа приводи контуров и их параметров, включающая алгоритм и блок-схему решен задачи на ЭВМ.

В главе VI выполнено исследование динамики лопастного neperj жателя для безударной загрузки ленточно-колесных конвейров крупною новыми грузами

Одной из основных причин, сдерживающих распространение ленте но-колесных конвейеров, является отсутствие эффективного загрузочне устройства, обеспечивающего подачу груза на ленту с минимально bi можной высоты (100-150 мм), формирующего грузопоток в поперечном чении соответственно желобчатой форме ленты и сообщающего грузох току скорость, близкую к скорости движения конвейера при транспорта] вании крупнокусковых грузов, включающих как крупные куски, так и га кие фракции. Таким требованиям отвечает специальный лопастный пе] гружатель.

Известные лопастные питатели имеют тот существенный недостат что лопасти при своем вращении внедряются в грузопоток. При затру: крупнокусковых скальных грузов это неизбежно влечет заклинивание » дельных кусков между лопастями и направляющим лотком. Этот недос ток не имеет предлагаемый в работе перегружатель (A.c. 440493), рис.6,а.

Перегружатель включает лопастный барабан, состоящий из двух ( ковых колец 1, соединенных жестко между собой лопастями 2. Кольц: устанавливаются на опорных катках 3. Барабан с лопастями приводится вращение приводом 4.

Транспортируемый груз подается подбункерным питателем 5 вну]

пастного перегружателя. Груз, падая с питателя 5 между кольцами 1 и пастями 2, проталкивается лопастями по направляющему лотку 6 на за-ужаемый конвейер 7. При этом лопасти барабана входят в лоток 6 и пе-крывают его сечение перед тем местом лотка, на которое происходит ипание груза, обеспечивая тем самым предотвращение заклинивания уза между лопастями и лотком. Благодаря тому, что кромка лотка 6 уставлена непосредственно над поверхностью ленты конвейера 7, груз по-упает на нее с минимально возможной высоты (100-150 мм) и со скорода, близкой к скорости движения конвейера. К достоинствам перегружаем следует отнести и то, что на нем происходит формирование грузопо-ка в поперечном сечении перед поступлением его на ленгу конвейера.

Лопастный перегружатель работает в очень тяжелых динамических товиях. Падение кусков груза, масса которых может достигать 1 т и бос высоты 0,5-1,0 м вызывает большие ударные нагрузки. При этом гру-юток, имеющий нулевую скорость в направлении движения конвейер-й ленты, должен получить скорость, близкую к скорости ленты за счет ащения лопастного колеса. Для привода такого крупного агрегата, как пастное колесо, с учетом его установки на катках приводной вал должен :диюпъся с выходным валом редуктора привода с помощью компенси-ющей муфты, способной компенсировать как поперечную, так и про-льную несоосность.

Для защиты элементов привода от перегрузок лопастное колесо сошлется с приводом с помощью упругой муфты. Помимо возможности учшения динамических характеристик привода упругие муфты выполют в известной степени и функции компенсирующих муфт, допуская не-горые неточности взаимного расположения валов. Принципиальным оттаем динамической расчетной схемы с упругой муфтой (рис. 6, г) от рас-гной схемы с жесткой компенсирующей муфтой (рис. 6, в), является то, ) система имеет две степени свободы и для ее исследования следует при-мать две обобщенные координаты и соответственно составлять систему двух уравнений движения. Исходные уравнения для такой двухмассовой ггемы с двумя степенями свободы, описывающих крутильные колебания еют вид

! ./„ - момент инерции всех вращающихся звеньев привода, приведенный алу электродвигателя; •Л - момент инерции лопастного колеса;

(18)

6 г

•V*

Рис. 6. Лопастный перегружатель для безударной загрузки ленточно-колесных конвейеров:а, б - схема перегружателя; в - расчетная схема перегружателя с жесткой муфтой в приводе; г - расчетная схема перегружателя с упругой муфтой в приводе.

ф! - угол поворота вала электродвигателя;

ф2- угол поворота лопастного колеса;

См - коэффициент жесткости муфты;

Тк - момент сопротивления вращению лопастного колеса;

Тд - момент, развиваемый валом электродвигателя.

Работа лопастного перегружателя характеризуется значительными изменениями момента сопротивления вращению лопастного колеса, что обусловлено не только изменениями величины грузопотока, но и изменениями грану лометрического состава и свойств груза. Несоответствие между приведенными к начальному звену моментами движущих сил и сил сопротивления и изменение приведенного момента инерции механизма вызывают при установившемся движении машины периодическое изменение угловой скорости.

Отличие скорости посту пления грузопотока на конвейерную ленту от скорости движения конвейера при работе с крупнокусковыми скальными породами и рудами приводит не только к истиранию верхней рабочей обкладки ленты, но и вызывает продольные раздиры и вырывы обкладки ленты. При этом срок службы конвейерной ленты резко сокращается и в наиболее тяжелых условиях эксплуатации не превышает 1-3 месяцев.

Решение системы уравнения (18), позволило сделать заключение о том, что при необходимости уменьшения степени неравномерности вращения лопастного колеса следует увеличивать момент инерции самого лопастного колеса (1К). Введение упругой муфты между лопастным колесом и приводом обусловливает принципиальное отличие в вопросе выбора места установки дополнительной маховой массы. При использовании жесткой муфты маховик целесообразно устанавливать на наиболее быстроходном валу привода, а при упругой муфте необходимо увеличить момент инерции лопастного колеса, причем рационально это делать за счет увеличения масс лопастей.

На основании решения и исследования системы уравнений движения (18) получены следующие формулы: для расчета собственных частот системы; для определения углов закручивания ф! и ф2; для определения максимального угла закручивания упругой муфты; времени переходного периода (О из условия равенства упругого момента муфты опрокидывающему моменту электродвигателя (Тт); момента сопротивления вращению лопастного колеса (Тк).

Полученная итоговая формула для определения потребного момента инерции лопастного колеса в том случае, когда в приводе используется упругая муфта, имеет вид

со,

arceos

f rp _ji N

где шя - номинальная утловая скорость вращения электродвигателя;

Формула (19) позволяет также определить значение коэффмциея жесткости муфты из условия минимизации момента инерции лопастнс колеса. Для этого,: взяв первую производную от по См в выражении (19 приравняв ее нулю, имеем

-=о,

со

Т1

r<pJ/=

(Т -тЛ

arceos

Т \ 1 К У

откуда

С.

(Фг )г=1п

Поскольку вторая производная от 1к по см имеет положител! значение, то найденное с« соответствует минимальной величине Подставляя (21) в (19), получим

4Тт( ФгЛ=г,

JK =

со

/ Jl \

arceos

/

На основании исследований динамики разработана методика намического синтеза лопастного перегружателя. При этом предполага что предварительно установлены основные размеры лопастного коле число лопастей, соответствующие ширине подбункерного питателя, г лометрическому составу груза и скорости движения ленточно-кол& конвейера. Кроме того, из расчета на прочность должны быть о преде материал, масса и момент инерции лопастного колеса. По сгатическс рактеристике предварительно с учетом коэффициента запаса выбир; электродвигатель, упругая муфта и редуктор привода.

(

Только после этого можно приступить к динамическому расчету и проверке основных параметров, которые выполняются в следующем порядке.

1. Определяется приведенный к валу электродвигателя' момент инерции Л-

2. Определяется потребный момент инерции лопастного колеса Л по формуле (19) и полученное значение сравнивается с моментом терции, ¡айденным из условия расчета его на прочность. Из этих двух значений выбирается наибольшее. При этом если требуется увеличить момент инерции колеса по условию обеспечения заданной неравномерности вращения, го это следует делать за счет увеличения масс лопастей. В этом случае приводится также выбирать электродвигатель с соответствующей повышенной мощностью и сделать перерасчет по п. 1.

3. При возможности выбора стандартных упругих муфт с различными гоэффнциенгами жесткости устанавливается коэффициент жесткости муф-гы по формуле (21) из условия минимизации собственной массы лопастно-~о колеса.

4. Если выполняется п.З, то момент инерции лопастного колеса следу-!т пересчитать по формуле (22).

5. Рассчитывается максимальный угол закручивания упругого элемен-■а муфты и это значение сравнивается с допускаемым. Если угол закручи-шшя превышает допускаемое значение, то жесткость муфты должна быть говышена. В противном случае наступит разрушение упругой муфты.

6. Определяются собственные частоты колебаний лопастного пере-ружателя и устанавливается режим колебаний путем сравнения наимень-ией собственной частоты с частотой вынуждающей силы (основной тон), Три этом должен обеспечиваться дорезонансный режим работы. Если это словие нарушается, то для повышения собственной частоты следует уве-мчить коэффициент жесткости упругой муфты. В этом случае расчет па-1аметров перегружателя по п.2-6 повторяется.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации решена крупная научная проблема разработки методо расчета и проектирования ленточно-колесных конвейеров и устройства дл их безударной загрузки, обеспечивающих снижение динамических натру зок, повышение долговечности узлов и деталей, а также увеличение скорс ста движения и производительности конвейеров, что имеет важное народ но-хозяйсгвенное значение для горного машиностроения.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие основны выводы и обобщения:

1. Установлено, что периодические приращения натяжения гяговы цепей ленточно-колесного конвейера, обусловленные действием центре бежных сил инерции ходовых опор при огибании ими концевых звездоче] вызывают поперечные параметрические колебания цепей. Анализ устойч1 вости полученных уравнений поперечных колебаний цепей позволил опр< делить области устойчивости малых колебаний (рабочий режим) и пар! метрического резонанса в зависимости от параметров конвейера. При это натяжение тяговых цепей не должно быть менее амплитудного значен» центробежной силы инерции ходовой опоры, приходящейся на одну вел цепи.

