Введение к работе
Актуальность работы. Ленточные конвейеры являются основным видом транспорта на угольных шахтах и на многих угольных разрезах. Они широко применяются на открытых разработках руд и нерудного сырья. Обогатительные и дробильно-сортировальные фабрики горных предприятий также оборудованы ленточными конвейерами.
Ленточным конвейерам традиционной конструкции присущ ряд недостатков, основной причиной которых является взаимодействие движущихся ленты и груза с роликоопорами. Поэтому все чаще на горных предприятиях используют специальные виды конвейеров, в частности, безроликовые подвесные ленточные конвейеры.
Успешный опыт их эксплуатации в различных отраслях горной промышленности России и за рубежом показал, что подвесные ленточные конвейеры имеют ряд преимуществ, по сравнению с обычными ленточными конвейерами: возможность повышения желобчатости ленты без резких перегибов, отсутствие ее боковых смещений и «шевеления» транспортируемого груза, приспособленность к транспортированию крупнокусковых, липких и пылящих грузов, возможность повышения угла наклона и уменьшения радиуса изгиба конвейера, пониженные требования к точности установки става (особенно при частой его передвижке) и др. Кроме того, возможно переоборудование уже имеющихся в эксплуатации обычных конвейеров в подвесные ленточные конвейеры.
Однако реализация преимуществ этих конвейеров связана с решением специфических для них проблем, одной из которых являются большие динамические усилия, возникающие в соединениях ленты с ходовыми каретками на участке загрузки конвейера рядовой горной породой, на
огиоияиии чргг» ттпиииМя.К>ТОЯ з?.ВНШ?ННЫе ТОЛ^ІНа ЛЄНТЬї И "аЗМе^Ы
элементов ее соединений. Это ведет к снижению тяговой способности привода и скорости движения ленты. Для определения рациональных
параметров подвесных ленточных конвейеров и повышения их технико-экономических показателей необходимо уточнить и сопоставить величину действующих и разрушающих усилий в соединениях ленты с ходовыми каретками, а также оценить эффективность различных способов снижения нагрузки на них.
В связи с этим обоснование метода расчета соединений ленты с ходовыми каретками подвесных ленточных конвейеров, транспортирующих рядовые горные породы, является актуальной научной задачей.
Цель работы: разработка математической модели поперечного изгиба подвесной конвейерной ленты при загрузке рядовых горных пород и установление ее напряженно-деформированного состояния в соединениях с ходовыми каретками подвесного ленточного конвейера для обоснования метода расчета этих соединений.
Идея работы состоит в том, что при обосновании метода расчета соединений ленты с ходовыми каретками подвесного ленточного конвейера учитывается совместное влияние на напряженно-деформированное состояние ленты на участке загрузки параметров загрузочного устройства, конструкции узлов подвески и опорных роликов.
Научные положения, выносимые на защиту, и их новизна:
-
Математическая модель поперечного изгиба подвесной конвейерной ленты на участке загрузки, впервые учитывающая параметры загрузочного устройства, узлов подвески и опорных роликов.
-
Математическая модель напряженно-деформированного состояния резинотканевой конвейерной ленты в механическом соединении с кронштейном ходовой каретки как композитной ортотропной оболочки, отличающаяся тем, что позволяет оценивать влияние физико-механических параметров ленты на прочность этого соединения.
-
Метод расчета прочности механического соединения подвесной резинотканевой конвейерной ленты с кронштейном ходовой каретки,
отличающийся тем, что учитывает влияние параметров соединения и
характеристик сердечника ленты на механизм ее разрушения.
Практическое значение работы заключается в разработке методики расчета соединений ленты с ходовыми каретками подвесных ленточных конвейеров для транспортирования горных пород и рекомендаций по снижению усилий, действующих в этих соединениях.
Обоснованность и достоверность научных положений подтверждаются корректным использованием методов математического анализа, теории упругости, математической статистики, механики насыпных грузов.
Экспериментальные исследования конвейерных лент типа ТК выполнены на специально разработанном стенде с использованием теории планирования эксперимента.
Достоверность результатов диссертации, выводов и рекомендаций подтверждена достаточной сходимостью теоретических и экспериментальных зависимостей (расхождение не превышает 12 % при уровне значимости 0,10).
Реализация результатов работы. Методика расчета соединений ленты с ходовыми каретками подвесных ленточных конвейеров для транспортирования горных пород и рекомендации по снижению усилий, действующих в этих соединениях, приняты для использования ОАО «НПО ВНИИПТМАШ» при проектировании подвесных ленточных конвейеров.
Апробация работы. Работа и основные её положения докладывались на трех Международных научных симпозиумах «Неделя горняка» (г. Москва, ИПКОН РАН - МГГУ, 2005 - 2007 гг.), а также представлены в материалах Международного симпозиума «Универсиада - 2006» (г. Петрошаны, Румыния).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 4 научные статьи.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 143 страницах, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка
литературы из 99 наименований, приложения и включает 33 рисунка и 6 таблиц.
