автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.05, диссертация на тему:Разработка способов и средств загрузки карьерного крутонаклонного пластинчатого конвейера

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Казачек™ национальный технический университет

Р й О Р! На правах рукописи

АКАШЕВ АРСЕН ЗАКИРОВИЧ

РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ЗАГРУЗКИ КАРЬЕРНОГО КРУТОНАКЛОННОГО ПЛАСТИНЧАТОГО КОНВЕЙЕРА

05.05.05. - Подъемно-транспортные машины

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Алматы 1996 г.

Работа выполнена в Карагандинском Техническом Университете и Казахском государственном научно-исследовательском и проект-но-конструкторском угольном институте (КазНШуголь)

Научный руководитель - д-р технических наук, профессор

Данняров А.Н.

Научный консультант - кандидат технических наук, проф.

Оразов К.О.

Ведущая организация - А.О.Карагандагормаш

Официальные оппоненты - д-р технических наук, профессор

Таукелев Р.Н.

- кан. техн. наук, доцент Сурашев Н.Т.

Защита состоится _ 1996 года в // час

на заседании специализированного совета К 14.13.02. Казахского Национального Технического Университета по адресу: 480013, г. Ал-маты, ул. Сатпаева, 22.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского Национального Технического Университета (КазНТУ)

Автореферат разослан ".

Л •• \JMUS_ 1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кан. техн. наук, доцент Саргужин М.Х.

ОБЦАЯ ХАРАлТЕИЮИЖА РАБОТЫ

Актуадьность темц. Республика Казахстан располагает огром- ' ниш запасами различных полезных ископаемых, пригодных для разработка относительно дешевым, открытым способом. Однако, а Ооль-аинствв случаев, полезное ископаемое залягает или достаточно глубоко или уходит а глубокие горизонты под значительными углами падения. В любом случае встает проблема доставки из глубоких карьеров больших объемов аскрышных пород и руд, которые в рядо-зда айда представляют горную массу оо значительным объемам хрупнокускового (-1200 мм) и абразизного (материала.

Используемые а глубоких карьерах в настоящее время сродства транспорта вдеют ограничения по ряду фактороз: например, эффективное применение железнодорожного транспорта ограничено глубинами до 200 м, к тому жэ о его использованием зозмашо применение только менее производительных цикличных технологий; .длительная эксплуатация автосамосаалов на форсированных регшах работы двигателя при затяжных подъемах резко сокращав? ресурсы машин и приводят к быстрому выходу их аз страт, кргаа того, а глубоких карьерах автосамосвалы особенно энергоемки н экологически аредкы; традиционные кснвеЯаряыв комплексы на серийных ленточных конвейерах имеют ограничения по углам подъема груза, по крпосшиейности трассы, иогуггрЕНспортнрозата только сргдае-кусховсй (до 400 км) материал, что требует дробления рядовоЗ горкой маосы з .выполнения большое горлояапяталькнх работ по уотроЛотзу кояаеЗвршх подъемников, при втем, зетду нздостаточ-ной яриспосойяеяаоота оборудования к условиям глубоких карьере®, достигнутая за дшелыше года вааалуатакая яг пролоасдагельнссть пе превышает 5С~€СЗ сг проектной.

В саязи с этим, Карашушискии пояетехкичеекш икститутои совместно с Гкпроуглегоуыазсм, по задан®) шшдстеротва дарноа металлургия бившего Союза, была разработана рабочая документация крутонаклошого конвейерного кемплекеа, на есновс «рриладения высокопроизводительных пластинчата* конвейеров, для .условий ¡¡сарьа» ров Соколоаско-Сарбайского х'орнообогатительного произзодствен-ного объединенил^ССЛЮ). Осназу комплекса составил крутояаялон-ныЗ пластинчатый конвейер тйпа ПКН-140 с верхним автономным контуром, который был рассчитан на доставку рядовой горной массы из глубоких горизонтов на яромекуточвый транспортный горизонт

4 >

под углами уотаноаившегооя откоса борта карьеров. В технкчес-кш отношении особую олокность представлял узел загрузки конвейера, обеспечивающий прием н укладку крупнокусксвого груза на полотно, что обусловило необходимость поиска и разработки новых технических решений с принципиально новым принципом дейотакя. .

работа- Создание эффективной конструкции узла загрузки KHK о вврхшш азтонсшш контура*, увеличивающего срок службы рабочего органа конвейера за счет снижения ударных нагрузок при загрузке „ ограничения скорости грузопотока и оптимизации пара-«етроа конструкция«

В соответствии с поставленной целью» а работе рсюаатся олояувдае задачи?