2. При поочередной установке опорных траверс и ходовых опор ленточно-колесном конвейере возникают поперечные колебания сам* траверс на нижней ветви конвейера. Получено уравнение поперечных к» лебаний траверсы и определены области устойчиво малых и резонанснь колебаний, анализ которых показал, что для исключения резонансных о стояний необходимо дополнительное увеличение натяжения тяговых цеш на 10-30% по сравнению с ленгочно-колесным конвейером в обычном и полнении.

3. При значительных натяжениях тяговых цепей причиной параме рических резонансных колебаний цепей становится пульсирующая пр дольная скорость движения цепей, обусловленная кинематикой зацеплен] цепей со звездочками. Получено уравнение поперечных колебаний цепей форме уравнения, Матье, анализ которого, проведенный по диаграмме Ай са-Стретта применительно к параметрам ленточно-колесных конвейере позволил установить узловые точки, в области которых наступает параме рический резонанс, на основании этого найдена аналитическая завис мость, определяющая условия резонанса.

4. Получены уравнения продольных перемещений тяговых цепе исследование которых позволило установить то, что продольные деформ ции цепей, вызываемые действием центробежных сил инерции ходов!

опор происходят в дорезонансном режиме и пренебрежимо малы в сравнении с удлинением цепей за счет выборки провеса в пролетах между опорами. Анализ уравнений для определения удлинения цепей за счет выборки провеса показал, что и при небольшой длине конвейера обе концевые станции контура с ходовыми опорами должны выполняться как подвижно-натяжные для исключения схода цепей со звездочек. Так, при шаге расстановки ходовых опор 4 м и более соскакивание цепей со звездочек для горизонтально установленного конвейера может начинаться при длине контура свыше 30 м.

5. С целью значительного повышения допускаемой скорости движения ленточно-колесных конвейеров при установке их на отвалообразовате-лях и перегружателях разработан высокоскоростной ленточно-колесный конвейер (A.c. 516583), в котором ходовые опоры снабжены дополнительными катками , а верхние и нижние направляющие замкнуты на концевых станциях переходными участками, воспринимающими центробежные силы инерции ходовых опор. Испытания действующей модели высокоскоростного ленточно-колесного конвейера, проведенные в лабораторных условиях, показали возможность увеличения скорости движения до 5 м/с.

6. Проведен динамический анализ высокоскоростного ленточно-колесного конвейера и получены формулы для определения перемещений дополнительных катков на упругих элементах и динамических реакций на катки.

7. Разработана методика определения оптимального числа приводных контуров-с ходовыми опорами и их параметров, включающая алгоритм и программу решения задачи на ЭВМ.

8. С целью повышения допускаемого угла наклона разработана конструкция крутонаклонного конвейера (A.c. 1613396), основной отличительной особенностью которого является размещение прижимных элементов и прижимных лент на ходовых опорах, что позволяет исключить известные недостатки крутонаклонных конвейеров с прижимными лентами, связанные со стационарным расположением прижимных элементов вдоль трассы конвейера. Лабораторные испытания отдельной секции такого конвейера подтвердили возможность увеличения угла наклона до 40-45°.

9. Предложен и разработан пространственный сферический шарнир-но-стержневой механизм для управления прижимными элементами на концевых станциях крутонаклонного ленточно-колесного конвейера. Проведено кинематическое исследование предложенного механизма и получены зависимости, необходимые для расчета и проектирования как самих прижимных механизмов, так и копирных направляющих. Полученные зависимости были проверены на лабораторной модели ходовой опоры с механиз-

мом управления прижимными элементами.

10. Разработан специальный лопастный перегружатель (А.с. 440493) для обеспечения безударной загрузки ленгочно-колесных конвейеров крупнокусковыми горными грузами. Установлено, что при использовании жесткой муфты в приводе регулирование степени неравномерности вращения колеса следу ет осуществлять с помощью маховика, устанавливаемого на наиболее быстроходном валу привода, а в случае использования упругой муфты в приводе - за счет увеличения момента инерции лопастного колеса (главным образом за счет увеличения масс лопастей).

11. На основании исследований динамики предлагаемого лопастного перегружателя получены формулы для определения момента инерции маховика (при жесткой муфте в приводе) и потребного момента инерции лопастного колеса (при упругой муфте в приводе) из условия обеспечения заданной степени неравномерности вращения лопастного колеса. Разработана методика динамического расчета перегружателя.

Технико-экономические расчеты, проведенные в раде работ, показывают существенные преимущества ленгочно-колесных конвейеров в сравнении с другими видами транспорта.

Оценка экономической эффективности конвейерного транспорта в сравнении с железнодорожным и автомобильным показывает, что в ряде случаев конвейерные системы оказываются более дорогими по капитальным вложениям. Тем не менее, даже если капитальные затраты на создание конвейерной системы и превышают на 10-15 % капитальные затраты на другой вид транспорта, то, как правило, более низкие эксплуатационные расходы оправдывают применение конвейеров.

Использование результатов исследований динамики базовой модели ленточно-колесного конвейера будет способствовать не только расширению применения таких конвейеров, но и увеличению сроков службы цепей, ходовых опор и концевых звездочек конвейера.

Высокоскоростной ленточно-колесный конвейер с дополнительными катками позволяет исключить дробление породы (и связанные с ним расходы) перед поступлением грузопотока на отвалообразователь.

Крутонаклонный ленточно-колесный конвейер с прижимными лентами и подвижными прижимными рычагами даст значительный экономический эффект за счет сокращения объемов горно-капитальных работ при строительстве транспортных траншей.

Применение лопастного перегружателя для безударной загрузки лен-точно-колесных конвейеров крупнокусковыми грузами обеспечивает возможность существенного повышения срока службы грузонесущей ленты конвейера (составляющей 30-35% стоимости конвейера).

Следует отметить и экологические преимущества конвейерного транспорта. При работе горной техники вообще и транспортировании автосамосвалами по карьерным дорогам и отвалам в частности выделяется огромное количество пыли (обладающей нередко токсичными свойствами), частично остающейся в карьере, частично оседающей в прилегающей к карьеру зоне с радиусом в десятки километров.

Ленточно-колесные конвейеры открывают возможность для перехода на наиболее совершенную и эффективную циклично-поточную и поточную технологию разработки месторождений со скальными горными породами и рудами. Кроме того, такие конвейеры могут бьггь высокоэффективными средствами непрерывного транспорта и в других отраслях народного хозяйства, например, в металлургической промышленности, строительстве, в возведении каменно-набросных плотин и т.д.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ АВТОРА:

I Отдельные издания:

1. Мулухов К. К. Ленточно-колесные конвейеры. Монография - Владикавказ.: Терек, 2000, 137 с.

2. Мулухов К.К Транспортные машины на горных предприятиях США. -М: Недра, 1981, 192 с.

IIВ центральной печати:

3. Мулухов К.К., Пухов Ю.С., Спиваковский А.О. Лопастный питатель конвейера, A.c. 440493 СССР. БИ № 31,1974.

4. Мулухов К. К. Устройство для загрузки ленточного конвейера, А. с. 440492 СССР. БИ№ 31, 1974.

5. Мулухов К.К. Динамический анализ внешней неуравновешенности одномассных вибрационных питателей. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, вып. 1. - М: Недра, 1974, с. 277- 285.

6. Гончаревич И.Ф., Мулухов К.К. Особенности расчета и проектирования мощных вибропитателей. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, вып. 1. - М.: Недра, 1974, с. 267 - 277.

7. Мулухов К.К. Сравнение различных типов питателей для загрузки ленточных конвейеров крупнокусковыми грузами. Научные труды МГИ. -М„ МГИ, 1975, с. 129 - 134.

8. Мулухов К.К, Пухов Ю.С. Устройство для безударной загрузки ленточных конвейеров крупнокусковыми грузами. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт; вып. 2. -М.: Недра, 1975, с. 147 -151.

9. Мулухов К.К. Крутонаклонный ленточный конвейер. A.c. 468842, СССР, Б.И. № 16, 1975.

10. Мулухов K.K. Устройство для торможения и разгона ходовых роликов конвейера. А. с. 464492 СССР. БИ № 11, 1975.

11. Мулухов К.К. Загрузочное устройство для конвейеров. A.c. 490939 СССР. БИ№ 41,1975.

12. Спиваковский А.О., Мулухов К.К. и др. Ленточный конвейер для крупнокусковых грузов. A.c. 490730 СССР. БИ № 41,1975.

13. Мулухов К.К. Ленточный конвейер, A.c. 516583 СССР. БИ № 21,

1976.

14. Мулухов К.К. Крутонаклонный ленточно-тележечный конвейер с прижимной лентой. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, вып. 3. - М.: Недра, 1977, с. 177 -180.

15. Мулухов К.К. Особенности расчета и проектирования высокоскоростных ленточно-тележечных конвейеров. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, вып. 4. - М.: Недра, 1977, с. 68 - 71.

16. Mulukhov К.К. High efficiency Soviet belt conveyor handles bulky run-of-mine ores. Engineering and Mining Journal, October, 1977, USA, p. 106 -108.

17. Мулухов К.К Ленточно-тележечный конвейер. А. с. 602429 СССР. БИ№14,1978.

18. Мулухов К.К., Пухов Ю.С. Способ загрузки ленточного конвейера. А. с. 779197, СССР, Б.И. № 42,1980.

19. Мулухов К.К Крутонаклонный ленточный конвейер. A.c. 810567 СССР. БИ № 9,1981.

