автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Установление параметров и режимов нагружения силового каркаса шахтных переносных вулканизационных прессов

кандидата технических наук
Васильев, Александр Николаевич
город
Москва
год
2004
специальность ВАК РФ
05.05.06
Диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению на тему «Установление параметров и режимов нагружения силового каркаса шахтных переносных вулканизационных прессов»

Автореферат диссертации по теме "Установление параметров и режимов нагружения силового каркаса шахтных переносных вулканизационных прессов"

На правах рукописи Васильев Александр Николаевич

УДК 621.867.2

Установление параметров и режимов нагружения силового каркаса шахтных переносных вулканизационных прессов

Специальность 05.05.06 - Горные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена в Московском государственном горном университете и ОАО Боровичский завод «Полимермаш»

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Островский Михаил Сергеевич

Ведущее предприятие - ОАО Объединенная угольная компания «Южкузбассуголь»

Защита состоится «_24_» декабря 2004 г. в 12.00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.128.09 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, д. 6, ауд. Д-250

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке МГГУ.

Автореферат разослан" 24" ноября 2004 г.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Галкин Владимир Иванович

кандидат технических наук

Егоров Петр Николаевич

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, профессор

Е.Е. Шешко

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Постоянное увеличение производительности и длины ленточных конвейеров предъявляет повышенные требования к надежности их работы. Показатели надежности большинства узлов современных ленточных конвейеров являются весьма высокими. В то же время наиболее слабым и ненадежным элементом продолжают оставаться стыковые соединения конвейерных лент. Вследствие их разрушения нарушается ритмичная работа конвейеров, увеличивается расход конвейерных лент и стоимость транспортирования полезного ископаемого.

В настоящее время эксплуатационные характеристики стыковых соединений, выполненных методом горячей вулканизации гораздо выше, чем у соединений, выполненных другими способами, а для резинот-росовых лент этот способ соединения вообще является единственно допустимым. Применяемые на горных предприятиях прессы с жесткими плитами, в которые вмонтированы электрические нагревательные элементы из проволочной спирали не могут обеспечить равномерного распределения давления и необходимой стабильности температуры нагрева по всей площади вулканизации. Вследствие разности толщины подготовленного к вулканизации соединения, достигающей 4 - 5 мм, разности с толщине отдельных плит, а также прогибов элементов конструкции прессов по площади вулканизации неизбежно возникают участки с разными давлениями, на которых происходит либо "пережог", либо не-довулканизация резины. Участки с такими дефектами стыкового соединения являются очагами, с которых начинается их разрушение, а следовательно, снижается их общая прочность и надежность. В среднем в год на шахтах России выполняются тысячи стыковых соединений методом горячей вулканизации.

Таким образом, создание шахтного переносного вулканизационного пресса для конвейерных лент, обеспечивающего необходимую равномерность распределения рабочего давления по площади стыкового соединения, при котором обеспечиваются его большие прочность и долговечность, является актуальной научной задачей.

Целью работы является установление закономерностей силового взаимодействия элементов вулканизационного пресса со стыковым соединением конвейерной ленты, р. " ивной схемы вул-

канизационного пресса, обеспечивающей необходимую равномерность рабочего давления по площади стыкового соединения, при которой обеспечивается его большая прочность и долговечность, является актуальной задачей.

Идея работы состоит в создании необходимой равномерности распределения давления по поверхности стыкового соединения путем использования элементов специальной конструкции, а также путем создания предварительного давления при помощи винтового нажимного устройства с последующим доведением этого давления до номинальной величины за счет применения диафрагмы давления.

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

- математическая модель силового каркаса вулканизационного пресса с внешним, внутренним и комбинированным замыканием силового каркаса, позволяющая определить напряженно-деформированное состояние элементов пресса и стыкового соединения в зависимости от их конструктивных параметров и физико-механических свойств;

- физико-механические свойства резины и их изменение в процессе вулканизации существенно влияют на напряженно-деформированное состояние пресса при вулканизации резинотканевых лент и незначительно - при вулканизации резинотросовых;

- распределение напряжений в элементах пресса и давления на стыковое соединение ленты определяется краевыми эффектами, зависящими от сочетания граничных и начальных условий деформирования на конгурах диафрагмы и стыкового соединения, а также от материала диафрагмы;

- существует рациональная величина предварительной внешней нагрузки на силовой каркас пресса, зависящая от типа и конструкции вулканизируемой ленты, ее физико-механических свойств и геометрических размеров, обеспечивающая необходимую равномерность передаваемого от диафрагмы гидростатического давления на стыковое соединение ленты.

Обоснованность и достоверность научных положений, методология и методы исследования.

Достоверность основных научных положений подтверждена анализом существующих экспериментальных и теоретических данных, данных

моделирования на ЭВМ основных математических моделей, анализом значимости и практической интерпретацией выявленных эффектов, возникающих при взаимодействии элементов силового каркаса пресса со стыковым соединением конвейерной ленты.

Теоретические исследования основаны на теории упругости, сопротивления материалов, математическом анализе, прикладной механике, математической статистике.

Экспериментальные исследования основаны на моделировании на ЭВМ методом конечных элементов работы различных узлов вулканиза-ционного пресса (силовых балок, нагревательных плит, диафрагмы и др.), а также пресса в целом; определение закономерностей распределения давления по поверхности стыкового соединения выполнено на промышленном образце вулканизационного пресса Боровичского завода «Полимермаш».

Достоверность результатов теоретических исследований подтверждается также удовлетворительной корреляцией теоретических исследований и экспериментальных данных (расхождение 10 %).

Научное значение работы заключается в разработке математической модели вулканизационного пресса, обосновании рациональной расчетной схемы силового каркаса пресса и процесса его нагружения, обеспечивающих необходимую равномерность распределения давления по поверхности стыкового соединения вулканизируемой ленты.

Практическое значение работы заключается в разработке конструктивной схемы и рекомендаций по выбору геометрических параметров элементов шахтных переносных вулканизационных прессов, а также рациональных режимов нагружения его силового каркаса.

Реализация результатов работы. Разработанные конструктивные схемы и рекомендации по выбору геометрических параметров элементов шахтных переносных вулканизационных прессов и рациональных режимов нагружения силового каркаса реализованы при изготовлении Боровичским заводом «Полимермаш» шахтных переносных вулканизационных прессов для конвейерных лент шириной 1000 мм.

Апробация работы. Работа и основные ее положения докладывались на научных симпозиумах «Неделя горняка - 2002, 2003» в МГГУ, на первой и третьей Международной научно-практической конференции по проблемам конвейерного транспорта в г. Боровичи в 2000 и 2003 гг., в отделе подземного транспорта ИГД им. А.А.

Скочинского в 2001 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы пять статей, одно свидетельство на полезную модель и один патент на изобретение.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 63 рисунка, 3 таблицы, список литературы из 65 наименований.

Основное содержание работы

Объектом исследования в диссертации является вулканизацион-ный пресс, применяемый на горных предприятиях для изготовления стыковых соединений конвейерных лент.

Теоретическими и практическими вопросами соединения конвейерных лент, а также разработкой конструкций прессов занимались многие отечественные ученые и конструкторы: Билан НЕ., Биличенко Н.Я., Беляк Л.А., Высочин Е.М., Голиков Г.Ф., Григорьев Ю.И., Гридчин B.C., Деркач П.М., Заболотный Ю.В., Завгородний Е.Х., Ищук В.И., Карбасов О.Г., Кондрашин Ю.А., Котов М.А., Кроль Б.А., Котт И.М., Лепетов В.А., Мадера В.А., Матов А.В., Подопригора Ю.А., Пасечный В.Ф., Реутов А.А., Романюха И.Е., Рыжих Б.Л., Скворцов А.М., Стаховский Е.А., Шаповалов А.А., Томчин Л.Б., Фридлендер НА., Чернов Р.И., Шконда В.В., Юркан-ский В.Ц. и другие.