» установить критерий оптимальности и определить опммаль-нкй алгоритм управления для .совериоястаоиашиг структурных охом противоударных защитных устройств, обосновать общий признак классификации и разработать классификацию устройств;

- произвести сравнительную оценку противоударных, защитных устройств, удовлетворявших- исходным требованиям, по техническому уровню, установить ттвмалмш ааааоимазтя между массой груза j высотой падания и прочностными параметрами конвейера?

- разработать способ и реализующее его устройство для порционной подачи груза на ККК, установить оптимальные значения' параметров конструкций механизме® узла загрузки!

исследовать кинематику движения и динамику приема единичных кусков груза в механизмах узла загрузки KHK, установить зависимости меяду искомыми параметрами и влияющими факторами;

провести физические эксперимента на пожноразморноы стенде конвейера ПН-90, оценить адекватность результатов теоретических и эксп°риментальных исследований, оценить эффективность и работоспособность механизмов узла загрузки.

Работа заполнялась по плану .Министерства иа.укя и новых технология К "ыашшостроение и создание высокоэффективных маота и аппаратов".

Методу исследования. Теоретические исследования движения единичных кусков груза а механизмах узла загрузки и взаимодействия их с ними выполнены с использованием основных законов механизм, сопротивления материалов в вариационных методов теории оптимального управления. Экспериментальные исследования проведены в условиях опытного полигона с использованием измеритель-

но-регыстрирующей аппаратура. При проведении и обработке результатов эксперимента использовались метода планирования и математической статистики»

Ндучнад. ноэ;:эна. На принципе понижения энергии удара падающего груза разработана обаая глас с искания противоударных засштных устройств 0 на основе которой установлена новые их додкдасоы и пути дальнейшего их совершенствования» Уотаноалены закономзрности.сштсиваюцие оптимальные соотношения медду массой, аысотой явления груза и прачт-;. иостьв нзоущего органа.

Практическая церносуЕ работы эагсшочаатся в разработка сяоооба и реализующего способ устройотва порционно?! подача груза на КНК (А о С <,1537627 СССР), разработке и обоснования основных аараглетрса узла загрузка,, разработка ноэоЗ конструкции секционированного барабанного шпателя, который взаимодействуя о обратной вагэвю верхнего контуре конвейера, обеспечивает селективное онияениа высоты падения кусков груза обратнопропорцлонально его геометрическим размерам. Реализация работц. Результата работы использованы и внедрены: ~ КЕД Ш СССР л КарГСШ лрк разработке технологического завалил (ТЛЗ) на проектирование опытно-промышленного участка ШТ с круто» наклонным пластинчатым конвейера? на Сарбайскот карьере ССТПОГй}}

- КарОШ я Гипроуглегоршшем при выполнения проектных работ на оборудование комплекса ЦПТ СарбаЯсяого карьера ССШО Г £ I;

™ Гкярорудой зря выполнении технико-экономических расчетов (ТЭР) по обоснованию целесообразности строительства 0137 ЦПТ о крутояаклен-нк пластинчатым конвейером на Сарбайсксм карьера СС1П0 ГЗ/5],

АпЕрбашц ,вдб,дтн« Оояозвма лоясабния работа докладаэалиоьгна ея«го;тннх научно-технических кояфвреанияэс ярепояапатзлеД к сотру,а»» яяко» карНТС, ¡'.Караганда, 1987-1990г.г*} 5® Воеооюзнон раучяо-лракти-ческом оозадаияи "Теоретические я проктичевкяз асиеатн ооздания я применения импульсных систем*, г .Караганов, 1950; на региональной яяучл о-техиичес кой конференции "Разработка яознх и ссзервеистасва-яио зугаевтвуетеж о радом и способе® безопасной анемии угля а услоа-нягхдася условиях" г.Караганда, 1991г.; на заседаниях^упно-техни-ческого оовота аровзводственшис предприятия: Бакальского Р/ г.Бакал, 1937 г., Оленегорского ГОКа.г.Сленегорск, 1903 г.; на научно-технических семинарах, кафедр "Прсмншлевянй транспорт", КарПИ; 1988-1001 гг. я "Подъемно-транспортные машнн", КазНЗУ, 1596 г.

дубли катай» Материала работы отображены я 7 публикациях. Объем работа. Работа состоит из введения, 4 глав, общих внао-доа, излотеняшс на 123 страницах ыаоанописного текста и осдсрлит 25 рссуикоа, /О таблиц и список литература из« ноииевааанкй.

\

содее!аы:е работы

gq дведениц обоснована актуальность темы диссертации, определена цель исследования, приведена обедая характеристика состояния работ, оформулироэана основная идея работы» базирующаяся на принципиально новом принципе действия грузоподащих устройств крутонаклонных конвейеров.