20. Мулухов К.К Повышение скорости движения ленточно-тележечных конвейеров. В кн.: Тезисы Всесоюзной конференции. - М.: МВТУ им. Н.Э.Баумана, 1981, с. 40-41.

21. Мулухов К.К. Погрузочные и разгрузочные пункты конвейерных установок на открытых разработках. В кн.: Ленточные конвейеры в горной промышленности, (под ред. Спиваковского А.О.). - М.: Недра, 1982, с. 155 -162.

22. Мулухов К.К. Крутонаклонный ленточный конвейер. A.c. 1348621 СССР БИ№ 40, 1987.

23. Мулухов К.К Крутонаклонный ленточный конвейер, A.c. 1348621 СССР. БИ № 40,1987.

24. Мулухов К.К. Крутонаклонный ленточный конвейер для крупнокусковых грузов. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, вып. 11. - М.: Недра, 1990, с. 173 -180.

25. Мулухов К.К Крутонаклонный ленточный конвейер. A.c. 1613396 СССР. БИ№ 46.1990.

26. Мулухов К.К. Ленточно-колесные конвейеры вместо карьерного

автомобильного транспорта. В сб.: Безопасность и экология горных территорий. Тезисы докладов на Международной конференции. - Владикавказ, 1995.

III В местной печати:

27. Мулухов К.К. Ленточно-тележечный конвейер для транспортирования крупнокусковых грузов. Информационный листок № 37 - 76, ЦНТИ, Орджоникидзе, 1976.

28. Мулухов К.К., Пухов С. Высокоскоростной ленточно-тележечный конвейер. В кн. Машиностроение. Точность и конструирование. - Орджоникидзе, 1979, с. 51-54.

29. Мулухов К.К Особенности динамического расчета ленточно-тележечных конвейеров. В кн.: Машиностроение. Точность и конструирование. - Орджоникидзе, 1979, с. 46 - 51.

30. Мулухов К.К. Высокоскоростной ленточно-тележечный конвейер для крупнокусковых горных грузов. Информационный листок № 47 - 80, ЦНТИ. - Владикавказ, 1980.

31. Мулу хов К.К Крутонаклонный ленточный конвейер для транспортирования крупнокусковых грузов. Информационный листок № 81-88, Владикавказ, ЦНТИ, 1988.

32. Мулухов К.К. Расчет оптимальных параметров ленточного конвейера с промежуточным приводами. В сб. Тезисы докладов на научно-технической конференции, посвященной 50-летию Победы. СКГТУ, - Владикавказ, 1995, с. 53 - 55.

33. Мулухов К.К. Методика оптимального проектирования многоприводных ленточных конвейеров. - Владикавказ, Труды СКГТУ, вып. 2. 1996, с. 51-57.

34. Мулухов К.К. Динамический анализ высокоскорсгного ленточно-колесного конвейера. - Владикавказ, Труды СКГТУ, вып. 3. 1997, с. 179 -183.

35. Мулухов К.К., Джимиев И.А. Расчет мощных лопастных перегружателей. - Владикавказ, Труды СКГТУ, вып. 3. 1997, с. 175 - 179.

36. Мулухов К.К Исследование динамики ленточно-колесных конвейеров. - Владикавказ, Труды СКГТУ, вып. 4.1998, с. 63 - 69.

37. Мулухов К.К. Особенности динамического расчета ленточно-колесных конвейеров. - Владикавказ, Труды СКГТУ, вып.7. 2000, с.266-270.

38. Мулухов К. К Исследование поперечных колебаний тяговых цепей ленточно-колесных конвейеров. - Владикавказ, Труды СКГТУ, вып.7. 2000, с.270-274.

Стр.

Введение 4

Глава I. Конвейерный транспорт для крупнокусковых горных грузов.

Состояние вопроса и анализ горнотехнических условий применения 7

1. Назначение и требования к конвейерному транспорту при органи- зации циклично-поточного и поточного производства на месторождениях со скальными и полускальными породами и рудами 7

2. Краткая характеристика горных грузов и подготовка горной массы к выемке и транспортированию У7

2.1. Характеристика горных грузов п

2.2. Подготовка горной массы к выемке и транспортированию 19

3. Схемы конвейерного транспорта при открытой разработке крепких горных пород и руд 25

4. Конвейерный транспорт для крупнокусковых горных грузов 43

4.1. Ленточные конвейеры для крупнокусковых грузов 43

4.2. Конвейерные поезда 52

4.3. Ленточно-колесный конвейер 57

5. Загрузочные устройства ленточных конвейеров для крупнокуско- вых горных грузов 64

5.1. Подбункерные питатели еч

5.2. Перегрузочные устройства для безударной загрузки конвей- еров 78

6. Выводы 90

Глава II. Экспериментальные исследования и опыт промышленной эксплуатации первых образцов ленточно-колесных конвейеров 92

1. Экспериментальные исследования первого опытно- промышленного образца ленточно-колесного конвейера 92

2. Опыт промышленной эксплуатации первых конвейерных комплек-

Стр. сов с ленточно-колесными конвейерами /ОУ

3. Выводы и постановка задач исследований 102

Глава III. Исследование динамики ленточно-колесных конвейеров НО

1. Общее описание динамических процессов НО

2. Исследование поперечных колебаний тяговых цепей контура с хо- довыми опорами 112

2.1. Исследование поперечных параметрических колебаний, вы- зываемых периодическим действием центробежных сил инерции хо- довых опор 112

2.2. Особенности динамического расчета ленточно-колесного конвейера с поочередной установкой катков на ходовых опорах 121

2.3. Исследование поперечных параметрических колебаний, обусловленных пульсирующей продольной скоростью движения цепей 125

3. Исследование продольных колебаний тяговых цепей контура с хо- довыми опорами 135

3.1. Составление характеристических уравнений колебаний и анализ условий возникновения резонансных состояний 133

3.2. Определение продольных перемещений соединительных це- пей на нижней ветви контура с ходовыми опорами 146

4. Выводы /53

Глава IV. Исследование возможностей повышения скорости движе- ния ленточно-колесных конвейеров и динамический анализ высоко- скоростного ленточно-колесного конвейера с дополнительными кат- ками 155

1. Исследование возможностей повышения скорости движения лен- точно-колесных конвейеров для отвалообразователей и транспортно- отвальных мостов 155

63 /7У

2. Общее устройство и принцип действия высокоскоростного ленточно-колесного конвейера с дополнительными катками

3. Динамический анализ высокоскоростного ленточно-колесного конвейера

4. Выводы

Глава V. Исследование возможностей увеличения угла наклона подъемных ленточно-колесных конвейеров и определение параметров крутонаклонного ленточно-колесного конвейера с подвижными прижимными элементами

1. Исследование возможностей увеличения угла наклона подъемных ленточно-колесных конвейеров

2. Определение основных параметров механизма управления прижимными рычагами крутонаклонного ленточно-колесного конвейера

3. Методика оптимального проектирования многоприводных подъемных ленточно-колесных конвейеров

4. Выводы

Глава VI. Исследование динамики и установление основных параметров лопастного перегружателя для безударной загрузки ленточно-колесных конвейеров

1. Исследование динамики лопастного перегружателя с жесткой компенсирующей муфтой в приводе

1.1. Определение собственной частоты крутильных колебаний перегружателя и условий возникновения резонансных состояний 205

1.2. Исследование уравнения движения лопастного перегружателя и ограничение неравномерности вращения лопастного колеса £?//

2. Исследование динамики лопастного перегружателя с упругой муфтой в приводе 228

2.1. Особенности расчетной схемы и составление системы урав

72

72

187 194

204

205

36 * нений движения перегружателя 22&

2.2. Исследование влияния упругости муфты на степень нерав- номерности вращения лопастного колеса и определение рациональ- ного места установки дополнительной маховой массы 234

2.3. Решение характеристических уравнений и определение соб- ственных частот колебаний 233

2.4. Исследование уравнений движения и определение основных параметров перегружателя 2ВЧ

2.5. Методика динамического анализа лопастного перегружателя 238

3. Выводы 240

Актуальность работы. В настоящее время на открытых разработкахны ежегодно добывается около 10 млрд. т горной массы, из них полу скальные и скальные породы составляют по угольным месторождениям 15 %; железорудным месторождениям 85 %; коренным месторождениям цветных металлов 95 %; месторождениям горнохимического сырья 90 %; месторождениям нерудных ископаемых 90 %.

В процессе разработки полускальных и скальных горных пород занято большое количество горнотранспортного оборудования. Однако степень использования его составляет всего 40 - 60 % вследствие цикличности производства, сложности организации и управления технологическим процессом, наличия немеханизированных и маломеханизированных операций Й ].

Наибольшее распространение в качестве средств поточного транспорта получили ленточные конвейеры. Высокая производительность, малая энергоемкость, возможность полной автоматизации транспортных процессов и экологическая чистота делают этот вид транспорта наиболее эффективным для предприятий с большим грузооборотом.

Вместе с тем ленточные конвейеры в обьгчном исполнении не приспособлены к перемещению горных грузов с кусками, имеющими размеры свыше 300 мм. Это связано с тем, что при перекатывании ленты с грузом по роликоопорам на них передаются динамические ударные нагрузки, вызывающие их разрушение. Использование амортизирующих роликоопор, гибкого канатного става, уменьшение шага расстановки роликоопор, увеличение натяжения ленты - все эти известные средства снижения динамических нагрузок недостаточно эффективны, хотя и позволяют увеличить допускаемую крупность кусков до размеров 400 - 500 мм.