Разработкой конструкций вулканизационных прессов занимались институты ИГД им. А.А. Скочинского, НИИРП, МГГУ, ДонУГИ, Донгипро-углемаш, ЛенНИИхиммаш, заводы: Александровский машзавод, Боро-вичский завод «Полимермаш», Рутченковский рудоремонтный, зарубежные фирмы «Нилос», «Вагенер-Швельм», «Шульте Штатхаус», «Аль-мекс» и другие.

Одним из основных недостатков существующих конструкций прессов является создание при работе недостаточно равномерного давления по поверхности стыкового соединения, что приводит к неравномерному прогреву соединения Участки с дефектами соединения и сниженной прочностью сердечника ленты из-за перегрева или недогрева являются очагами начала разрушения и расслоения соединения и снижают их долговечность и надежность в работе.

Работа посвящена установлению закономерностей силового взаимодействия вулканизационного пресса со стыковым соединением лен-

ты, позволяющих обеспечить необходимую равномерность давления по площади контакта.

Первая глава посвящена анализу современных конструкций вул-канизационных прессов, тенденциям их развития и рассмотрению возможных методов решения задачи о распределении давления по площади стыкового соединения ленты и расчета силовых элементов каркасов прессов.

Для того чтобы получить качественное стыковое соединение конвейерной ленты методом горячей вулканизации необходимо выполнить следующие требования:

- обеспечить равномерно распределенное по всей поверхности соединение давления: для резинотканевых лент оно должно быть 0,8 + 1,0 МПа, для резинотросовых -1,5 МПа;

- обеспечить требуемую температуру, обычно 150°С при неравномерности по поверхности ± 5°С.

Выполненный в главе анализ существующих конструкций и патентных материалов показал, что разнообразие реализованных предложений и возможных технических решений может быть сведено к нескольким практически реализованным конструкциям.

Одной из наиболее прогрессивных конструкций является в настоящее время конструкция серийных прессов Боровичского завода «Полимермаш» (рис. 1).

6 3 1 5 4 7 8 2

Рис. 1. Схема вулканизационного переносного пресса типа ПСШ: 1-стык ленты; 2 - верхняя нагревательная плита; 3 - нижняя нагревательная плита; 4 - силовая металлическая диафрагма; 5 - силовая балка-траверса; 6 - винтовая стяжка; 7 - листы теплоизоляционные; 8 - боковые линейки

В главе отмечается, что в технической литературе практически отсутствуют данные по теоретическим и экспериментальным исследованиям распределения давления по площади стыкового соединения для

прессов с различными способами замыкания силовых каркасов и конструктивным исполнением узлов давления. Отсутствуют также данные ведущих фирм - изготовителей вулканизационных прессов по расчету на прочность и жесткость элементов конструкции и выбору конструктивных параметров нажимных балок и других элементов.

Сделанные в главе выводы позволили сформулировать цель настоящей работы как установление закономерностей силового взаимодействия элементов вулканизационного пресса со стыковым соединением конвейерной ленты для обоснования выбора элементов пресса и режимов его нагружения.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- аналитически исследовать напряженно-деформированное состояние элементов пресса и разработать основную расчетную схему пресса с учетом физико-механических свойств конвейерных лент;

- для проверки основных теоретических положений разработать цифровую модель системы "пресс-лента" и выполнить расчеты на ЭВМ в заданной области изменения основных параметров пресса;

- обосновать наиболее рациональную схему замыкания силовой части вулканизационного пресса;

- обосновать режимы нагружения силового каркаса пресса и элаСТИЧНЫХ ДИафрЗГГ*', с5бСПвЧиВагСи-|/'С необходимую рЗБп'СМСрмССТи давления на стыковое соединение ленты.

Во второй главе рассмотрены теоретические вопросы, связанные с расчетом напряженного состояния пресса и ленты во время процесса вулканизации.

После сборки стыкового соединения конвейерной ленты в пакет в его поперечных сечениях получается некоторая комбинация элементов ленты и слоев невулканизированной резины. Соотношение между долей площади поперечного сечения стыкового соединения, занимаемого не-вулканизированной резиной S\ и долей площади, принадлежащей собственно ленте s2, определяется типом ленты. Для резинотросовых лент соотношение Si/s2 значительно больше, чем для резинотканевых, и следовательно, больше объем вулканизируемой резины.

Для ступенчатого соединения многопрокладочных лент соотношение Si/s2 весьма мало и поэтому агрегатный модуль при сжатии может

вулканизированной резиной вх и долей площади, принадлежащей собственно ленте э2, определяется типом ленты. Для резинотросовых лент соотношение Б]/Б2 значительно больше, чем для резинотканевых, и следовательно, больше объем вулканизируемой резины.

Для ступенчатого соединения многопрокладочных лент соотношение Б1/э2 весьма мало и поэтому агрегатный модуль при сжатии может быть принят равным агрегатному модулю собственно ленты без учета его возможного изменения в процессе вулканизации. В работе получено следующее выражение для агрегатного модуля упругости резинотканевой ленты на сжатие:

ЕЛ=Е(

1 + -

Ш,

пр

(1)

где ЕР - модуль упругости резины; / - число прокладок в ленте; Ипр -

толщина прокладки.

Для резинотросовой ленты на основании экспериментальных исследований модуль упругости в поперечном направлении Ец принят равным модулю упругости резины, при расчете же жесткости учитывалась только толщина слоев обкладочной резины.

В работе показано, что в процессе вулканизации реологические свойства резины можно не учитывать и при расчетах пользоваться статическим модулем упругости, коэффициент Пуассона следует принимать равным объемный модуль упругости определять по формуле

«"эга- (2)

где й - модуль сдвига резины.

Таким образом, в теоретической задаче определения нормальных напряжений по площади стыкового соединения значение модуля упругости резины, рассчитываемое по выражению (2), принято равным ЕР=ЕУ, исходя из изменяющегося в процессе вулканизации значения й.

Далее в главе выполнена оценка распределения давлений по ширине стыкового соединения ленты в прессах с различными видами замыкания силового каркаса.

Первоначально рассмотрен вариант с внешним замыканием силового каркаса.

Для оценки распределения давлений по ширине стыкового соединения расчетная схема представлена следующим образом: нажимная балка нагружена сосредоточенными силами р и лежит на упругом основании (ленте), толщина которого вследствие симметрии формы прогиба вмещающих стыковое соединение плоскостей равна половине толщины ленты, которая в свою очередь лежит на жестком основании. Принято, что реакция упругого основания в каждой точке пропорциональна прогибу балки w в этой точке.

Дифференциальное уравнение изогнутой оси балки имеет вид

¥J

где

отпорность упругого основ бдн=и А ;

0,5/^

(3)

коэффициент

постели; ь - ширина балки; - приведенная толщина ленты; Ел - агрегатный модуль упругости стыкового соединения при сжатии.

Решение данного уравнения при соответствующих граничных условиях имеет вид:

где - угол поворота упругой линии; - изгибающий момент,

- перерезывающая сила - безразмерная абсцис-

са; - функции А Н. Крылова.