В ..первой глдвд содержатся материалы анализа состояния, создания и конструирования технических средств защиты цепких конвейеров от ударных нагрузок при загрузке их крупнояусксЕым грузил, В результате анализа установлено, что извесг:л:м техническим средством защиты пластинчатых конвейеров от ударных нагрузок присуща сдадувдае недостатки:

- вводимые в конструкцию конвейеров средства защита, как правило, снижают уровни показателей надежности и работоспособность конвейеров;

- амортизирующие элементы вводятся в конструкцию в большинства случаев не до, а посла защищаемых объектов, в результате чего, последние перегружаются;

а технических средствах защити пластинчатых конвейеров от ударных нагрузок практически не используется один из эффективных способов защиты - перевод сосредоточенной нагрузки в распределенную.

Приведен анализ выполненных научных исследований и производственных испытаний. Установлено, что разработка цепных конвейеров для доставки рядовой горной массы производится вузами: КазНТУ, КарПТИ, в др., проектно-кокстр?кторскими и технологическими институтами? HiTBi, Гипрор.удааш, Гипроуглегормаш, КазНШуголь, КГД Чермет Р5» Гипроруда и др., производственными предприятиями; Джезказганский ГМК им, К.И.Сатпаева, Качканарскнм ГОК, ИГО "Урал-руда" с ССПЮ и дро

Большой вклад а развитие теоретических основ создания и усовершенствования конструкции узла загрузки цепных'конвейеров для. рядовой горной ыассы внесли? Акашев З.Т., Байконуров O.A., ч Данияров АЛ., Зарубински'д А,Л., Интемирсв К.Б», Михайлов К.И., Проскурин B.Ii., Тазабеков ПЛ.. а др., lix исследования показали, что продвижение фронта горних работ вдоль забойного конвейера и необходимость ? связи с этим загрузки гго э любой'точке по трассе или наличке нескольких пунктов погрузки на сборочном

конвейера обусловливают целесообразность амортизации возх не-оупшх пластан грузонесуиего органа. При этом, для защиты тяговой цепи от воздействия ударных нагрузок, амортизирующие элементы должны бить в ведена между несущими пластинами и тяговой цепью, а да задиты ее от циклических нагрузок следует снижать ударные яагрузки не только введением в конструкции упругих элементов, но я дроблением этих нагрузок на части, нутам передачи пх на тяговую цепь одновременно зо игногих точках (на большом учаотке) я, тем самым, переводя сосредоточенную нагрузку в распределенную. На агрегатных и передаточных конвейерах о одним пунктом погрузки вместо амортизации асах несущих плаотия грузонесущего органа целесообразно з опорный отав под пунктом погрузки вводить специальную амортизирующую оакцию на пневмоиинах, которая обеспечит больиее гашение ударных нагрузок, чем другие виды амортизаторов .

Однако, загрузка КНК остается проблемой нерешенной, так как при приеме груза через верхний тяговый контур высота падения груг за значительно повышается, а техническое рзшение по грузоаодаю-щему устройству с подвижной концевой частью для высокопроизводительных конвейеров о повышенной скоростью движения рабочзго органа, неприемлемо по причине их высокой инерционности.

В соответствии с результатами проведенного анализа и целью работу были сформулированы я определены конкретные задачи исследования.

Дтотая гдава аосаяцеяа поиску признака шйсои-|я»ации прота-аоударках защитных устройств (ПЗ?) о аада» оозагаапстаояаяая их отрукнрниж «хем. Поскольку грузолриекпой пяотяляоЭ конвейеров .таляй-ген участок г.ггочо-нсоуцего органа под пунктом погрузки, та мз анализа его динамических свойств установлено, что длл псс грое-няя отрукпрннж схем 113? необходимо технологические процеосн в япх сформулировать я представить кол математическую задачу и решить яе па оптимум. Для установления осноэннх принципов построения структурных схем ШЗУ, максимально упрошая задачу, участок тягового органа поя погрузкой рассматривается гак упругая балка с затеидвявши хоавама, которая в "состоянии устойчивого раяновесия не провисает под действием силы тяжести, а распор (продольная сила) в ней создается Только лишь.поперечной ударной нагрузкой.

Тогда, динамические процессы в упругой балке у едко представить как:

¿и

¿ь

а.

а .

сС-Ь '

ёЗа

сС t

/

- и__ +

г л б Л -

а • & -

т.

Л>л9

работа сил упруго;! дс-формации балки, Дж; поперечная ударная нагрузка на упругую балку» Н; скорость распространения упругой волны в балле 0 м/с; скорость изменения .упругой деформации балки, и/сг - эквивалентная .масса участка упругой балки, принимающая участие в соударении ао одну сторону от точка удара,кг5 ^ - распор,Н.

Обозначения \ .&-> ЗСЯ ; и - управление I х4 к жв -

координаты фазового пространства.