Анализ гранулометрического состава горной массы, подготовленной буровзрывным способом, показывает, что выход негабаритных кусков вследствие природной слоистости и трещиноватости составляет такой удельный объем, который требует применения дробильных агрегатов или комбинированного автомобильно-конвейерного транспорта, что существенно увеличивает стоимость транспортирования. Доля конвейерного транспорта в общем объеме перевозок все еще невелика и не превышает 5 - 7 %.

Перекатывание груженой ленты по стационарным роликоопорам полностью исключается в ленточно-колесном конвейере, который был разработан проф. Спива-ковским А.О. (кафедра транспортных машин и комплексов Московского горного института). Особенностью ленточно-колесного конвейера является то, что груженая ветвь ленты перемещается на ходовых опорах при свободном опирании ленты на траверсы ходовых опор.

Как показали опытно-промышленные испытания ленточно-колесный конвейер способен перемещать горную массу с кусками, имеющими размеры 1000 - 1200 мм и более. Выход негабарита после проведения буровзрывных работ при этом не превышает 2 - 3 %, что исключает применения дорогостоящих дробильных агрегатов или дополнительного автомобильного транспорта.

Помимо основного преимущества ленточно-колесного конвейера - способности перемещать крупнокусковые грузы - в сравнении с обычными ленточными конвейерами он обладает и следующими дополнительными достоинствами:

- практически исключается износ ленты конвейера от воздействия груза на линейной части конвейера;

- уменьшается сопротивление движению конвейера;

- на 3 - 4 градуса увеличивается допускаемый угол наклона подъемных конвейеров;

- устраняется измельчение груза на конвейере, что имеет значение для угля, флюсов, железной руды и т.д.;

- существенно уменьшается влаговыделение при наличии в транспортируемой массе тиксотропных материалов.

Однако ленточно-колесные конвейеры имеют и недостатки, связанные, главным образом, с динамическими процессами, сопровождающими движение контура с ходовыми опорами на концевых участках. При огибании концевых звездочек на соединительные цепи передаются значительные динамические нагрузки, вызываемые действием центробежных сил инерции ходовых опор. Кроме того, происходит изменение направления вращения ходовых катков при переходе с верхних направляющих на нижние и наоборот. Как показали опытно-промышленные испытания, скорость движения ленточно-колесного конвейера не должна превышать 0,8 - 1,0 м/с. Следует отметить, что и такие значения предельных скоростей движения могут в определенных случаях оказаться недопустимо большими вследствие возникновения резонансных состояний при продольных или поперечных колебаниях цепей, вызываемых периодическими действиями центробежных сил инерции ходовых опор, а также пульсирующим характером движения цепей, обусловленным кинематикой зацепления цепей с концевыми звездочками. Исследование динамики движения контура с ходовыми опорами позволяет установить условия, при которых возникают такие нежелательные резонансные состояния.

Успешная эксплуатация первых образцов конвейера послужила основанием для разработки и внедрения конвейерно-отвального комплекса с ленточно-колесными конвейерами на открытом руднике "Джанатас" горно-химического комбината "Кара-тау". Комплекс был изготовлен Ждановским заводом тяжелого машиностроения и включал полустационарные передаточные и подъемный ленточно-колесные конвейеры, а также отвальный ленточный конвейер и отвалообразователь. Таким образом, в состав комплекса вошли как ленточно-колесные конвейеры, так и ленточные конвейеры в обычном исполнении. Это потребовало установки дробильного агрегата между подъемным ленточно-колесным конвейером и отвальным ленточным конвейером, что, по существу, сводит на нет преимущество ленточно-колесных конвейеров|2-6],

Движение грузонесущей ленты на ходовых опорах создает благоприятные предпосылки для установки прижимных лент и управляемых прижимных рычагов на траверсах ходовых опор в крутонаклонном ленточно-колесном конвейере. Кроме того, контур с ходовыми опорами может выполнять роль промежуточного привода, что обеспечивает возможность бесперегрузочного подъема грузов одним конвейером из глубоких карьеров.

Эффективность применения ленточно-колесных конвейеров во многом зависит от условий подачи грузопотока на конвейерную ленту. Специальный лопастный перегружатель способен загружать ленточно-колесные конвейеры с минимально возможной высоты и со скоростью, близкой к скорости конвейера.

Вместе с тем ленточно-колесные конвейеры могут быть эффективным средством транспорта не только на горных предприятиях, но и в ряде других областей, например, в гидротехническом строительстве при возведении каменно-набросных плотин, в портах при загрузке и разгрузке барж и судов, а также при выполнении различных земляных работ, связанных с перемещением большого объема скальных и полускальных пород.

Целью работы является исключение резонансных колебаний тяговых цепей ленточно-колесного конвейера, благодаря определению рациональных параметров ленточно-колесного конвейера, и определение параметров лопастного перегружателя для безударной подачи крупнокусковых горных грузов на конвейерную ленту из условия обеспечения заданной степени неравномерности вращения лопастного колеса, а также разработка конструкций ленточно-колесных конвейеров, обеспечивающих существенное повышение скорости движения и угла наклона конвейера.

Идея работы заключается в рассмотрении параметрических поперечных и продольных колебаний тяговых цепей контура с ходовыми опорами, вызываемых как действием периодических центробежных сил инерции ходовых опор, так и пульсирующим характером изменения продольной скорости движения цепей в зависимости от шага расстановки ходовых опор, натяжения цепей и конструктивных особенностей ленточно-колесного конвейера.

Основные научные положения, разработанные лично соискателем:

1. Периодические приращения натяжения тяговых цепей ленточно-колесного конвейера, обусловленные действием центробежных сил инерции ходовых опор при огибании ими концевых звездочек, вызывают поперечные параметрические колебания цепей. Анализ устойчивости полученных уравнений поперечных колебаний цепей позволил определить области устойчивости малых колебаний (рабочий режим) и параметрического резонанса в зависимости от параметров конвейера. При этом натяжение тяговых цепей не должно быть менее амплитудного значения центробежной силы инерции ходовой опоры, приходящейся на одну ветвь цепи.

2. При поочередной установке опорных траверс и ходовых опор в ленточно-колесном конвейере возникают поперечные колебания самих траверс на нижней ветви конвейера. Получено уравнение поперечных колебаний траверсы и определены зоны устойчиво малых и резонансных колебаний, анализ которых показал, что для исключения резонансных состояний необходимо дополнительное увеличение натяжения тяговых цепей на 10-30% по сравнению с ленточно-колесным конвейером в обычном исполнении.

3. При значительных натяжениях тяговых цепей причиной параметрических резонансных колебаний цепей может стать пульсирующая продольная скорость движения цепей, обусловленная кинематикой зацепления цепей со звездочками. Получено уравнение поперечных колебаний цепей в форме уравнение Матье, анализ которого, проведенный по диаграмме Айнса-Стретта применительно к параметрам ленточ-но-колесных конвейеров, позволил установить узловые точки, в области которых наступает параметрический резонанс, на основании этого найдена аналитическая зависимость, определяющая условия резонанса.

4. Получены уравнения продольных перемещений тяговых цепей, исследование которых позволило установить, что продольные деформации цепей, вызываемые действием центробежных сил инерции ходовых опор, происходят в дорезонансном режиме и пренебрежимо малы в сравнении с удлинением цепей за счет выборки провеса в пролетах между опорами. Анализ уравнений для определения удлинения цепей за счет выборки провеса показал, что и при небольшой длине конвейера обе концевые станции контура с ходовыми опорами должны выполняться как подвижно-натяжные для исключения схода цепей со звездочек. Так, при шаге расстановки ходовых опор 4 м и более, соскакивание цепей со звездочек для горизонтальныо установленного конвейера может начинаться при длине контура свыше 30 м.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждаются сходимостью результатов теоретических исследований с использованием методов классической механики, теории колебаний, математического анализа, с результатами экспериментальных исследований опытно-промышленного ленточно-колесного конвейера и лабораторных моделей высокоскоростного ленточно-колесного конвейера с дополнительными катками, секции крутонаклонного ленточно-колесного конвейера с управляемыми прижимными рычагами и лопастного перегружателя. По основным положениям даны численные примеры динамических расчетов.

Научное значение и новизна работы состоят:

- в установлении характера и причин поперечных колебаний тяговых цепей в пролетах между ходовыми опорами ленточно-колесного конвейера, вызываемых периодическими приращениями натяжения цепей от действия центробежных сил инерции ходовых опор и анализе устойчивости малых поперечных параметрических колебаний (рабочий режим) и областей параметрического резонанса;

- в установлении условий возникновения поперечных параметрических колебаний опорной траверсы в пролете между ходовыми опорами при поочередной установке опорных траверс и ходовых опор в ленточно-колесном конвейере;

- в определении характера и причин поперечных колебаний тяговых цепей, вызываемых пульсирующей продольной скоростью движения тяговой цепи, обусловленной кинематикой зацепления цепей с концевыми звездочками, и получении аналитической зависимости, устанавливающей условия параметрического резонанса;

- в определении зависимости продольных удлинений тяговых цепей за счет выборки провеса в пролетах между ходовыми опорами, позволяющей установить длины контуров с ходовыми опорами, для которых требуется использование подвижно-натяжных устройств на обеих концевых станциях с целью исключения соскакивания цепей со звездочек;

- в определении рационального места установки дополнительных маховых масс в лопастном перегружателе для безударной загрузки ленточно-колесных конвейеров в зависимости от применения жесткой или упругой муфты в приводе;

- в определении зависимостей для расчета потребных моментов инерции лопастного колеса или маховика из условия обеспечения заданной степени неравномерности вращения лопастного перегружателя.