В работе на основании принятой модели (3) выполнены расчеты по распределению давления по ширине стыкового соединения для рези-нотросовой ленты РТЛ 3150 и резинотканевой пятипрокладочной ленты ТК - 300 шириной В=1000мм. В качестве нажимной балки принят сварной двутавр шириной 13 см, при этом для создания среднего давления 1,5 МПа необходимое усилие в одной винтовой стяжке равно Р=102 кН.

В главе приведены результаты расчета, из которых следует, что распределение давления по ширине стыкового соединения неравномерное, причем для тканевой ленты неравномерность гораздо существеннее. Это связано с тем, что для многопрокладочной ленты агрегат -

ный модуль при сжатии существенно больше, чем объемный модуль упругости резины обкладок тросовой ленты.

В главе выполнен также анализ влияния различных факторов на распределение давления по ширине стыкового соединения. Для оценки неравномерности распределения введен коэффициент пережатия бортов, равный

где - давления по бортам ленты и в центральной части.

Выражение для коэффициента пережатия имеет вид

где А,В,С,О - значения функций А.Н. Крылова при аргументе ¿¡ = 1/Ь] а -расстояние от стяжки до борта ленты.

Из выражения (5) следует, что неравномерность распределения давления по ширине стыка определяется только приведенной длиной

балки - — и величиной а.

I

С использованием зависимости (5) в работе определен коэффициент ц для лент различной ширины. Установлено, что снижение коэффициента достигается только при небольших значениях коэффициента постели Сл, что соответствует одно- или двухпрокладочным тканевым лентам или резинотросовым лентам с большой толщиной обкладок и малым диаметром тросов. Для других типов лент рассмотренный вариант создания давления дает неприемлемо большие значения коэффициента пережатия

Далее аналитически решена задача для случая внутреннего замыкания силового каркаса. Расчетная модель для этого случая представлена в виде шарнирно-опертсй (подвешенной) трехслойной балки. Нижняя балка силового каркаса является хребтовой, верхняя балка - нагревательная плита с выравнивающим листом, вулканизируемый слой ленты моделируется упругими поперечными связями.

Система дифференциальных уравнений упругих линий балок записана в виде

ск'

- прогибы первой и второй балок; - ин-

тенсивность внешней погонной нагрузки; р - внешняя сосредоточенная нагрузка; - отпорность упругой связи.

В работе получено решение системы уравнений (6), проанализировано влияние некоторых факторов на распределение давления по ширине ленты. В частности, установлено, что прессы с эластичными диафрагмами обеспечивают гораздо более равномерное распределение давления по площади вулканизации.

В третьей главе исследован характер распределения давления по площади стыкового соединения в зависимости от исполнения конструктивных элементов (силовых балок, диафрагмы и пр.) и схем замыкания силового каркаса.

На основании выполненного в гл. 2 теоретического анализа в работе сделано заключение о том, что неравномерность распределения давления по площади стыкового соединения проявляется главным образом на границах пресса, т. е. определяется краевыми эффектами, зависящими от сложного сочетания начальных и граничных условий деформирования на контурах как вулканизируемого соединения, так и элементов силового каркаса. Поскольку такая система является многослойной упругой конструкцией, у которой некоторые слои имеют переменную жесткость или являются составными, то более детальное аналитическое исследование трехмерной задачи оказалось практически невозможным.

В работе дальнейшее исследование конструкции пресса и распределения давления на стыковое соединение выполнено путем проведения вычислительного эксперимента на ЭВМ методом конечных элементов.

Первоначально исследован вулканизационный пресс с внешним замыканием силового каркаса. Для оценки распределения давления по площади стыкового соединения с учетом местных прогибов полок двутавровой балки вследствие симметрии задачи моделирование выполне-

но на половине модели. Стыковое соединение ленты смоделировано 45 пружинами, установленными в каждом узле элементов верхних полок и работающими на сжатие при приложении внешней силы к консоли балки. Коэффициент жесткости каждой из 45 условных пружин

где п„р=45.

Моделирование показало, что при рассмотрении более точной объемной модели получается еще более неравномерное распределение давлений по площади соединения, чем при теоретических расчетах, причем при увеличении величины жесткости ленты на сжатие сл эта неравномерность возрастает. Моделирование также показало, что имеет место как пережатие бортов ленты, так и недопустимое снижение давления на стыковое соединение по краям полок балок-траверс.

На основании выполненного вычислительного эксперимента сделано заключение, что в прессах с внешним замыканием силового каркаса имеют место не только значительные превышения номинального давления (примерно в 2-3 раза), но и локальные снижения давления (в 1,5+2,5 раза) в некоторых областях соединения. При увеличении модуля упругости ленты при ее всестороннем сжатии от 5 до 30 МПа отношение максимального давления к минимальному увеличивается и составляет 2,5+10. Таким образом, и моделированием подтверждено, что данный вариант нагружения не обеспечивает необходимой равномерности давления на стыковое соединение, а следовательно, и качества вулканизации.

Далее с использованием МКЭ было также исследовано напряженно-деформированное состояние пресса с внутренним замыканием силового каркаса и узлами давления, выполненными в виде силовых диафрагм.

При исследовании распределения давления по площади стыкового соединения рассмотрена четверть диафрагмы с аналогичными условиями закрепления, которая лежит на пластине, моделирующей верхнюю нагревательную плиту со слоем теплоизоляции и выравнивающим листом. Эта пластина с эквивалентной изгибной жесткостью К^ лежит на пластине, моделирующей стыковое соединение, которая в свою очередь положена на верхние полки нижней двутавровой балки; полки име-

ли приведенную толщину, учитывающую изгибную жесткость всех остальных элементов.

Установлено, что при шарнирном закреплении борта диафрагмы происходит выпучивание ее закругленной части относительно линии закрепления, т. е. линии ее сечения горизонтальной плоскостью симметрии. Так как такое выпучивание одной половины закругленной части диафрагмы недопустимо, далее было принято решение закрепление борта диафрагмы выполнять как заделку. Для подобного закрепления был выполнен расчет распределения давления по площади стыкового соединения при следующих исходных данных: ширина ленты - 1000 мм, толщина ленты модуль упругости ленты на сжатие

модуль упругости верхней балки нижней

В результате решения установлено, что давление вдоль средней части стыка - по хребту силовой балки остается практически постоянным и приблизительно равным прилагаемому гидростатическому давлению в диафрагме р = 1,5МПа.

Кроме различных видов закрепления диафрагмы и материалов для их изготовления, также исследованы и конструктивные исполнения силовых балок. Показано, что применение коробчатой балки, имеющей большую жесткость, позволяет получить более равномерное распределение давлений по площади стыкового соединения и, что важно, позволяет существенно снизить недожатие по борту диафрагмы; дальнейшее выравнивание давления происходит при замене металлической диафрагмы на диафрагму из синтетического материала, а также за счет выноса торцов диафрагмы за границу бортов стыкового соединения.

В четвертой главе исследованы режимы нагружения вулканиза-ционных прессов с комбинированным замыканием силового каркаса.

Выполненный в гл. 3 анализ позволил сделать вывод о целесообразности использования в вулканизационных прессах схемы с комбинированным замыканием силового каркаса, а также предварительного нагружения стыкового соединения при помощи винтовой затяжки с последующим доведением давления до номинальной величины с помощью гидравлической диафрагмы. При этом возникает задача обоснования рационального соотношения между усилием винтовой затяжки и гидростатическим усилием, создаваемым диафрагмой.