Решая систему уравнений (I) на оптимум, используя "принцип максимума" Д.С. Понтрягина, имеем:

(2)

где ш С-л постоянные интегрирования.

Из уравнения (2) следует, что критерием оптимальности, характеризующим динамические процессы в упругой балке, является стабильность (ограничение) общей длины участка упруго?, балки принимающего участие в соударении по обе стороны от точки удара. Следовательно, согласно данному критерии, для приемных площадок конвейеров^ ограниченных условиями прочности, при создании ПЗУ в принципе мо: т быть рекомендованы технические реиенил:

~ с нерегулируемой, заданно!! высотой падения груза на приемную площадку, рассчитанную на максимальную нагрузку, возникающую при падении максимального куска транспортируемого материала;

- с регулируемой высотой падения груза на приемную площадку, рассчитанную на усредненную нагрузку, эозшшксую прн падении куска среднегЬ размера с максимально допустимой высоты.

Б случае пластинчатого конвейера приемной-плоцадкой является пластинчатое полотно, которое подчиняется законам упруго-вязкого тела. Поэтому динамические процессы э пластинчатом полотне при прохождении импульса ударно!! силы мсано представить как:

¿¡г ¿т,

с^ь&сО

¿Ь

или

При наличии .уравнения связи 2. = уи ■

(3)

где

.а -, д * Л СС.Л и ¿/& £ ,

приращение количества движения системы за время действия ударной нагрузки *Г , кг.м/с; Е.РЛ™ сумма внешних а внутренних сил0 приложенных к -точкаг-! скстемы.Н; и лё. ~ приращение величины еоотаетсгвенно абсолютной и относительной деформации .полотна по одну сторону от точки удара за аремя действия ударяоЗ нагрузка, м (отн.ад); - коэффициент эязлостяв Но.

Резанием системы уравнений (3) на оптимум определяется коэффициент длнамичяоста системы через упруго-вязкие свойства го-лотна

К,

йт

(4)

где - суммарная линейная масса полотна с грузом, кг/м;

^ ~ ускорение свободного падения, м/с2. Приравняв условие (4) к значению К^ > определяемому по классической формуле и решая относительно хисоти падения груза, ичесм

/I

с^-Ла + Щ?-) е

(5)

т-з.'Ум

сС - псстсдшшй коэффициент, зависит с? степени загрузки

конвейера, яН"*:* „ Для установления оптииальной зависимости мевд масс о:! груза к явсогой падения, рассмотреп динамический пропеоо а грузо-подашкм .устройстве, который представлен как:

где & - работа сил тяжести груза в грузолодаспем устройстве,Дз;

Л у гп

<5Г ~ сила тяжести падаодего куска груза, Н;

скорость и уокорение потока груза а грузододаицем Х_хтроЁатве, м/с и м/с^. Обозначения; £ «Х^ ; ссл

В результате решения системы уравнений (6) на оптимум получено:

г/А

Откуда, с учетом уравнения связи ~ 1Г «

(8)

а при свободном падении груза

— (су/ Л^!

•Анализ уравнений (?) и '(3) показываете что:

- а подающем устройстве оптимальность реяиш дшншшя груза обеспечивается стабильностью (ограничением) значения импульса сил! тяжести (приращения количества движения) падающего груза;

- стабильность импульса сила тяжести пазавдего груза позволяет ограничить его максимально допустимым значением приращения количества движения приемной площадки конвейера, обусловленного воздействием ударной нагрузки;

- квадрат массы падающего груза прямопропоргмонален квадрату импульса силы тяжести его и обратнопропоргшонален высоте падения этого же груза.

Таким с'разом, из изложенного следует, что общим функциональным признаком (назначением) ПЗУ (груэолриешах и грузопсдающих) устройств является снижение энергии удара падающего груза. На рис.1 приведена обеая классификация ПЭГ.по функциональному признаку, распределение которых по уровням .классификации осуществляется соответственно способа.! понинения, методам понижения и структурам" механизма понижения энергии удара.

Соответствующие единицы второго уровня классификации'самостоятельно по способам снижения энергия .-удара,, послужили осноаой для дальнейзеЗ классификация П37 по троичной системе, предложенной проф. Г. Солодом (МШ). Классификация устанавливает характер