Новизна работы подтверждена двенадцатью авторскими свидетельствами СССР на изобретения.

Практическая ценность работы заключается:

- в разработке конструкции и испытании в лабораторных условиях высокоскоростного ленточно-колесного конвейера с дополнительными катками, допускающего увеличение скорости движения до 3 - 5 м с"1, что обеспечивает возможность установки ленточно-колесных конвейеров на отвалообразователях и транспортно-отвальных мостах и исключить при этом дорогостоящее дробление пород в дробильных агрегатах;

- в получении расчетных формул для определения перемещений дополнительных катков на упругих элементах и динамических реакций на катки;

- в разработке методики определения оптимального числа приводных контуров с ходовыми опорами и их параметров, включающей алгоритм и блок-схему решения задачи на ЭВМ;

- в разработке конструкции крутонаклонного ленточно-колесного конвейера с подвижными управляемыми прижимными рычагами и прижимными лентами, закрепленными на ходовых опорах, которая позволяет увеличить угол наклона подъемного конвейера до 40 - 45 ° и дает значительный экономический эффект за счет сокращения объемов горно-капитальных работ при строительстве транспортных траншей и уменьшения длины конвейера;

- в разработке конструкции и испытании в лабораторных условиях пространственного сферического шарнирно-рычажного механизма для управления прижимными рычагами на концевых станциях крутонаклонного ленточно-колесного конвейера, который позволяет применить плоские копирные направляющие и не ограничивает скорость движения конвейера;

- в разработке конструкции и испытании в лабораторных условиях специального лопастного перегружателя для безударной загрузки ленточно-колесных конвейеров крупнокусковыми горными грузами со скоростью, близкой к скорости движения конвейера, и исключающей заклинивание кусков скальных грузов между лопастями и направляющим лотком.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Основные положения работы и рекомендации по расчету, определению параметров и проектированию ленточно-колесных конвейеров приняты к использованию: институтами "Кавказцветметпроект", "Югцветметавтоматика"(г ВлсхОик-сж^а^); ОАО ЗНИИЛТМАЫ '¿, "¿громт^ансНИИп0оемгт "Гг. Моск&а).

Ленточно-колесныи конвейер и лопастный перегружатель для крупнокусковых горных грузов, защищенные авторскими свидетельствами на изобретения, включены в план разработки и внедрения новой техники на Садонском свинцово-цинковом комбинате.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Всесоюзной конференции "Проблемы повышения надежности и долговечности и совершенствования методов эксплуатации подъемно-транспортной техники", МВТУ им. Н.Э.Баумана, 1981; на Международной конференции "Безопасность и экология горных территорий", г. Владикавказ, 1995; на объединенном заседании кафедры технологических машин и оборудования, кафедры технологии разработки месторождений и кафедры деталей машин СКГТУ, 2000 ; на заседании кафедры горной механики и транспорта Московского горного университета, 2000; на ежегодных научно-технических конференциях СКГТУ (ранее СКГМИ) 1975 - 2000.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 38 публикациях автора, в числе которых 2 монографии, 12 изобретений, 24 статьи.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, приложения изложенных на 265 страницах с 61 рисунками, 7 таблицами. Библиография содержит 136 наименований отечественных и зарубежных работ.

3. Выводы.

1. При перегрузке крупнокусковых горных грузов на лопастное колесо передаются значительные динамические нагрузки, обусловливающие неравномерность его вращения, которая является причиной повышенного износа конвейерной ленты.

2. Обеспечение заданного коэффициента неравномерности вращения лопастного колеса может потребовать введения дополнительных маховых масс. При использовании жесткой муфты в приводе перегружателя регулирование коэффициента неравномерности вращения лопастного колеса целесообразно осуществляется за счет установки маховика на быстроходном валу привода, а при

- наличии упругой муфты в приводе - за счет увеличения момента инерции лопастного колеса (преимущественно за счет увеличения масс лопастей).

3. На основании динамического анализа специального лопастного перегружателя получены формулы для определения момента инерции маховика при применении жесткой муфты в привода и потребного момента инерции лопастного колеса при применении упругой муфты в приводе из условия обеспечения заданного коэффициента неравномерности вращения лопастного перегружателя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Опытно-промышленные испытания первых образцов ленточно-колесных конвейеров подтвердили их способность транспортировать крупнокусковые скальные породы и руды с размерами кусков до 1200-1500 мм, что позволяет исключить дорогостоящее вторичное дробление пород и руд в дробильных агрегатах и существенно повысить производительность труда. Вместе с тем эксплуатация конвейеров нового типа в промышленных условиях поставила ряд вопросов, связанных главным образом с неизученностью динамических процессов, сопровождающих работу ленточно-колесных конвейеров. Так, при определенных сочетаниях параметров конвейеров возникали недопустимо большие поперечные и продольные колебания тяговых цепей на нижний ветви контура с ходовыми опорами. При этом колебания заметно возрастают при приближении ходовых опор к концевым звездочкам. Поперечные колебания ветвей тяговых цепей в пролетах между опорами обуславливают ударное вхождение цепей в зацепление со звездочками. Колебания тяговых цепей могут не только увеличивать динамические нагрузки и шум при взаимодействии цепей со звездочками, но и приводить к нарушению нормального зацепления цепей со звездочками, а в отдельных случаях и к соскакиванию цепей со звездочек и возникновению аварийных ситуаций.

Эффективность эксплуатации ленточно-колесных конвейеров во многом определяется условиями загрузки. Подача крупнокусковых горных грузов должна осуществляться с минимально возможной высоты и со скоростью, близкой к скорости конвейера. Таким требованиям в наибольшей степени отвечают вибрационные питатели, однако они не могут использоваться при наличии липких фракций в грузе, и, кроме того, скорость виброперемещения грузопотока на питателе может быть недостаточно высокой.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования ленточно-колесных конвейеров, а также лопастного перегружателя для безударной загрузки позволили обосновать следующие научные положения (п. 1-4), а также сделать научные и практические выводы и рекомендации:

1. Одной из причин поперечных колебаний тяговых цепей в пролетах между ходовыми опорами являются периодические приращения натяжения цепей, вызываемых действием центробежных сил инерции ходовых опор при огибании ими концевых звездочек. Эти поперечные колебания относятся к параметрическим колебаниям и становятся недопустимыми в случае возникновения резонансных состояний. Полученное уравнение колебаний имеет форму известного в теории колебаний уравнения Матье. Анализ устойчивости решений уравнения поперечных колебаний цепей позволил определить области устойчиво малых поперечных колебаний (рабочий режим) и области параметрического резонанса. При этом натяжение тяговых цепей контура с ходовыми опорами не должны быть менее амплитудного значения центробежной силы инерции ходовой опоры, приходящейся на одну ветвь цепи.

2. Поочередная установка опорных траверс и ходовых опор в ленточно-колесном конвейере обеспечивает снижение собственной массы движущихся частей конвейера, но при этом появляется опасность возникновения поперечных параметрических колебаний опорной траверсы в пролете между ходовыми опорами. Получено уравнение поперечных параметрических колебаний траверсы и определены зоны устойчиво малых и резонансных колебаний. Анализ решений уравнения колебаний траверсы показал, что при использовании поочередной установки траверс и ходовых опор для исключения резонансных состояний может потребоваться дополнительное увеличение натяжения тяговых цепей на 10-30% по сравнению с ленточно-колесным конвейером в обычном исполнении (п.1).

3. Другой причиной возникновения поперечных параметрических колебаний тяговых цепей в пролетах между ходовыми опорами является пульсирующая продольная скорость движения цепей, обусловленная кинематикой зацепления цепей с концевыми звездочками. Полученное уравнение поперечных параметрических колебаний в данном случае имеет форму уравнения Матье. Графический анализ устойчивости малых и резонансных колебаний, проведенный по известной диаграмме Айнса-Стретта, применительно к параметрам ленточно-колесных конвейеров позволил установить узловые точки, в области которых наступает состояние параметрического резонанса. На основании этого получена аналитическая зависимость, определяющая условия параметрического резонанса.

4. Исследование продольных колебаний тяговых цепей контура с ходовыми опорами позволило получить уравнения продольных колебаний нижней ветви контура в зависимости от типа натяжного устройства и места его установки. На основании решения характеристических уравнений получены собственные частоты колебаний нижней ветви контура с ходовыми опорами, сравнение которых с частотами возмущающей силы от периодического действия центробежных сил инерции ходовых опор на концевых звездочках подтвердило то, что указанные продольные колебания происходят в дорезонансном режиме. Решение уравнений колебаний цепей показывают, что деформации самой цепи от сил инерции ходовых опор пренебрежительно малы в сравнении с удлинением цепи за счет выборки провеса в пролетах между опорами. Получены зависимости для определения удлинения тяговых цепей контура с ходовыми опорами за счет выборки провеса в пролетах между опорами, анализ которых показал, что эти удлинения могут приводить к соскакиванию цепей со звездочек и при небольших длинах конвейера, в том случае если контур с ходовыми опорами выполнен с одним концевым натяжным устройством. Так, при шаге расстановки ходовых опор 4 м и более для горизонтально установленного конвейера сход цепей со звездочек может начинаться при длине контура с ходовыми опорами свыше 30 м. В этом случае обе концевые станции со звездочками должны выполняться как подвижно-натяжные.