Данное исследование также выполнено путем моделирования на ЭВМ, но в уточненной постановке для лент шириной 1000 мм и 1600 мм, различных значений модуля сдвига материала резины, различной из-гибной жесткости нажимных балок, диафрагмы, выравнивающего листа и слоя теплоизоляции. Рассмотрены также два варианта закрепления торцов диафрагмы: свободные и вынесенные за пределы стыкового соединения защемленные торцы. Всего было исследовано 11 вариантов конструкции пресса.

Первоначально было выполнено исследование напряженно-деформированного состояния единичного модуля пресса для ленты шириной В = 1000мм. Моделирование показало, что при давлении 1,5 МПа в диафрагме и при малой предварительной затяжке болтов (70 кН) давление по всей площади стыкового соединения меньше рабочего давления, т. к. существенная часть давления не передается на стыковое соединение ленты из-за значительных вертикальных напряжений в самой диафрагме по ее периметру. Для данного случая усилие в стяжных болтах после подачи рабочего давления в диафрагму составило 130 кН, при этом расчетное усилие при равномерном давлении на стыковое соединение, равном 1,5 МПа, должно составлять около 200 кН. При увеличении предварительного усилия в болтовом соединении до 120 кН максимальное давление увеличивается в некоторых областях соединения до величины 2,047 МПа, а в средней части давление сказывается ниже расчетного. Дальнейшее увеличение предварительной затяжки до величины 200 кН приводит к возрастанию давления в некоторых областях (вблизи торцевой части) до значения 3 МПа.

На основании моделирования сделан вывод о необходимости изменения конструкции модуля пресса. Длина диафрагмы была увеличена с тем, чтобы середины жестких стальных торцевых заглушек диафрагмы были расположены строго под крайними вертикальными ребрами жесткости двутавровых балок. Такая конструкция способствует замыканию части предварительного усилия болтов через ребра жесткости балки, торцевые заглушки и стальные боковые линейки, снижая пережатие бортов ленты.

Исследование измененной конструкции показало, что имеет место существенное уменьшение зависимости пережатия бортов от усилия предварительной затяжки, а также более равномерное распределение давлений по всей области стыкового соединения; кроме того, было ус-

тановлено, что существует рациональное усилие предварительной затяжки болтов, при котором борта соединения не пережимаются, а распределение давления по площади достаточно равномерно.

Наряду с варьированием силовых характеристик в работе исследовано влияние физико-механических характеристик стыкового соединения (й п Ц) на распределение давления по области вулканизации, также варьировались свойства следующих элементов пресса:

- толщина верхнего и нижнего выравнивающих листов;

- жесткость силовых балок;

- жесткость листов теплоизоляции;

- модуль упругости материала диафрагмы, в частности, замена металлической диафрагмы диафрагмой, изготовленной из синтетического материала.

Результаты моделирования позволили сделать следующие выводы:

- при увеличении толщины выравнивающих листов с 3 до 6 мм происходит некоторое выравнивание распределения давлений:

изменяется до значения воз-

растает до величины однако значительного увеличения

давления в срединной плоскости достичь не удалось; дальнейшее увеличение толщины листов улучшает распределение давлений, но масса листов становится недопустимо большой, что особенно важно для переносных прессов;

- увеличение жесткости силовых балок, например, за счет увеличения толщины листа двутавровой балки с 6 до 10 мм приводит к увеличению давления в средней части соединения (с 0,6 МПа до 0,8 МПа), но при этом возрастает давление и на бортах ленты (с 0,8 до 1,97 МПа); в работе сделано заключение, что подобное решение не позволяет существенно снизить неравномерность давления по площади соединения.

Результаты моделирования позволили также заключить, что отмеченный выше краевой эффект проявляется в большей степени в тех зонах стыкового соединения, где происходит опирание на крайние полки двутавровых балок, между средними и соседними ребрами жесткости. Излишний местный прогиб полок между ребрами не позволяет дожать эти участки в указанных зонах. Введение в двутавровые балки дополнительных ребер жесткости в средней части позволяет несколько выровнять давление и снизить проявление этого эффекта.

Использование в качестве теплоизоляционного материала вместо отрезков конвейерной ленты листов из стеклопластика (модуль упругости изменялся от 40 до 4000 МПа) показало, что картина распределения давлений по площади соединения изменяется незначительно, даже при значительном увеличении поперечной жесткости вулканизационного соединения.

Применение диафрагм с различным модулем упругости (от металлических диафрагм до капроновых показало, что в последнем случае происходит существенное выравнивание давлений по площади соединения и в значительной степени устраняются краевые эффекты.

Аналогичные результаты были получены и при моделировании прессов для лент шириной в = 1600мм.

На основании моделирования в главе выполнен анализ результатов. Перечень вариантов моделирования приведен в табл. 1.

Таблица 1

Значения переменных условий моделирования напряженно-деформированного состояния вулканизационного пресса

№ варианта модели Толщина листа бапки, мм Модуль упругости материала теплоизоляции, МПа Параметры резины стыкового соединения Гидростатическое давление в диафрагме, Р„ом, МПа Диапазон усилий затяжки винтов, кН

Твердость по ТМ-2 Модуль сдвига, С, МПа Модуль объемного сжатия, Еу ,МПа

1 4 1 8 9 10 11 13

1 6 40 74 0 1,6 40 1.5 70-204

2 6 40 74,0 1,6 40 1,5 70-204

3 6 40 74,0 1,6 40 1,7 80-231

4а 6 40 63,5 0,8 20 1,5 70-204

46 6 40 82,0 2,0 50 1,5 70-204

5 6 40 53,5 0,8 20 1,5 70-204

6 10 40 53,5 0,8 20 1,5 70-204

7 6 4000 53,5 0,8 20 1,5 70-204

8 6 40 53,5 0,8 20 1,5 70-204

9 6 40 53,5 0,8 20 1,5 112-327

10 6 4000 53,5 0,8 20 1,5 112-327

Для вариантов приняты следующие значения параметров ширина ленты В=1000мм(1-8), В=1600мм (9,10), высота нажимной балки НБ=170мм (1-8) НБ=350мм (9,10), толщина выравнивающего листа п=3мм (1-4,6-10), п=6мм (5), модуль упругости материала диафрагмы Ед=2 103 (8,10), Ед=2 105 в остальных вариантах, торцы диафрагмы защемлены во всех вариантах, кроме первого

С целью анализа зависимости неравномерности распределения давления по площади стыкового соединения от усилия предварительной затяжки винтов построены графики зависимостей максимального, среднего и минимального давления от усилия предварительной затяжки, взятого в процентах от максимально возможного усилия в винтовой стяжке после подачи давления в диафрагму (рис 2, 3 и 4). Кривые на рисунках приведены под номерами, соответствующими номерам вариантов по табл. 1.

Рис.2. Зависимости максимального давления на стыковое соединение от усилия предварительной затяжки болтов(характеристика вариантов модели 1-10-в табл 4.1)

Рис.3. Зависимости среднего по площади стыкового соединения давления от усилия предварительной затяжки болтов

Рис.4. Зависимости минимального давления на стыковое соединение от усилия предварительной затяжки болтов

На рис. 5 приведены графики зависимости максимально и минимально допустимого давлений на стыковое соединение в зависимости от температуры, при которой происходит вулканизация, по данным фирмы «Вагенер - Швельм». Например, при номинальной температуре вулканизации резинотросовых лент 150°С допустимое отклонение температуры составляет ± 2°С, фактическое не превышает ± 5°С. Поэтому можно принять ртш <1Щ17а, ртл >0,65Ша(см. рис.5).

