Введение к работе
ЛССО-Ф
Актуальность работы. Ленточные конвейеры находят все большее применение на горных предприятиях России, при этом растет производительность конвейеров и длина транспортирования, а следовательно, необходимы все более прочные ленты. Эффективность использования ленточных конвейеров на горных предприятиях в значительной степени определяется их надежностью и, в частности, одним из наименее надежных элементов - конвейерной ленты.
Конвейерная лента поступает на горное предприятие в виде отрезков длиной в среднем 50 - 100 м и для получения необходимой общей длины на предприятии производится соединение отрезков, при этом количество стыковых соединений может быть весьма значительным Так на конвейере средней длины 500 м (длина ленты 1000 м) необходимо сделать от 10 до 20 стыковых соединений. С точки зрения надежности эти стыковые соединения включены последовательно и вероятность безотказной работы ленты по этому виду ее отказов составит при достаточно высокой вероятности безотказной работы
(примерно через два месяца работы) одного соединения РстХ = 0,98 величину
что уже является невысоким эксплуатационным показателем. При значительной длине конвейера, а следовательно, при большем числе стыковых соединений
величина Ра1& резко уменьшается.
Опыт эксплуатации показывает, что восстановление разрушенных стыковых соединений обуславливает до 70% простоев и трудоемкости обслуживания ленточных конвейеров На угольных шахтах более 50% аварий на ленточных конвейерах происходят из-за разрушений стыковых соединений лент, на карьерах конвейеры горно-транспортных комплексов простаивают до 27% общего времени простоев из-за ремонта стыковых соединений. Следовательно, повышение качества стыкового соединения (его прочности и долговечности), позволяет повысить эффективность эксплуатации ленточных конвейеров на горных предприятиях.
Одним из наиболее перспективных видов стыкового соединения ленты, обеспечивающего его прочность до 90% от прочности целой ленты, является соединение, выполненное методом горячей вулканизации Обеспечить высокое
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ , БИБЛИОТЕКА і
— щи її—Чіи.і.Ш 1»
качество стыковых соединений можно путем создания таких вулканизационных прессов, которые удовлетворяют жестким техническим требованиям, предъявляемым к температурному режиму вулканизации и, особенно, к равномерности температурного поля по всей поверхности вулканизируемого стыкового соединения.
Таким образом, разработка метода расчета тепловых режимов вулканизационных прессов является актуальной научной задачей
Целью работы является снижение неравномерности температурного поля нагревательных плит вулканизационного пресса с позисторными источниками тепла, обеспечивающего повышение качества вулканизируемых соединений лент конвейеров горной промышленности
Идея работы состоит в снижении неравномерности температурного поля нагревательных плит, обеспечиваемой рациональной плотностью размещения источников тепла, которая определяется на основе математической модели тепловых потоков внутреннего и внешнего теплообмена вулканизационного пресса.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
расчетные тепловые модели конструктивных элементов вулканизационного пресса составляются путем комбинирования трех универсальных идеализированных элементов: термически тонких листов, бесконечных тонких стенок и теплоотдающих ребер;
математическая модель распределения тепловых потоков и температуры в элементах вулканизационного пресса представлена в виде сочетания двух видов теплообмена- внутреннего теплообмена между элементами пресса через соединяющие их термически тонкие листы и внешнего теплообмена через теплоотдающие ребра, присоединенные к указанным термически тонким листам;
заданная равномерность температурного поля на границах нагревательных плит пресса обеспечивается при помощи тепловых барьеров на их краях, тепловая мощность которых должна быть пропорциональна термическому сопротивлению теплоизоляционного слоя пресса
Научная новизна работы состоит
- в разработке- тепловых моделей основных конструктивных элементов
вулканизационного пресса, эквивалентной схемы их сопряжений, общей схемы
теплообмена и математической модели распределения тепловых потоков и температуры в элементах пресса;
- в установлении зависимостей: для определения тепловых потоков и температуры пресса, для оценки влияния на неравномерность температурного поля нагревательных плит пресса дискретного характера размещения в них источников тепла, для расчета теплоотдачи от элементов пресса в окружающую среду.
Обоснованность и достоверность научных положений, методология и методы исследования.
Методологическую основу работы составляет единый подход к разработке конструкции вулканизационного пресса и метода расчета тепловых режимов его работы. Теоретические исследования базируются на теории теплопередачи, математической физике, математическом анализе, теории вероятностей, операционном исчислении. Экспериментальные исследования основаны на стендовых лабораторных испытаниях опытно-промышленных образцов и промышленных испытаниях прессов в процессе вулканизации ленты на ленточных конвейерах горных предприятий Достоверность основных научных положений подтверждена экспериментальными исследованиями, выполненными на основании научно спланированных экспериментов, которые проведены на специально подготовленном промышленном образце пресса, а также в промышленных условиях на лентах действующих конвейеров, и статистической обработкой экспериментальных данных.
Достоверность результатов теоретических исследований подтверждена удовлетворительной корреляцией теоретических исследований и экспериментальных данных (расхождение 10 %)
Научное значение работы состоит в разработке и обосновании математической модели тепловых процессов в элементах вулканизационного пресса, в обосновании способа обеспечения заданной равномерности температурного поля нагревательных плит путем создания тепловых барьеров на их границах и разработке метода расчета рациональной плотности размещения источников тепла.
Практическое значение работы заключается в разработке рекомендаций по созданию заданного температурного режима вулканизационного пресса с позисторными нагревательными элементами.
Реализация результатов работы:
Разработанные в работе рекомендации использованы при промышленном изготовлении Боровичским заводом «Полимермаш» вулканизационных прессов с позисторными нагревательными элементами типа ПСШ1 (изготовлено 84 пресса), используемых на шахтах (взрывобезопасный вариант), и типа ПСС (изготовлено 27 прессов), используемых в карьерах, предприятиях металлургии и в других отраслях.
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 г г., на семинаре Госгортехнадзора России по усовершенствованию надзорной работы в электромеханическом хозяйстве подконтрольных угольных предприятий в Новокузнецке в ноябре 1999 г, в отделе подземного транспорта ИГД им. А.А. Скочинского в 2001 г.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано шесть научных статей, получены одно свидетельство на полезную модель и один патент на изобретение.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 32 рисунка, 4 таблицы и список литературы из 66 наименований.