5. Как показали опытно-промышленные испытания, скорость движения ленточно-колесных конвейеров в обычном исполнении не может превышать 0,8-1,0 м • с"1 , что связано в основном с действием центробежных сил инерции ходовых опор на концевых участках. Вместе с тем оснащение отвалообразователей и перегружателей ленточно-колесными конвейерами требует повышения скорости движения до 3-5 м/с. С этой целью был разработан высокоскоростной ленточно-колесный конвейер (A.c. 516583), в котором ходовые опоры снабжены дополнительными катками, а верхние и нижние направляющие замкнуты на концевых станциях переходными участками, воспринимающими центробежные силы инерции ходовых опор. При этом соединительные органы ходовых опор разгружаются от действия указанных сил инерции. Испытания действующей модели высокоскоростного ленточно-колесного конвейера, проведенные в лабораторных условиях, показали возможность увеличения скорости движения до 5 м/с.

6. Движение ходовых опор на концевых станциях высокоскоростного ленточно-колесного конвейера происходит при одновременном перемещении дополнительных катков по переходным участкам направляющих и соединительного органа опор на звездочке или барабане. Такое двойное, центрирование является причиной перенапряжения и поломок узлов крепления ходовых опор к соединительному органу или дополнительных катков. Для исключения указанного состояния крепления соединительного органа с ходовыми опорами выполняются с компенсирующим зазором в радиальном направлении, а дополнительные катки подпружинены к направляющим с помощью упругих элементов. На основании динамического анализа уравнений движения ходовых опор на концевых станциях получены формулы для определения перемещений дополнительных катков на упругих элементах и динамических реакций на катки.

7. Для обеспечения бесперегрузочного транспортирования контур с ходовыми опорами может выполнять, как известно, роль промежуточного привода. При проектировании таких многоприводных конвейеров возникает вопрос об установлении оптимального числа отдельных приводных контуров. Разработана методика определения оптимального числа приводных контуров и их параметров, включающая алгоритм и программу решения задачи на ЭВМ.

8. С целью повышения допускаемого угла наклона разработана конструкция крутонаклонного конвейера (A.c. 1613396), основной отличительной особенностью которого является размещение прижимных элементов и прижимных лент на ходовых опорах, что позволяет исключить известные недостатки крутонаклонных конвейеров с прижимными лентами, связанные со стационарным расположением прижимных элементов вдоль трассы конвейера. Лабораторные испытания отдельной секции такого конвейера подтвердили возможность увеличения угла наклона до 40-45°.

9. Предложен и разработан пространственный сферический шарнирностержневой механизм для управления прижимными элементами на концевых станциях крутонаклонного ленточно-колесного конвейера. Использование такого механизма позволяет установить плоские копирные направляющие

5ы вместо спиралевидных, применение которых было^е только крайне затруднено в данном случае, но и существенно ограничивало бы скорость движения конвейера. Проведено кинематическое исследование предложенного механизма и получены зависимости, необходимые для расчета и проектирования как самих прижимных механизмов, так и копирных направляющих. Полученные зависимости были проверены на лабораторной модели ходовой опоры с механизмом управления прижимными элементами.

10. Одной из основных причин, сдерживающих распространение ленточно-колесных конвейеров, является отсутствие загрузочного устройства, обеспечивающего подачу груза на ленту конвейера с минимально возможной высоты (100-150 мм), формирующего грузопоток в поперечном сечении в форме, соответствующей желобчатой форме грузонесущей ленты, и сообщающей грузопотоку скорость, близкую к скорости конвейера, при транспортировании горных грузов, содержащих как крупные куски, так и липкие фракции, что характерно для перемещения вскрышных пород. Этим требованиям отвечает специальный лопастный перегружатель (А.с. 440493), в котором также исключается заклинивание кусков скальных грузов между лопастями и направляющим лотком. Создана и прошла лабораторные испытания модель лопастного перегружателя.

11. При перегрузке крупнокусковых горных грузов на лопастное колесо передаются значительные динамические нагрузки, обусловливающие неравномерность его вращения, что вызывает износ конвейерной ленты, вследствие колебания скорости подачи грузопотока на ленту конвейера. Обеспечение заданного коэффициента неравномерности вращения лопастного колеса может потребовать введения дополнительных маховых масс. При этом, если в приводе перегружателя установлена жесткая муфта, то регулирование степени неравномерности вращения колеса следует осуществлять с помощью маховика, устанавливаемого на наиболее быстроходном валу привода, а в случае использования упругой муфты в приводе - за счет увеличения момента инерции лопастного колеса (главным образом за счет увеличения масс лопастей).

12. На основании исследований динамики предлагаемого лопастного перегружателя получены формулы для определения момента инерции маховика (при жесткой муфте в приводе) и потребного момента инерции лопастного колеса (при упругой муфте в приводе) из условия обеспечения заданной степени неравномерности вращения лопастного колеса. Разработана методика динамического расчета перегружателя.

Технико-экономические расчеты, проведенные в ряде работ, показывают существенные преимущества ленточно-колесных конвейеров в сравнении с другими видами транспорта.

Оценка экономической эффективности конвейерного транспорта в сравнении с железнодорожным и автомобильным показывает, что в ряде случаев конвейерные системы оказываются более дорогими по капитальным вложениям. Тем не менее, даже если капитальные затраты на создание конвейерной системы и превышают на 10-15 % капитальные затраты на другой вид транспорта, то, как правило, более низкие эксплуатационные расходы оправдывают применение конвейеров [15].

Наиболее полное технико-экономическое сопоставление ленточно-колесных конвейеров с различными видами транспорта, в том числе и комбинированных вариантов выполнено в работе - [135]. Эффективность использования ленточно-колесных конвейеров, транспортирующих крупнокусковую горную массу с максимальным размером куска 1.2 м, и ленточных конвейеров, перемещающих горную массу с размером куска до 0,4 м, сопоставлялась с учетом затрат на механическое дробление в линиях, составленных из ленточных конвейеров.

На горизонтальных линиях ленточные конвейеры обладают более высокими экономическими показателями, чем ленточно-колесные конвейеры при производительностях до 1000-1500 т/ч и расстоянии перемещения, превышающем 4-5 км.

С увеличением расстояния уменьшается влияние стоимости дробления пород на транспортные расхода. Кроме того, применение ленточно-колесных конвейеров с небольшими производительностями нерационально по той причине, что ширина ленты по грузопотоку существенно не используется, так как она определена по максимальной крупности куска и составляет не менее 1.6 м. В наклонных линиях область эффективного использования ленточно-колесных конвейеров сужается. Их предпочтительно применять в линиях длиной до 2-4 км в зависимости от производительности.

Проведенные расчеты показали, что при изменении производительности в диапазоне 1000-6000 т/ч и расстояниях перемещения до 1,5 км ленточно-колесные конвейеры обеспечивают снижение транспортных расходов на 1т-км до 35% в сравнении с ленточными конвейерами и дробильным агрегатом.

В работе [136] проведено сравнение различных видов транспорта для подъема руды на руднике "Центральный" объединения "Апатит". На рис. 7.1 графически показана подсчитанная зависимость стоимости транспортирования Сп от глубины Н рудника -"Центральный" для различных вариантов: 1 -полностью автомобильный транспорт БелАЗ-549 (базовый вариант); 2-е конвейерными штольнями с борта карьера; 3 - со штольни с борта карьера при использовании автосамосвалов; 4-е дополнительными рудоспусками и ленточно-колесными конвейерами, установленными в квершлагах.

Из графика рис. 7.1 видно, что наиболее экономичными вариантом является вариант с использованием ленточно-колесных конвейеров. Использование этого варианта экономически целесообразно начиная от глубины карьера 60 м и больше, срок окупаемости дополнительных капитальных затрат составляет 3,5 года с момента ввода комплекса по этому варианту в эксплуатацию.

Использование результатов исследований динамики базовой модели ленточно-колесного конвейера будет способствовать не только расширению применения таких конвейеров, но и увеличению сроков службы цепей, ходовых опор и концевых звездочек конвейера.

Высокоскоростной ленточно-колесный конвейер с дополнительными катками позволяет исключить дробление породы (и связанные с ним расходы) перед поступлением грузопотока на отвалообразователь.

Крутонаклонный ленточно-колесный конвейер с прижимными лентами и подвижными прижимными рычагами даст значительный экономический эффект за счет сокращения объемов горно-капитальных работ при строительстве транспортных траншей.

Применение лопастного перегружателя для безударной загрузки ленточно-колесных конвейеров крупнокусковыми грузами обеспечивает возможность существенного повышения срока службы грузонесущей ленты конвейера (составляющей 30-35 % стоимости конвейера).

250

Следует отметить и экологические преимущества конвейерного транспорта. При работе горной техники вообще и транспортировании автосамосвалами по карьерным дорогам и отвалам в частности выделяется огромное количество пыли (обладающей нередко токсичными свойствами), частично остающейся в карьере, частично оседающей в прилегающей к карьеру зоне с радиусом в десятки километров. Известно, что загрязнение воздушного бассейна, влечет за собой загрязнение водного бассейна, почв, гибель растительного покрова и вымирание отдельных видов животных в регионах, имеющих горнодобывающие предприятия.

Ленточно-колесные конвейера открывают возможность для перехода на наиболее совершенную и эффективную циклично-поточную и поточную технологию разработки месторождений со скальными горными породами и рудами. Кроме того, такие конвейера могут быть высокоэффективными средствами непрерывного транспорта и в других отраслях народного хозяйства, например, в металлургической промышленности, строительстве, в возведении каменно-набросных плотин и т.д.

1. Трубецкой К.Н. Современное состояние минерально-сырьевой базы и горнодобывающей промышленности России. Горный журнал, № 1, 1995, с. 3- 6.

2. Спиваковский А.О. Ленточный конвейер. A.c. 166272, СССР. Б.И. № 21, 1964 г.