Анализ зависимостей, приведенных на рис.2, 3 и 4, позволил сделать следующие выводы. Максимальное давление практически находится во всех случаях в допустимых пределах. Однако во всех случаях коэффициент вариации давления необходимо снижать зз счет повышения минимального давления при ограничениях на рост максимального. Из рис. 2 также видно, что отсутствие защемления торцов диафрагмы, а также повышение толщины листа нажимных балок исключают возможность плавного регулирования давления на стыковое соединение с помощью предварительной затяжки винтов пресса.

При увеличении твердости резины в процессе вулканизации неравномерность распределения давления резко увеличивается (растет максимальное и падает минимальное давление). Диапазон активного

регулирования давления с помощью предварительной затяжки винтового соединения составляет примерно 30 - 60 % от максимально возможного усилия в винтовой стяжке. При этом исполнение диафрагмы из весьма эластичного материала (кривые 8 и 10) позволяет решить задачу равномерного распределения давления без необходимости предварительной затяжки винтов.

Рис.5. Допустимые пределы изменения давления при различной температуре вулканизации

При большой ширине вулканизируемой ленты (кривая 9) может быть рекомендовано увеличение как максимального, так и минимального давлений зз счет унеличения номинального (например, от 1,5 до 1,7 МПа), поскольку только тогда возможно регулирование давления и его равномерное распределение с помощью изменения усилия предварительной затяжки винтов.

Графики изменения среднего по площади стыкового соединения давления (см. рис. 3) показывают одновременно и изменение фактического усилия в винтовой стяжке после подачи давления в диафрагму (в % от максимально возможного). Поэтому их можно использовать для регулирования давления на стыковое соединение после увеличения твердости резины в процессе вулканизации за счет изменения усилия затяжки винтов.

Полученные автором научные результаты использованы при разработке конструкции шахтного переносного пресса для вулканизации конвейерных лент шириной 1000 мм. Пресс изготовляется Боро-вичским заводом «Полимермаш», в настоящее время изготовлено более 30 прессов.

Заключение

В результате выполненных исследований дано новое решение актуальной научной задачи по созданию шахтного переносного вулканизационного пресса для конвейерных лент, обеспечивающего необходимую равномерность рабочего давления по площади стыкового соединения, что позволяет повысить общую прочность и долговечность конвейерных лент при их эксплуатации на горных предприятиях и улучшить технико-экономические показатели процесса транспортирования горной массы.

На основании выполненных исследований в работе сделаны следующие общие выводы

1. Перспективной конструкцией вулканизационного пресса для конвейерных лент, позволяющей получить необходимую равномерность рабочего давления по площади стыкового соединения, является пресс с комбинированным замыканием силовой системы.

2. Распределение напряжений в элементах вулканизационного пресса и давления на стыковое соединение определяется краевыми эффектами, возникающими при взаимодействии элементов силового каркаса и зависящими от сочетания граничных и начальных условий деформирования на контурах диасфрагмы и стыкового соединения, а также от типа материала диафрагмы давления.

3. Для силового каркаса вулканизационных прессов с комбинированным замыканием силовой схемы процесс нагружения должен включать два последовательных этапа: создание предварительного давления нагружения внешними силами с помощью винтового нажимного устройства с последующим доведением этого давления до номинальной величины с помощью внутренних сил, создаваемых диафрагмой давления.

4. Равномерность распределения давления на стыковое соединение ленты повышается как при создании на торцах диафрагмы граничных условий деформирования, близких к защемлению, так и путем выноса торцевых заглушек за границы бортов вулканизируемой ленты под крайние ребра жесткости стяжных балок. Во всех случаях целесообразно выполнять диафрагму давления из эластичного синтетического материала для повышения

равномерности распределения давления.

5. Существует рациональная величина предварительного усилия затяжки стяжных болтов, обеспечивающая необходимую равномерность передаваемого от диафрагмы давления на стыковое соединение ленты. Рекомендуемые значения этого усилия в процентах от номинального значения зависят от типа вулканизируемой ленты и ее физико-механических свойств и составляют: для резинотканевых лент: с металлической диафрагмой порядка 60%, с синтетической диафрагмой - 70 %, для резинотросовых лент: с металлической диафрагмой порядка 70%, с синтетической диафрагмой - 80%.

6. Изгибная жесткость листовых элементов конструкции пресса, определяемая их толщиной, влияет в основном на величину максимальных напряжений, возникающих вблизи сварных соединений элементов стяжных балок и диафрагм. Наиболее рациональной с точки зрения снижения металлоемкости пресса способами обеспечения прочности его элементов является: применение коробчатых балок.

7. Разработанные конструктивные схемы и рекомендации по выбору геометрических параметров элементов шахтных переносных вул-канизационных прессов реализованы при их изготовлении иОрСБнЧСКЖ ЗаЗСДСМ «мОЛИМврГ/аш» ДЛЯ КопЕоИбрНЫХ Л6К7 шириной 1000 мм, которые работают на шахтах 12 объединений в России, на шахтах Украины, Белоруссии и Эстонии.

Основные положения диссертации изложены в следующих научных работах:

1. Беляк ЛА, Васильев А.Н., Мананников П.Н. - Взрывобезопасные шахтные саморегулирующиеся (позисторные) прессы ПСШ 1. - Безопасность труда в промышленности. - 1999 г., - №11, - С. 41 -43.

2. Васильев А.Н., Мананников П.Н., Григорьев Ю.И. - Оборудование для вулканизации конвейерных лент завода «Полимермаш». - Глюкауф. - 2000 г.,-№1 ,-С.63-66.

3. Васильев А.Н., Мананников П.Н., Григорьев Ю.И. - Тенденции развития оборудования и приспособлений для стыковки конвейерных лент методом горячей вулканизации на ОАО «Боровичский завод «Полимермаш». -Горная промышленность - 2000 г., - №2, - С. 30-34.

4. Свидетельство на полезную модель №1486 от 10.09.2000 г. Нагревательное устройство пресса для стыковки и ремонта конвейерных лент. /Васильев А.Н., Григорьев Ю.И., Мананников П.Н., Павлюк И.О.

5. Васильев А.Н. - Расчет давления на площадь стыка вулканизируемой ленты в прессах с различной конструкцией силового каркаса. - М.: ГИАБ. -2002 -№11.

6. Васильев А.Н. - Расчет силовой конструкции пресса - вулканизатора типа ПСШ с помощью конечно-элементной модели. - М.: ГИАБ. - 2003 - №9.

7. Патент № 2196675 на изобретение от 20.01.2003 г. Нагревательное устройство вулканизационного пресса. /Васильев А.Н., Григорьев Ю.И., Мананников П.Н., Павлюк И.С.