Г* l>

M Ü

N

'îî í¡5 a У и

i

Líl

xraoíoo rmmommíKt -aîj s teMj ьтиэсп^а1 ¡uoodoxc rodoinaa Koreírammra О

Ывгоаноа ojciiEon!oi гючрМно

íatfiíoau г.-ккя П IfP.'IJ И-Я cnxnoJoHo i;oiprfrotoon o

?)¿»m Wjwn Я POÍmrwí £0 RXOOI^O

»snrví s psfàj УтмгитХ mxooâ «oso líD'j:'Vu£íT;'ittj9<'cr:eo о

ялшхост пончэгтаиЛоа к ктп-ьта ojos

îwSoœm-oniBÎccoe гетнет SU XGIl

ZO'nfáJsnX ¡jrrarm !> œratvlfŒ 2fi№eî:;çdg OJOï^fп esoîïro кг

икапштгз sxtiterj isoimeada s гсетга caffBTffl enrararrtsiutml щj

яялаяв ьеипоивз »итинчдооо

гаяетяЫпяЗД®* oawwHanfw!!» |

■vrno !

rws* «¿»¡.я-гЛ-Ль-Л з «»Шва

ЗДТМГОУ ИСЯЙЭТ!

сз (ЦиаягмгеЛге»! я ¿ЯаОДни isiaitsjuoïbicoo í»*s¥on?1fe Ш1

витагез! итгяг оа atmvrwteSvc&l в iMí&m оДткодогсЗгод егмгюейт ffin

h u

" •n.%

-OSWÏ!on ""

£22222

гея 'Т£я

гаястваоя mtusfr

•Til штва ргтоггкя pííjaííзд

5эе«гя гояДм cS»asa?»s reiüirs пй aWf raidrae одакгтай

овязи (взаимодействия) устройств мезду собой и определяет их структурную схему. Сравнительной оценкой технического уровня уотройотв, удовлетворяющих исходным требованиям, .устанавливается эффективность их применения. Грузоподашие устройства КНК с верхним автономншл контуром выполняют на принципе согласованного взаимодействия секционированного барабанного питателя и наклонного тормозного конвейера (ветви конвейера), осуществляющих порционную подачу груза.

Третья гдзда посвящена разработке способа и реализующего его устройства для порционной подачи груза на-КНК с верхним контура,1, оптимизации параметров механизмов узла загрузки, созданию полноразмерного физического станда на базе пластинчатого конвейера 1Ш-80, разработке системы управления стенда, организации и планированию экспериментальных исследований, выбору измерительной и измерительно-регистрирующей аппаратуры.

Сущность, споооба порционной подачи крупнокускового груза на КНК заключается в том, что прием потока груза производят в тело вращающегося объемного тора, разделенного по кругу рабочими ло-постями на 5 равных секций. Причем объемный тор непрерывно вращают, подвесив его на круговой амортизатор-вибратор, й качестве которого попользуют гирлянду пневмошин на общем спорном валу. При этом устойчивая, надежная работа тора обеспечивается согласовани-' ем длины дуги между лопостями по внешней, окружности его с расстоянием между смежными подпорными перегородками верхнего контура конвейера. Вращающийся объемный тор выполнен из идентичных модулей-секторов, которые закреплены меяду собой болтовыми соединениями, а с гирляндой пневмошин - цепными замковыми устройствами. Причем боковины'каждого сектора соединены между собой по центральной оси симметрии стяжной .осью, на которую свободной посадкой нерав-ноплечнс смонтирована криволинейная лопасть, которая с внешней стороны большего плеча снабжена отялными болтами, ограничителем и взаимодействует с гирляндой пневмошин. На рис.2 показаны механизмы узла загрузки испытательного стенда крутояаклоиногс пластинчатого конвейера ПН-30, установленного на полигоне. Нижний контур подъемника выполнен из пластинчатого полотна серийного конвейера П-80, барабанный питатель 'имеет жесткую связь через цепную передачу с верхним контуром конвейера, который выполнен из скребковой цепи конвейера СГС-З. Оба контура оборудованы приводами постоянного тока по системе Г-Д.

Учитывая, что рациональность конструкций ыавин определяется

ЭЖПЕРКШГГАЛЫШЙ СТЕНД ЗАГРУЗОЧНОГО УЗЛА

ПЛАСТИНЧАТОГО КОНВЕЙЕРА ПН-80

оптимизацией их технологических и конструктивных параметров устанавливаемых с использованием алгоритмов математической оптимизации, простейшим из которых является "золотая пропорция",, в главе приведена методика (таблица) оптимизации параметров механизмов узла загрузки крутонаклонних конвейеров ГЕ<Н-140 и ГШ-а). Организация и проведение эксперимента, обоснованна объема повторных реализация и обработка полученных данных яредуемагриваст г.о-.пользование методов планирования эксперимента и математической отатветикв. Достоверность, точность и воспроизводимость результатов экспериментов ооеопочегш использованием срсдста измгрсикн, методов -и средств их поверки и аттестованных методик измерений, оилчаддак требованиям ГОСТов,

.Н£Щ]ШишОД содержит теоретические п вясперямоиг&шше всслйдооашш «синемагшш п динамики дпя&екия гругя с мьхавкзнах

загрузки КНКр проверку адекватности результатов исследований» оценку еффектквиооти применения комплексов ШТ с крутяшклошш конвейером ШШ-140.