3. Спиваковский А.О., Гончаревич И.Ф. Специальные транспортирующие устройства в горнодобывающей промышленности. М.: Недра, 1985.

4. Спиваковский А.О. Ленточные конвейеры в горной промышленности. -М.: Недра, 1982.

5. Гущин В.В. и др. Поточная техника и технология при подземной разработке мощных месторождений крепких руд. Горный журнал, 1975, № 2, с. 2429.

6. Спиваковский А.О. и др. Поточная технология открытой разработки скальных горных пород. М.: Недра, 1970.

7. Шешко Е.Е., Морозов В.И., Картавый Н.Г. Перспективы крутонаклонного конвейерного подъема на горных предприятиях. Горный журнал, 1996, № 6, с. 56 -59.

8. Кутузов Б.Н. Проблемы взрывного разрушения скальных пород в горной промышленности. Горный журнал, 1997, № 10, с. 31 36.

9. Кутузов Б.Н. Взрывные работы. М.: Недра, 1988.

10. Протасов Ю.И. Разрушение горных пород. М.: МГГУ, 1995.

11. Буткевич Г.Р. Анализ способов разрушения скальных пород. Горный журнал, 1997, № 10, с. 36 40.

12. Спиваковский А.О., Потапов М.Г. Транспортные машины и комплексы открытых горных разработок. М.: Недра, 1974.

13. Васильев М.В. Комбинированный транспорт на карьерах. -М.: Недра, 1975.

14. Васильев М.В., Волотковский B.C., Кармаев Г.Д. Конвейеры большой протяженности на открытых работах. М.: Недра, 1977.

15. Васильев М.В. Транспортные процессы и оборудование на карьерах. -М.: Недра, 1986.

16. Мулухов К.К. Транспортные машины на горных предприятиях США. -М.: Недра, 1981.

17. Mining Engineering Handbook, vol. II, SME, 1973, USA.

18. Multipurpose Transportation System. "Mechanical Engineering", June, 1970, p. 47- 50.

19. Спиваковский А.О. О типе питателя для выгрузки из бункеров крупнокусковых скальных грузов. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, в. 3, М.: Недра, 1977, с. 151-161.

20. Мулухов К.К. Исследование и установление основных типов и параметров загрузочных устройств ленточных конвейеров для крупнокусковых грузов. Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. тех. наук. М., изд. МГИ, 1973.

21. Мулухов К.К. Определение опорных реакций двухмассных вибрационных питателей. В кн.: Развитие и совершенствование шахтного и карьерного транспорта. -М.: Недра, 1973, с. 310-315.

22. Мулухов К.К. Динамический анализ внешней неуравновешенности вибрационных питателей. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, в. 1. М.: Недра, 1974, с. 277 - 285.

23. Гончаревич. И.Ф., Мулухов К.К. Особенности расчета и проектирования мощных вибропитателей. В кн. Шахтный и карьерный транспорт, в. 1. М.: Недра, 1974, с. 267 - 277.

24. Полунин В.Г., Гуленко Г.Н., Фролов В.И. Загрузочное устройство на упругих опорах для ленточных конвейеров, транспортирующих крупнокусковую горную массу. В кн.: Транспорт шахт и карьеров. М., Недра, 1971, с. 361 -366.

25. Полунин В.Г., Гуленко Г.Н. Конвейеры для горных предприятий. М.: Недра, 1978.

26. Спиваковский А.О. и др. Реконструкция загрузочных узлов ленточных конвейеров для кусковых абразивных грузов. Горный журнал, 1968, № 6, с. 48 -50.

27. Токарев А.И., Фаддеев Б.В. Конструкция загрузочных узлов при конвейерном транспорте скальных пород. Труды ИГД МЧМ СССР, в. 16. - М.: Недра, 1967, с. 35 - 40.

28. Козьмин П.С. Машины непрерывного транспорта. JL: Машгиз, 1948.

29. Малов А.Н. Загрузочные устройства для металлорежущих станков. -М.: Машиностроение, 1972.

30. Бать М.И. и др. Теоретическая механика в примерах и задачах. М.: Наука, 1972.

31. Мулухов К.К. Погрузочные и разгрузочные пункты конвейерных установок на открытых разработках. В кн.: Ленточные конвейеры в горной промышленности. (под ред. Спиваковского А.О.). М.: Недра, 1982, с. 155 - 162.

32. Мулухов К.К. Сравнение различных типов питателей для загрузки ленточных конвейеров крупнокусковыми грузами. Научные труды МГИ. М., МГИ, 1975, с. 129- 134.

33. Мулухов К.К., Пухов Ю.С. Устройство для безударной загрузки ленточных конвейеров крупнокусковыми грузами. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, в. 2. М.: Недра, 1975, с. 147 -151.

34. Мулухов К.К., Пухов Ю.С., Спиваковский А.О. Лопастный питатель конвейера, A.c. 440493, СССР, Б.И. № 31, 1974.

35. Мулухов К.К. Устройство для загрузки ленточного конвейера, А. с. 440492, СССР, Б.И. № 31, 1974.

36. Мулухов К.К., Пухов Ю.С. Способ загрузки ленточного конвейера. А. с. 779197, СССР, Б.И. № 42,1980.

37. Мулухов K.K. Загрузочное устройство для конвейеров. А. с. 490939, СССР, Б.И.№ 141,1975.

38. Шахмейстер Л.Г., Солод Г.И. Подземные конвейерные установки. М.: Недра, 1976.

39. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины. М.: Машиностроение, 1968.

40. Шахмейстер Л.Г., Дмитриев В.Г. Теория и расчет ленточных конвейеров. М.: Машиностроение, 1978.

41. Пухов Ю.С. и др. Экспериментальные исследования опытного образца ленточного конвейера на ходовых опорах на руднике "Аксай". В кн.: Развитие и совершенствование шахтного и карьерного транспорта. М.: Недра, 1973, с. 93 -99.

42. Спиваковский А.О., Дьяков В.А., Пухов Ю.С. Ленточно-тележный конвейер. М.: Московский горный институт, 1977.

43. Усиевич И.В., Кальницкий Я.Б. и др. Комплексная механизация подземных рудников цветной металлургии. М.: Недра, 1965.

44. Дьяков В.А., Пухов Ю.С., Тимченко А.И., Тетерев Э.Н., Нарыжный П.Ф., Капустин A.B. Конвейер для крупнокусковых скальных грузов. Промышленный транспорт, 1972, № 4.

45. Кальницкий Я.Б., Гулевитский Ю.Д., Тетерев Э.Н. Некоторые результаты эксплуатации ленточного конвейера с ходовыми опорами на комбинате "Каратау". Труды института "Гипроникель". В. 59, 1974.

46. Гоник М.Е., Тетерев Э.Н. Определение некоторых эксплуатационных параметров ленточного конвейера на ходовых опорах. Труды института "Гипроникель". В. 59,1974.

47. Спиваковский А.О., Тетерев Э.Н., Тимченко А.И. и др. Специальный ленточный конвейер для транспортирования крупнокусковой руды и породы. Горный журнал, 1972, № 1.

48. Светлицкий В.А. Передачи с гибкой связью. М.: Машиностроение, 1967.

49. Болотин В.В. Вибрации в технике, т. 1. М.: Машиностроение, 1978.

50. Мулухов К.К. Исследование динамики ленточно-колесных конвейеров. Труды СКГТУ, в. 4. Владикавказ, 1998.

51. Мулухов К.К. Особенности динамического расчета ленточно-колесных конвейеров. Труды СКГТУ, в. 6. Владикавказ, 2000.

52. Мулухов К.К. Исследование поперечных колебаний тяговых цепей ленточно-колесных конвейеров. Труды СКГТУ. Владикавказ, 2000.

53. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. М.: Наука, 1967.

54. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Л.: Машиностроение, 1967.

55. Халфман Р.Л. Динамика. М.: Наука, 1972.

56. Бидерман В.А. Прикладная теория механических колебаний. М.: Высшая школа, 1972.

57. Бабаков И.М. Теория колебаний. М.: Наука, 1972.

58. Корн Г., Корн. Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1977.

59. Штокман И.Г. Проектирование и конструирование транспортных машин и комплексов. М.: Недра, 1968.

60. Штокман И.Г. Расчет и конструирование горных транспортных машин и комплексов. М.: Недра, 1975.

61. Солод В.И., Гетопанов В.Н., Рачек В.М. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов. М.: Недра, 1983.

62. Плавинский В.И. Машины непрерывного транспорта. М.: Машиностроение, 1969.

63. Кузнецов Б.А. Транспорт на горных предприятиях. М.: Недра, 1976.

64. Рекач В.Г. Руководство к решению задач прикладной теории упругости. М.: Высшая школа, 1973.

65. Олейник A.M., Поминов И.Н. Эскалаторы. М.: Машиностроение, 1973.

66. Tray and Pan Conveyors for surface and underground installations. Transportanlagen Konstruktions und Vertriebs. Catalog, Germany, 1982.

67. Мулухов K.K. Устройство для торможения и разгона ходовых роликов конвейера. А. с. 464492, СССР, Б.И. № 11, 1975.

68. Мулухов К.К. Ленточно-тележечный конвейер. А. с. 602429, СССР, Б.И. № 14,1978.

69. Мулухов К.К. Особенности расчета и проектирования высокоскоростных ленточно-тележечных конвейеров. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, в. 4. М.: Недра, 1977, с. 68-71.

70. Mulukhov К.К. High efficiency Soviet belt conveyors handles bulky run-of-mine ores. Engineering and Mining Journal, October, 1977, USA, p. 106 108.