Подписано в печать Формат 60x90/16

Объем 1 п. л. Тираж 100 экз. Заказ №6^0

Типография Московского государственного горного университета Москва, Ленинский проспект, 6

»254H

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Васильев, Александр Николаевич

Введение

1. Технологические требования к вулканизированным стыковым соединениям и прессам, аналитический обзор конструкции н методов расчета прессов и определение целей и задач исследования

1.1. Классификация функциональных элементов вулканизационных прессов

1.2. Классификация силовых каркасов вулканизационных прессов и анализ их расчетных схем

1.3. Методы расчета, используемые в практике проектирования вулканизационных прессов

1.4. Выводы, цель и задачи исследования

2. Теоретический анализ напряженного состояния стыкового соединения конвейерной ленты

2.1. Механические свойства стыковых соединений конвейерных лент при их вулканизации в прессах

2.2. Оценка распределения давления по ширине стыкового соединения ленты в конструкции пресса с внешним замыканием силового каркаса и симметричной формой прогиба вмещающих плоскостей

2.3. Аналитический метод решения задачи о распределении давления по ширине стыкового соединения и расчета балок с внутренним замыканием силового каркаса

2.4. Выводы к главе

3. Исследование распределения давления на стыковое соединение в прессах с различными схемами силовых каркасов

3.1. Постановка задачи

3.2. Исследование вулканизационного пресса с внешним замыканием силового каркаса

3.3. Исследование прессов с внутренним замыканием силового каркаса и узлами давления, выполненными в виде гидравлических диафрагм

3.4. Сравнительный анализ эффективности различных методов замыкания силового каркаса

3.5. Выводы к главе

4. Исследование режимов нагружения вулканизацнонных прессов с комбинированным замыканием силового каркаса

4.1. Особенности процесса нагружения стыкового соединения ленты в прессах с комбинированным замыканием силового каркаса 95 Л 4.2. Исследование режимов нагружения стыкового соединения в прессах с комбинированным замыканием силового каркаса

4.3. Анализ результатов моделирования

4.4. Выводы к главе 4 125 Выводы по работе 127 Список использованной литературы

Введение 2004 год, диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению, Васильев, Александр Николаевич

Ленточные конвейеры, благодаря их высокой производительности, простоте конструкции и обслуживания, низким эксплуатационным затратам и высокой надежности работы, являются наиболее эффективным средством непрерывного транспорта в горной промышленности. Это подтвердили и итоги реструктуризации горной промышленности, прошедшей в последние годы. Несмотря на сокращение удельного веса магистрального конвейерного транспорта на открытых угольных разработках, он остается основой транспортных систем на угольных шахтах. Уже в течение многих лет расширяется область применения ленточных конвейеров на открытых разработках скальных пород и руд, на карьерах черной и цветной металлургии.

В связи с постоянным увеличением производительности и длины ленточных конвейеров, предъявляются повышенные требования к надежности их работы. Показатели надежности большинства узлов современных ленточных конвейеров являются весьма высокими. В то же время наиболее слабым местом продолжают оставаться стыковые соединения ленты. Вследствие их разрушения нарушается ритмичная работа горных предприятий, увеличивается расход конвейерных лент и стоимость транспортирования. В настоящее время считается бесспорным преимущество метода горячей вулканизации перед другими способами стыковки конвейерных лент. Для резинотросовых лент этот способ вообще является единственно допустимым. Но продолжительность работы вулканизированных стыковых соединений даже в одинаковых условиях эксплуатации колеблется в очень широких пределах — от нескольких недель до нескольких месяцев и даже лет.

Как показали исследования, прочность, долговечность и надежность работы стыковых соединений снижается вследствие дефектов вулканизации: различная толщина резиновой прослойки (от 0,1-0,2 до 3-4 мм), различие в качестве резины прослойки и прочности ее связи с прокладками по площади стыка - в одних местах резина прослойки монолитная, и прочность ее связи с прокладками выше средних значений, в других, часто на больших участках, прослойки состоят из пористой или губчатой резины с низкими физико-механическими свойствами и имеет слабую связь с прокладками; недовулканизация и «пережоги» отдельных участков резиновой прослойки. Такие же дефекты имеются в резине заделки концов стыковых соединений.

Все это объясняется тем, что применяющиеся на горных предприятиях прессы с жесткими плитами и вмонтированными в их пазы электрическими нагревательными элементами из проволочной спирали не могут обеспечить равномерного распределения давления и необходимой стабильности температуры нагрева по всей площади вулканизации. Вследствие разности толщины подготовленного к вулканизации стыкового соединения, достигающей 4-5 мм, разности в толщине отдельных плит, прогибов элементов конструкции при использовании этих прессов по площади вулканизации неизбежно появятся участки с большим давлением, из которых нагретая резина прослойки выдавливается с смежные участки с меньшим давлением.

Участки с дефектами соединительного слоя и сниженной прочностью сердечника ленты вследствие его перегрева являются очагами начала разрушения стыков и расслоения лент, снижают их долговечность и надежность в работе.

Существенные недостатки указанных прессов - большая металлоемкость и масса отдельных узлов, трудоемкость и продолжительность сборки-разборки и процесса вулканизации.

На большинстве применяемых вулканизационных прессов отклонение температуры вулканизации составляет ±10°С по отношению к номинальной температуре, равной 140-160°С. В то же время имеет место многократное локальное превышение номинального давления на стыковое соединение, принимаемого, исходя из парового давления образующихся в процессе вулканизации водяного пара и других газов, для различных лент в пределах 1,0-1,7 МПа. Это вызывает повышенные напряжения в конструктивных элементах прессов, а следовательно, необходимость увеличения их размеров и массы, которые для шахтных переносных прессов ограничены весьма жесткими величинами.

Хотя проблеме совершенствования принципов действия и конструкции прессов для вулканизации конвейерных лент посвящено много исследовательских работ[6, 20, 24, 26, и др.], в том числе и диссертационных, практически все они посвящены разработке методов теплового расчета. Вопросы расчета силового каркаса вулканизационных прессов отражены практически только в одной работе. Но и в этой работе рассматриваются только вопросы укрупненного расчета конструктивных элементов пресса на прочность.

В существующей научно-технической литературе отсутствует также анализ распределения давления по площади стыкового соединения в прессах для вулканизации конвейерных лент и способов снижения его неравномерности. Конструктивные предложения по решению этой задачи основываются, большей частью, на умозрительных представлениях и не подкреплены аналитическими и экспериментальными исследованиями. Такое положение вызвано, на наш взгляд, сложностью теоретического описания напряженно-деформированного состояния элементов многослойной объемной конструкции вулканизационного пресса, многообразием конструктивных схем прессов при котором затруднена типизация их расчетных моделей, а также техническими трудностями экспериментального измерения давления на стыковое соединение.

В настоящей работе предложена классификация расчетных механических моделей прессов для вулканизации стыковых соединений конвейерных лент и выполнен укрупненный теоретический анализ распределения давления на стыковое соединение для двух основных выявленных схем си -лового каркаса таких прессов, основанный на соотношениях теории упругости и имеющихся данных о физико-механических сеойствох конвейер ных лент и вулканизационных резиновых смесей. Ввиду больших техничеа ских трудностей экспериментального измерения давления на стыковое соединение и напряжений в элементах пресса, выполнен вычислительный эксперимент на объемных конечно-элементных моделях вулканизационно-го пресса с использованием современных программных средств, реализующих метод конечных элементов (МКЭ).

Целью работы является установление закономерностей силового взаимодействия элементов вулканизационного пресса со стыковым соединением конвейерной ленты, разработка конструктивной схемы вулканизационного пресса, обеспечивающей необходимую равномерность рабочего давления по площади стыкового соединения, при которой обеспечивается его большая прочность и долговечность, является актуальной задачей.

Идея работы состоит в создании необходимой равномерности распределения давления по поверхности стыкового соединения путем использования элементов специальной конструкции, а также путем создания предварительного давления при помощи винтового нажимного устройства с последующим доведением этого давления до номинальной величины за счет применения диафрагмы давления.