В уотановивпемск рекше работы КНК поступление крупных кусков в барабанный питатель, значения и направления действующих усилий, ях реакций к сил инерции являются случайными функциями среквнв, поэтому для исследования динамики система "крупнокусчо-вый груз ~ барабанный шпатель" воспользуется методом Логракяа. Тогда, уравнение движения системы, как балки на параллельных упругих опорах, шест вид?

(т * т<)% - 4 = О , О)

Где перемещение системы в вертикальной плоскости, м;

тг «. масса объемного тора барабанного питателя, кг;

С,,СА~ жесткости параллельных пнеамошин, Н/м;

¡1 ~ коэффициент вязкого трения пневмотин, Но/м. Произведя преобразования и используя операторный метод, уравнение (3) представляется кгк квадратное уравнение кононичас-кого вида,, которое имеет два действительных корня и дри <?,»сА=-с, они определяются как:

" ' ^~ ^ о)

После подстановки корней (5) в уравнение (3)

^ _4 ¿Ст + гпА*___

<,Х [ч* (т*Л»[>(+

Оптимизация конструктивных парсщетрсз асниеЗзрои

Расчетная схема

Ргсчатквз формули!

8!=сС'/г; а < О'т;

. С>Зг-/г_Д хР ;

! -{^-^(сс'^у 1-я)-

а

' йГЛ' -/г; /Г - сгг-?^ ;

В ~ -Лт/;

пн-ео

Следовательно, обобщенная сила, действующая на систему,

При конкретных значениях параметров конвейера ( т,,с » Г1 ) по уравнению (10) строится график.функции ¿(т)

Дальнейшее движение единичного куска груза в .узле загрузки зависит от кинематической схемы последнего.

Существуют следующие две принципиально отличающиеся схемы:

- с расположением осей вращения барабанного питателя и ведомой звездочки верхнего контура на одном уровне при равенстве радиуса внешней окружности барабана с радиус ом условной окружности, описываемой конечной точкой подпорной перегородки верхнего контура конвейера и синхронном их вращении;

- о расположением осей вращения барабанного питателя и ведомой звездочки верхнего контура конвейера на разных уровнях, при значительно меньшем значении радиуса .условной окружности, описываемой конечной точкой подпорной перегороди и равенстве линейной скорости движения верхнего контура с окрулной окороотью барабана.

Кинематические схемы узлов загрузки по перпдау варианту (рис.3) подразделяются на схемы: с сопрягающимися окружностями с высотой падения груза Н— л 6 + р. е~\//{\ -6?, -Ш >м. и сочленяющимися (пересекающимися) окружностями с высотой падения груза „ £^2. =ц»

где &Ь - зазор ыезду барабане«.', и несущей поверхность» полотна, м;

Я г - радиус барабана, м;

СИ - размер йтаайшеА сторонн куска при поступлении в разгрузочную иель.м;

а С1 - величина перекрытия,ы;

¿¿с) - размер по вертикали в поперечнике куока при поступлении а иель.м. •

Эти схемы характеризуются поступлением груза на подпорные перегородки практически с нулевой высоты, неизменным горизонтальным положением разгрузочной щели в пространстве и свободном падением груза а нее. Поэтому длт» конкретной конструкции конвейера с известными параметра«® и свойствами грузонесущего органа определение ударной нагрузки сводится практически к определению коэффициента динамичности системы.

¡ШШАТИКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕХАНИЗМОВ УЗЛА ЗАГРУЗКИ

Рис. 3

Характерной особенность» хиноматических схем узлов загрузки по второму варианту является то, что подпорные перегородки верхнего контура практически с линии центров окружностей выходят на криволинейный участок пути и увеличив спорость, уходят в отрнв, превратившись в промеяуточный каскад. В связи с этш, разгрузочная щзль» увеличиваясь а размере.О. , изменяет оное подскение в пространстве с вертикального в начальный момент до горизонтального в момент выхода перегородок на прямолинейный участок пути.