71. Мулухов K.K., Пухов С. Высокоскоростной ленточно-тележечный конвейер. В кн. Машиностроение. Точность и конструирование. Орджоникидзе, 1979, с. 51-54.

72. Мулухов К.К. Высокоскоростной ленточно-тележечный конвейер для крупнокусковых горных грузов. Информационный листок № 47 80, ЦНТИ. -Владикавказ, 1980.

73. Мулухов К.К. Повышение скорости движения ленточно-тележечных конвейеров. В кн.: Тезисы Всесоюзной конференции. М.: МВТУ им. Н.Э.Баумана, 1981.

74. Мулухов К.К. Динамический анализ высокоскоростного ленточно-колесного конвейера. Труды СКГТУ, в. 5. Владикавказ, 1997, с. 179 - 183.

75. Пертен Ю.А. Конвейеры. Справочник. Л.: Машиностроение, 1984.

76. Пертен Ю.А. Крутонаклонные конвейеры. Л.: Машиностроение, 1977.

77. Полунин В.Г., Гуленко Т.Н. Конвейеры для горных предприятий. -М.: Недра, 1978.

78. Зеленский О.В., Петров A.C. Справочник по проектированию ленточных конвейеров. М.: Недра, 1986.

79. Шешко Е.Е., Гущин В.М. Конвейер с лентой глубокой желобчатости для повышенных углов наклона. В кн.: Научные основы создания высокопроизводительных комплексно-механизированных и автоматизированных карьеров. - М.: изд. МГИ, 1972, с. 91 - 96.

80. Шешко Е.Е., Курятников A.B., Шулябьев Б.И. Экспериментальное определение давления транспортируемого груза на прижимную ленту крутонаклонного ленточного конвейера. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, в. 2. - М.: Недра, 1975, с. 123 - 125.

81. Курятников A.B. Выбор веса прижимной ленты крутонаклонного конвейера. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, в. 2. - М.: Недра, 1975, с. 119 -122.

82. Шешко Е.Е., Гущин В.М. Крутонаклонный конвейер с лентой, имеющей форму глубокого желоба. В кн. : Развитие и совершенствование шахтного и карьерного транспорта. М.: Недра, 1973, с. 120 - 125.

83. Грудачев А.Я. Конвейеры для транспортирования ферромагнитных насыпных грузов под повышенными углами наклона. В кн.: Развитие и совершенствование шахтного и карьерного транспорта. М.: Недра, 1973, с. 130 -135.

84. Солод Г.И., Урумов С.Т. Структура и классификация крутонаклонных конвейеров по функциональным признакам. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, в. 3. М.: Недра, 1977, с. 118 -122.

85. Грудачев А.Я. и др. Исследование возможностей поддержания ленты с высокими перегородками крутонаклонного конвейера. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, в. 3. М.: Недра, 1977, с. 130 - 134.

86. Спиваковский А.О. Крутонаклонный ленточно-тележечный конвейер для скальных грузов. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, в. 3. М.: Недра, 1977, с. 122- 127.

87. Шешко Е.Е., Курятников A.B. Устойчивость слоев внутри насыпного груза на крутонаклонном конвейере с прижимными элементами. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, в. 6. М.: Недра, 1980, с. 111 -115.

88. Курятников A.B. Определение усилий прижима боковых катков крутонаклонного ленточного конвейера. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, в. 6.-М.: Недра, 1980, с. 115 -118.

89. Кукибный A.A. Ленточные конвейеры с прижимной лентой. "Механизация и автоматизация производства", 1966, № 12, с. 13-18.

90. Пертен Ю.А. Наклонные конвейеры. Л.,"Машиностроение", 1966.

91. Михайлов Ю.И. Конвейерный транспорт при подземной добыче руды. М., Недра, 1966.

92. Гущин В.М. Стендовые испытания крутонаклонного конвейера с лентой глубокой желобчатости. "Добыча угля открытым способом", вып. 4, 1972.

93. Грудачев А.Я. Исследование подмагничивающих систем ленточных конвейеров. "Разработка месторождений полезных ископаемых", вып.31, 1973.

94. Грудачев А.Я. Исследование подмагничивающих систем магнитных конвейеров. "Разработка месторождений полезных ископаемых", вып. 29,1972.

95. Спиваковский А.О. Ленточный конвейер. A.c. 368139, СССР. Б.И. № 9, 1973.

96. Мулухов К.К. Крутонаклонный ленточный конвейер. A.c. 468842, СССР. Б.И. № 16, 1975.

97. Мулухов К.К. Крутонаклонный ленточный конвейер. A.c. 810567, СССР. Б.И. №9,1981.

98. Мулухов К.К. Крутонаклонный ленточно-колесный конвейер с прижимной лентой. В кн. Шахтный и карьерный транспорт, в. 3. М.: Недра, 1977, с. 177 - 180.

99. Мулухов К.К. Крутонаклонный ленточный конвейер, A.c. 1348621, СССР. Б.И. № 140,1987

100. Мулухов К.К. Крутонаклонный ленточный конвейер для транспортирования крупнокусковых грузов. Информационный листок № 81-86, Владикавказ, ЦНТИ, 1988.

101. Мулухов К.К. Крутонаклонный ленточный конвейер для крупнокусковых грузов. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, вып. И. М.: Недра, 1990, с. 173 - 180.

102. Мулухов К.К. Крутонаклонный ленточный конвейер. A.c. 1613396, СССР. Б.И. № 46. 1990.

103. Гавриленко В.А. Теория механизмов. М.: Высшая школа, 1973.

104. Левицкий Н.И. Кулачковые механизмы. М.: Машиностроение, 1964.

105. Ротбарт Г.А. Кулачковые механизмы. М.: Машиностроение, 1960.

106. Горский Б.Е., Чернявский Я.Л. Модернизация кулачковых механизмов машин. М.: Машиностроение, 1964.

107. Орликов М.Л. Проектирование механизмов станков-автоматов. М.: Машиностроение, 1968.

108. Андреев A.B. Передача трением. М.: Машиностроение, 1978.

109. Бельфор В.Е. Исследование переходных процессов в многоприводных конвейерах. Автореф. на соиск. учен, степени канд. техн. наук, МГИ, 1968.

110. Бельфор В.Е., Запенин И.В. К расчету многоприводных ленточных конвейеров. Горные машины и автоматика, 1968, № 4, с. 16 20.

111. Исследование подвесных и многоприводных ленточных конвейеров. Труды ВНИИПТмаш. В. 2(89). М.: 1969, с. 116 -119.

112. Капустин A.B. Взаимодействие ленты с цепным контуром в ленточном конвейере на ходовых опорах. Шахтный и карьерный транспорт. М., Недра, 1974. В. 1, с. 190 196.

113. Ле Ба Тоон. Установление типа и основных параметров ленточных конвейеров для крупнокусковых грузов. Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук, МГИ. 1970.

114. Прыгов Н.М. Исследование и обоснование основных параметров подъемного конвейера для транспортирования крупнокусковых вскрышных пород. Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. МГИ, 1974.

115. Пухов Ю.С. Теоретические основы и экспериментальные исследования ленточно-канатных конвейеров. М.: Недра, 1968.

116. Солод Г.И. Основы теории передачи тягового усилия трением на длинных контактирующих площадках. Сборник научных трудов. Горная механика. М.: МГИ, 1970, с. 232 - 240.

117. Тетерев. Э.Н. Исследование схемы и параметров тягово-несущей системы конвейера для транспортирования крупнокусковой скальной горной массы. Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук, МГИ, 1974.

118. Решетов JI.H. Самоустанавливающиеся механизмы: Справочник. М.: Машиностроение, 1979.

119. Зиновьев В.А., Бессонов А.П. Основы динамических агрегатов. М.: машиностроение, 1964.

120. Кожешник Я. Динамика машин. М.: Машгиз, 1961.

121. Комаров М.С. Динамика механизмов и машин. М.: Машиностроение, 1969.

122. Hudson W.G. Conveyors and Related Equipment. New York, USA, 1964.

123. Immer J.R. Materials Handling, London, 1963.

124. Казак С.А. Усилия и нагрузки в действующих машинах. М.: Машиностроение, 1960.

125. Штокман И.Г., Эппель Л.И. Прочность и долговечность тяговых органов. М.: Недра, 1967.

126. Баранов Г.Г. Курс теории механизмов и машин. М.: Машиностроение, 1980.

127. Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин. М.: Высшая школа, 1975.

128. Фролов К.В. Теория механизмов и машин. М.: Высшая школа, 1987.26iJ

129. Рачинец Н.Ф., Столярчук В.Ф. К расчету моментов инерции маховиков машин, оборудованных асинхронным двигателем. Известия вузов. Машиностроение, № 9,1965.

130. Мулухов К.К. Джимиев И.А. Расчет мощных лопастных перегружателей. Труды СКГТУ, в. 3. Владикавказ, 1977.

131. Романовский П.И. Ряды Фурье. Теория поля. М.: Наука, 1973.

132. Рюденберг. Р. Переходные процессы в электротехнических системах. М.: Изд. иностр. лит., 1955.

133. Иванов Е.А. Муфты приводов. М.: Машгиз, 1958.

134. Кожевников С.Н. Динамикам машин с упругими звеньями. М.: Изд. АН СССР, 1961.

135. Волотковский B.C. и др. Предпочтительные виды оборудования для перемещения крупнокусковой скальной массы. В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, в. 6. М.: Недра, 1980, с. 262 - 270.

136. Спиваковский А.О. и др. О целесообразности использования конвейерного транспорта на руднике "Центральный" объединения "Апатит". В кн.: Шахтный и карьерный транспорт, в. 4. М.: Наука, 1977, с. 61 - 66.