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

• математическая модель силового каркаса вулканизационного пресса с внешним, внутренним и комбинированным замыканием силового каркаса, позволяющая определить напряженно-деформированное состояние элементов пресса и стыкового соединения в зависимости от их конструктивных параметров и физико-механических свойств;

• физико-механические свойства резины и их изменение в процессе вулканизации несущественно влияют на напряженно-деформированное состояние пресса при вулканизации резинотканевых лент и значительно - при вулканизации резинотросовых;

• распределение напряжений в элементах пресса и давления на стыковое соединение ленты определяется краевыми эффектами, зависящими от сочетания граничных и начальных условий деформирования на контурах диафрагмы и стыкового соединения, а также от материала диафрагмы;

• существует рациональная величина предварительной внешней нагрузки на силовой каркас пресса, зависящая от типа и конструкции вулканизируемой ленты, ее физико-механических свойств и геометрических размеров, обеспечивающая необходимую равномерность передаваемого от диафрагмы гидростатического давления на стыковое соединение ленты.

Обоснованность и достоверность научных положений, методология и методы исследования.'

Достоверность основных научных положений подтверждена анализом существующих экспериментальных и теоретических данных, данных моделирования на ЭВМ основных математических моделей, анализом значимости и практической интерпретации выявленных эффектов, возникающих при взаимодействии элементов силового каркаса пресса со стыковым соединением конвейерной ленты.

Теоретические исследования основаны на теории упругости, сопротивления материалов, математическом анализе, прикладной механике, математической статистике.

Экспериментальные исследования основаны на моделировании на ЭВМ методом конечных элементов работы различных узлов вулканизаци-онного пресса (силовых балок, нагревательных плит, диафрагмы и др.), а также пресса в целом; определение закономерностей распределения давления по поверхности стыкового соединения выполнено на промышленном образце вулканизационного пресса Боровичского завода «Полимермаш»

Достоверность результатов теоретических исследований подтверждается также удовлетворительной корреляцией теоретических исследований и экспериментальных данных (расхождение 10%).

Научное значение работы заключается в разработке математической модели вулканизационного пресса, в обосновании рациональной силовой схемы силового каркаса пресса и процесса его нагруже-ния, обеспечивающих необходимую равномерность давления по поверхности стыкового соединения вулканизируемой ленты.

Практическое значение работы заключается в разработке конструктивной схемы и рекомендаций по выбору геометрических параметров элементов шахтных переносных вулканизационных прессов, а также рациональных режимов нагружения его силового каркаса.

Реализация результатов работы. Разработанные конструктивные схемы и рекомендации по выбору геометрических параметров элементов шахтных переносных вулканизационных прессов и рациональных режимов нагружения силового каркаса реализованы при изготовлении заводом «Полимермаш» шахтных переносных вулканизационных прессов для конвейерных лент шириной 1000 мм.

Апробация работы. Работа и основные ее положения докладывались на научных симпозиумах «Неделя горняка — 2002, 2003» в Ml 1 У, на первой и третьей Международной научно-практической конференции по проблемам конвейерного транспорта в г. Боровичк в 2000 к 2003 г.г., в отделе подземного транспорта ИГД им. А.А. Скочинского в 2001 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликспапо пять статей, одно свидетельство на полезную модель и один патент на изобретение.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 63 рисунка, 3 таблицы, список литературы из 64 наименований.

Заключение диссертация на тему "Установление параметров и режимов нагружения силового каркаса шахтных переносных вулканизационных прессов"

Выводы по работе

1. Перспективной конструкцией вулканизационного пресса для конвейерных лент, позволяющего получить необходимую равномерность рабочего давления по площади стыкового соединения, является пресс с комбинированным замыканием силовой системы.

2. Распределение напряжений в элементах вулканизационного пресса и давления на стыковое соединение определяется краевыми эффектами, возникающими при взаимодействии элементов силового каркаса и зависящими от сочетания граничных и начальных условий деформирования на контурах диафрагмы и стыкового соединения, а также от типа материала диафрагмы давления.

3. Для силового каркаса вулканизационных прессов с комбинированным замыканием силовой схемы процесс нагружения должен включать два последовательных этапа: создание предварительного давления нагружения внешними силами с помощью винтового нажимного устройства с последующим доведением этого давления до номинальной величины с помощью внутренних сил, создаваемых диафрагмой давления.

4. Равномерность распределения давления на стыковое соединение ленты повышается как при создании на торцах диафрагмы граничных условий деформирования, близких к защемлению, так и путем выноса торцевых заглушек за границы бортов вулканизируемой ленты под крайние ребра жесткости стяжных балок. Во всех случаях целесообразно выполнять диафрагму давления из эластичного синтетического материала для повышения равномерности распределения давления.

5. Существует рациональная величина предварительного усилия затяжки стяжных болтов, обеспечивающая необходимую равномерность передаваемого от диафрагмы давления на стыковое соединение ленты. Рекомендуемые значения этого усилия в зависимости от типа вулканизируемой ленты и ее физико-механических свойств составляют: для резинотканевых лент: с металлической диафрагмой порядка 60%, с синтетической диафрагмой - 70%, для резинотросовых лент: с металлической диафрагмой порядка 70%, с синтетической диафрагмой - 80%.

6. Изгибная жесткость листовых элементов конструкции пресса, определяемая их толщиной, влияет в основном на величину максимальных напряжений, возникающих вблизи сварных соединений элементов стяжных балок и диафрагм. Наиболее рациональными с точки зрения снижения металлоемкости пресса способами обеспечения прочности его элементов являются: применение коробчатых балок.

7. Разработанные конструктивные схемы и рекомендации по выбору геометрических параметров элементов шахтных переносных вулканизаци-онных прессов реализованы при изготовлении Боровичским заводом «По-лимермаш» для конвейерных лент шириной 1000 мм, которые работают на шахтах 12 объединений России, на шахтах Украины, Белоруссии и Эстонии.

Библиография Васильев, Александр Николаевич, диссертация по теме Горные машины

1. Абрамович И.И., Егоров П.Н. Усиление трубчатых стальных конструкций. Подъемно-транспортное дело. М.% Ассоциация «Подъемтранстех-ника», 1999, № 4, с. 23-31.Баничук Н.В. Оптимизация форм упругих тел. -М.% Наука, 1980.

2. Баничук Н.В. Оптимизация форм упругих тел, М.% Наука, 1980.

3. Бартенев Г.М., Новиков В.И. О модулях резины при статическом сжатии. ДАН СССР, том 91, № 5,1953.

4. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. — М.* Высшая школа, 1961.

5. Беляк JI.A., Васильев А.Н., Мананников П.Н. Взрывобезопасные шахтные саморегулирующиеся (позисторные) прессы ПСШ-1. Безопасность труда в промышленности, 1999, № 11, с. 41-43.

6. Билан И.Е. Прессы для вулканизации стыков конвейерных лент. В кн.: Конвейерный транспорт. - Киев: Наукова думка, 1978, с. 63-66.

7. Билан И.Е., Деркач П.М., Стаховский Е.А. О режиме вулканизации стыковых соединений. В кн.: Вопросы рудничного транспорта, вып. 12. -Киев: Наукова думка, 1972, с. 78-87.

8. Богачкина Г.С., Котт И.М. Оборудование для стыковки конвейерных лент. М.: ЦНИИТИХимНефтемаш. 1982. - 28 с.

9. Болотин В.В. Прочность, устойчивость и колебания многослойных пластин. Кн. Расчеты на прочность, вып. 11, М, 1965., с. 31-63.

10. Ю.Болотин В.В.Новичков Ю.Н. Механика многослойных конструкций. -М.% Машиностроение, 1980.-375 с.