где Я/ь"т - отношение радиусов вращающихся механизмов;

•• угол поворота барабака, начиная с линиии центров окружностей до текущего момента времени, град,. Груз, скатываясь с лопасти барабана падает на перегородку и при схеме с сопрягавшимися окружностями зависает на кражах лопаоти и перегородки, а при схеме с сочленяющимися окружностями - между кромкой лопасти и поверхностью подпорной перегородки. Далее, при достижении необходимых размеров щели в первом случае груз падает с нее, а во второй случае груз вначале скользит по поверхности перегородки, сникая высоту падения и только затем падает. Поэтому, высота падения груза ярн первой схеме;

где {(„ - угол между горизонтальной соью барабана и лияаей центров соярягашшсея окружностей, град.; а при второй схеме:

Н~ &С0*™ ~

% ^, .V

где 1'» - длина перекрываемой части перегородки,м$

- центральный угол звездочки, ограниченный активной частью перегородки, град»; (¿1 » угол наклона перегородки, принимается равны« углу .уста-

ковки конвейера, град. В обеих кинематических схемах второго варианта при приеме груза подпорная перегородка испытывает значительную ударную нагрузку. Упрощенная динамическая модель системы "падающий груз -

графики завжймостей диш;";че;:кж

НАГРУЗОК ОТ МАССЫ ЛАДАШЕГО ГРУЗА

6 5 к ъ 1 У

1

\ ! К ^ __^ — в ""С--*

^^^' V

1

1 «5

2С зЬ за

за ю, ю-

1,2- соответственно экспериментальные и теоретичэские нагрузки ил барабанном питателе

4 - то же, ка подпорной перегородка

Г?.ШШй МАКСИМАЛЬНЫХ И МИНИМАЛЬНЫХ НАГРУЗОК НА ГРУЗОПРИЙШОЙ ПЛОЩАДКЕ

гО 50 Зр 40 50 60. 70 80 М (56Г} Ш) [т] (Щ (550} (600}

1,2 - об 2.5.0 тч соответственно теоретических и экспериментальных нагрузок

ло

о

до т,«г

йтаньим

Рис

подпорная перегородка" та же, что и для барабана, т.е. балка ка параллельных упругих опорах. Следовательно, динамические нагрузки в подпорных перегородках определяются условием (10).

Таким образом, кинематические схемы узлов загрузки по первому варианту, кск более простые, но менее эффективные применяются для погрузи! дроблено;! горной массы, а схемы по второму варианту, хотя и более елейные, но и более эффективные - для погрузки уд-довод горн оЛ масс и.

Экспериментальные исследования п одноразмерного стенда кру-тонаклоиного подъемника 1Ш-80 на непитательном полигоне КарПТЯ, показали достаточно высокую надежность и работоспособность механизмов узла загрузки конвейера. На рис.4 показаны графики зависимее ти динамических нагрузок, возникающих л объемном торе барабана и в подл opal о:! перегородке верхнего контура, от величины массы падавшего груза. Па рис.5 показаны графики зависимостя динамических нагрузок, во5Ни*а*шх в приемной площадке конвейера при максимально:! и минимальной высотах падения (в зависимости от сориентированности падающего куска) от ветчины массы падаюаего груза. Как видно из приведенных на рис.4 и 5 графиков, сходимость результатов теоретических исследований с экспериментальными данными удовлетвори тельная.

¿¿следованиями института Гипроруда, i'JTi Мивдета СССР я KapITOI [л ,5] установлено, что внедрение комплекса ЦПТ с крутонаклонным конвейером HKH-I4G с барабанным питателем в узле загрузки для отработки глубоких горизонтов на СарбаЗсксм карьере ССП10 позволяет в зависимости от производительности и высоты подъема горной массы сократить количество азтосамосвалоз БелАЗ-7510 (ИСт) в 1,5-2,5 раза, уменьшить пылевыделение при перегрузке в 2,4 раза, уменьшить вкб;ос а атмосферу отработанных газов ка 6C-IáO млн.м3/год, повысить производительность труда на 3G-I¿C.#, при этом расчетный годовоЗ экономически*! эффект (в иенах IS33 г.) составит О,S-5,0 млн.руб.

Основные выводы и рекомендации

1. Разработана классификация проппоударшк зэиитнух устройств узла загрузки крутонакдоккого пластинчатого конвейера на принципе понижения энергии удара при зго Еагрузкз, которая позволяет установить оптимальный вариант схода загрузочного устройства.

2. На основе найденного критерия оптимальности разработок алгоритм? управления построением рациональных структурннх ехзм протязо-

ударных ьащитных устройств.

3. На основе оптимизации физических процессов, протекающих а грузоприёмной площадке и груэоподаюшем устройстве конвейера установлены оптимальные соотношения между массой, импульсом силы и высотой падения груза.

4. Предложен новый способ загрузки горной массы, обеспечивавший существенное снижение ударной нагрузки на конвейер и на его основе разработано техническое решение устройства узла загрузки.

5. В результате исследования разработано грузоподаюшее устройство для горно-транспортного комплекса с крутонаклонным пластинчатым конвейером, выполненного для условий ССГОКа.

6. Исследована кинематика и динамика процесса движения груза б грузоподавших и грузоприемщик: устройствах, на их основе найдены зависимости конструктивных параметров от -массы и геометрических размеров кусков груза.