11. Н.Васильев А.Н., Мананников П.Н., Григорьев Ю.И. Тенденции развития оборудования и приспособлений для стыковки конвейерных лент методом горячей вулканизации ОАО «Боровичский завод «Полимермаш». -Горная промышленность, 2000, № 2, с. 30-34.

12. Васильев А.Н., Мананников П.Н., Григорьев Ю.И. Оборудование для вулканизации конвейерных лент завода «Полимермаш». — Гшокауф, 2000, № 1,с. 63-66.

13. П.Васильев А.Н. Расчет давления на площадь стыка вулканизируемой ленты в прессах с различной конструкцией силового каркаса / Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Mil У, 2002.

14. Вольмир А.С. Нелинейная динамика пластин и оболочек. — М.: Наука, 1972.-432 с.

15. Высочин Е.М. Завгородний Е.Х., Заренков В.И. Стыковка и ремонт конвейерных лент на предприятиях черной металлургии. — М.: Металлургия, 1989. -192 с.

16. Гофман В. Вулканизация и вулканизирующие агенты. — М.: Химия, 1968.-464 с.

17. П.Жуков В.А. Влияние параметров тросовой ленты на распределение напряжений в стыковом соединении% Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1986, № 3, с. 94-99.

18. Инструкции по выбору, монтажу и эксплуатации конвейерных лент. -М.: НИИРП, 1981.-75 с.

19. Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике. — М.% Мир, 1975.

20. Кубицкий Я., Соболевский Э. Параметры стыковых соединений и основное оборудование для вулканизации конвейерных лент. — Gornictwo odktywkowe, 1972,1.14, № 11-12, s. 393.

21. Кузьменко В.И. Обоснование и выбор рациональных параметров вулканизированных соединений резинотканевых конвейерных лент ленточных конвейеров. Дисс. . канд. техн. наук. - Коммунарск: КГМИ, 1985,-233 с.

22. Лепетов В.А., Фогель В.О., Томчин Л.Б., Крайнова Н.А. Расчет режимов вулканизации резинотекстильных пластин (транспортерных лент и плоских ремней). Каучук и резина, 1962, № 10, с. 36-39.

23. Лукомская А.И., Беденков П.Ф., Коперник Л.М. Тепловые основы вулканизации резиновых изделий. М.: Химия, 1972. — 359 с.

24. Мананников П.Н., Григорьев Ю.И., Гридчин B.C. Шахтный позистор-ный пресс ПСШ-1 для стыковки и ремонта конвейерных лент. Глюка-уф, 1998, Спецвыпуск (4), с. 49-53.

25. Матов А.Л., Шаповалов А.А. Вулканизация конвейерных лент. — М.: Недра, 1976.-116 с.

26. Парцевский В.В., Новичков Ю.Н. Распределение напряжений в дискретной модели слоистой среды вблизи разреза. Известия АН СССР, Механика твердого тела, № 3, 1977, с. 103-108.

27. Пасечный В.Ф., Подопригора Ю.А. Исследование прочности различных видов соединений резинотканевых конвейерных лент. Шахтный и карьерный транспорт, вып. 5. -М.: Недра, 1980, с. 29-31.

28. Полунин В.Т., Гуленко Г.Н. Эксплуатация мощных конвейеров. — М.: Недра, 1986.-344 с.

29. Потураев В.Н. Резиновые и резинометаллические детали машин. — М.: Машиностроение, 1966. — 356 с.

30. Постнов В.А., Хархурин ИЛ. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций. Л.% Судостроение, 1974. - 341 с.

31. Прочность, устойчивость, колебания: Справочник. Под общ. редакцией И.А.Биргера и Я.Г.Пановко. Т. 1. М.: Машиностроение, 1968. - 608 с.

32. Реутов А.А. Конструкции и расчет соединений резинотканевых конвейерных лент. Брянск, БГТУ, 1997. - 63 с.

33. Романов К.И. Исследование методом конечных элементов горячей осадки. Машиноведение, 1978, № 5.

34. Скворцов А.И., Кроль Б.А., Шконда В.В. Совершенствование стыковки конвейерных лент. Шахтный и карьерный транспорт, вып. 8. — М.: Недра, 1983. С. 26-30.

35. Тернопольский Кницик ТЛ. Методы статических испытаний армированных пластиков. М.* Химия, 1975.

36. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. М.: Физматгиз, 1963. — 438 с.

37. Чернов Р.И., Маковеев Н.И. Анализ методов соединения концов рези-нотросовых лент. Технический отчет ВостНИИ по теме 78. - Кемерово, 1964.

38. Шешко Е.Е. Эксплуатация и ремонт оборудования транспортных комплексов карьеров. -М.: МГГУ, 1996.43 .Методические указания по расчету параметров стыковых соединений резинотросовых лент конвейеров. М.% ИГД им. А.А. скочинского, 1987.-56 с.

39. Feltes Michael I. Mechanical convegor belt fastener systems // Bulk Solids Handl, 1993, № 4,13, p. 771-773.

40. Pedro E. Rengito. New Splice Assembly Technique for Wire Renforced Belting. The international journal of storing, handing and transporting Bullk. 1/2004.

41. Kaltverbindung von Gummi Fordergurten min Gewebelagen. -Rema Tip Top (проспект фирмы)/

42. Vasilyev A.N., Manannikov P.N., Grigoryev Yu.I. Portable Vulkanization Press for Conveyer Belts of JSC "PolymerMash". Russian Mining, 2000, January/February, p, 32-34.

43. Die Reparatur von Stahlseil-Fordergurten im Kaltkleebeverfahren mit Con-rema-Reparaturmaterial. -Unternehmensgruppe Conti Tech.

44. Viniplast Vinygum./Dunlop belting group, (проспект фирмы)

45. F6rdergurte. Typenprogramm. Conti Transportbanddienst/ Continental (проспект фирмы).

46. Stahlseil-F6rdergurten. —Transportgummi Blankenburg GmBH (проспект фирмы).

47. Stahlseil-F6rdergurten. Gurtreparaturen./ Clouth Gummiwerke AG (проспект фирмы).

48. Fenaplast Conveyor Belting/ JH Fenner & Co Ltd(npocneKT фирмы)

49. Tranportne trake sa (Selecnim sajlama. Gumavskohemijska industrija "Ball-can" (проспект фирмы).

50. A.c. № 1140984. Устройство для местной вулканизации конвейерных лент. Котов М.А., Григорьев Ю.И., Седышев В.Ф. и др. Открытия. Изобретения. Пром. образцы, тов. знаки, № 7, 1985.

51. Свид. на полезную модель № 14866. Нагревательное устройства вулканизационного пресса для стыковки и ремонта конвейерных лент. Васильев А.Н., Григорьев Ю.И., Мананников П.Н., Павлюк И.С.

52. Патент Германии ДЕ 3046995 С2. Elektrische Heizvorrichtung fur beheizte Apparate, Haushalts-gerate u. dgl. К.Фудикар, П. Тисс, от 21.07.81.

53. Патент Германии ДЕ 3028401С2. Vorrichtung fur die Reparatur und zum Endlosmachen von Fordergurten aus Gummi oder KunststofF. П.Тисс, от 26.07.80.59.A.C. СССР №60238060.А.с. СССР №37626161.А.С. СССР №535169

54. Проспекты фирмы «Вагнер-Швельм».

55. Проспекты фирмы «ContiTech Forder-und Beschichtungstechnik GmBH».64.A.C. СССР №609640