7„ В результате исследований автором впервые установлены оснсо-ныз параметры конструкции механизмов узла загрузки пластинчатого конвейера.

8. Результаты экспериментальной отработки конструктивных параметров грузоподааЕИХ и грузоприёмных устройств показали высокую сходимость с теоретически?® положениями, погрешность экспериментов не более 20

Основные рзаультаты исследований изложены в работах:

1. Акашев А.З., Роаскоэ А.В* Погрузочный узел карьерного крутонаклонного конвейера. Тез.докл. нпучно-практачзской конфоронцик молодых учёных я специалистов "Молодке учёные - развитии научно-технического прогресса".- Караганда: Kaplß№5,1987. - с.13-14.

2. Акавсв А.З. Опытио-прмкалениый участок ЦПТ с крутонаклоншм пластинчатым конвейере;.? для условий Сарбайского карьера ССГПО. Технологическое задание. Шифр ТЗЛ-2.14-14-644-89. Угв.ДО СССР 20.12.09 )/Данияров А.Н., Рохков A.D. ,Кг»»н В.Н. и др.// Разраб.ИГД »I СССР

к КарПта.-Карагагеда-Свэрдлоаск: КарШ, 1939- 48 с.

3. Акашсн А.З. Вромонноэ руководство по проектирование к расчёту конвейерных линий с «рутояакяокниа к другими пластинчатыми конвейерами .НТД.Утв.ММ СССР 5.04.1990/Даняяров Л.Н.,Кучин В.Н. и др.// Раз раб. Гнпроруда и г&рЮТ. -Я. -Караганда: КарПТИ,1990. 81 с.

4. Акашев А.З. A.c. 153762? СССР, В 65 С 47/74. Загрузочный узел крутонаклонного пластинчатого конэейера/Дагаяров А.Н.,Кучин В.Н., Рутхевич В.И. н др. - 4401146/27-03 ; 3аявл.31.03.88. Опубл. 23.01.90, Бюя.Р 3

5. -ткеБич В.И., Анашев А.З. Определение конструктивных пара-

кстров тягозо-иоддеркивающэго контура ярутонаяяонного пяастштато-го конвейера// Сб.научных трудов КарПТИ "Развитие и совершенство-вагеш транспорта горных пр9дприятий".-1&рага1ща:КарПТИ,19Э1 „с„50~64.

б. Акаяеп Л.З. Исследование процесса загрузки пластинчатого конвейера. Тез.докд. региональной научно-техкичэскоП конференции "Разработка косых и совершенствование существующих средств к способов безопасной выемки угля в усложняющихся условиях".-Караганда: КНИУИ.1991. с.25-27.

7« Лкакев А.3. Внешние импульсные воздействия на загрузочиуО узел крутонаклонного пластинчатого конвейера при порционной пода-у груза барабанным питатеаем/Никифоровский А.И., Роякои А. В.//Го а» докл. Всесоюзного научш-праятичеехого совещания "Тоорзти*йсяие к технологические аспекты создания и прююпэпня силовых имлульсни;; систем".-Караганде.: КарЦИТИ, 1990. с.210

24

T Y И I Н

Аг;ажв Арсен Зэк1рулы

Осы кумыата тарту-устамаль»; нусцауы ктрткелбеулf к,атпарлы конвойзрлердщ жгктсме тогысуын жасау жолдарына арналгал.

. К^рсьюо1дадал цоргау щондыргиларинин жалпы топтастирмалары цуламалы жуктерд!ц соеды энэргиясын элс1рету тургысыная царас-тырылып.алынган нэтижэлердгц иаггэ !нде .конэей'зрлердгн жуктеудщ жацэ. тас1лдар1 усынылган жане онымои к^тамъсыэ етет1н к;ондар-гылар бер1лгзн.

Ктатеме тогисуыньщ механиэчдэр1н!ц н°гхзг! кТРасть1РУ елзэм-дарг ыцгайландырылган.Жгктемэ тогысуында.жукт щ кинематикалыц жзне дикамикалы^ цоэгаластары царас тырылып, tjори*лык жене тэж-рябел1 зерттеулзрдщ корытындыларьшын сэПкестiKTepi аньщталган.

AXASHEV ASSEW 2AKIR0VICH

This work is w elsbar&iicPi of loading unit of hiffh ens:l® apren conveyer »ith uppor supporting link circuit. Ircpact proof proteotlnar dsvioas sera olessificd in this work based an ifca reduction of th? foiling1 load impact energy, on ahioh the nssr siathod of loading to the oonveyer end its realizing il'jvicz.The paraaaters of loading unit davloa »ere dovoiopwd--as soil aa the dynamics wao ¡sxplored in loading unit. St. VB3 defined that tho theoretic and practical research gave tha sma rasults.