Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ Труфанова Инна Сергеевна

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ
<
ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Труфанова Инна Сергеевна. ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ: диссертация ... кандидата технических наук: 05.05.06 / Труфанова Инна Сергеевна;[Место защиты: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный""], 2014.- 151 с.

Содержание к диссертации

Введение

1 Состояние изученности вопроса, анализ опыта эксплуатации конвейеров с промежуточным приводом 8

1.1 Конвейеры с промежуточным барабанным приводом 9

1.2 Конвейеры с фрикционным приводом 13

1.2.1 Конвейерный поезд 13

1.2.2 Фрикционный привод 16

1.2.3 Привод с автомобильными шинами 18

1.3 Опыт применения конвейеров с линейными приводами 20

1.3.1 Конвейеры с промежуточным ленточным приводом 20

1.3.2 Линейный асинхронный привод 23

1.3.3 Магнитофрикционый привод 24

1.3.4 Вакуум-приводы 25

1.4 Выводы по главе 1 27

2 Исследование взаимодействия промежуточного привода с конвейерной лентой 28

2.1 Передача силы тяги линейным приводом 28

2.2 Передача силы тяги барабанным приводом 34

2.3 Передача силы тяги вакуум-приводом и магнитофрикционным приводом 41

2.4 Передача силы тяги фрикционным приводом 47

2.5 Анализ рассмотренных промежуточных приводов 51

2.6 Разработанный промежуточный привод с дополнительным прижатием 53

2.7 Разработанный промежуточный привод с обхватом 58

2.8 Разработанный промежуточный привод с перегородками 67

2.9 Разработка математической модели передачи тягового усилия промежуточным линейным приводом 72

2.10 Выводы по главе 2 76

3 Установление зависимостей между параметрами прижимных элементов и величиной приращения тягового усилия 77

3.1 Разработка стенда для определения зависимости тягового усилия от параметров промежуточного привода 77

3.2 Методика проведения эксперимента 82

3.3 Сравнение предложенных конструкций промежуточных линейных приводов 93

3.4 Выводы по главе 3 96

4 Разработка методики расчета и выбора рациональных параметров привода с увеличенным тяговым усилием 97

4.1 Разработка структуры модели 97

4.2 Методика расстановки приводов 101

4.3 Исходные данные для моделирования 113

4.4 Анализ результатов моделирования работы промежуточных приводов 114

4.5 Выводы по главе 4 121

Заключение 122

Список литературы

Введение к работе

Актуальность работы. Устойчивой тенденцией развития
горных предприятий является повышение производительности
горной техники вкупе со всевозможными попытками снизить
эксплуатационные и капитальные затраты. В связи с этим
разрабатываются новые виды транспортных установок
обеспечивающих лучшую производительность и

энерговооруженность.

Прогресс в конвейеростроении движется в направлении увеличения длины конвейера в одном ставе, что позволяет ощутимо сократить затраты в случае замены одним конвейером всей конвейерной линии.

Все разработки в области ленточных конвейеров сводятся к трем категориям: решение проблем с лентой, решение проблем с приводом, решение проблем со ставом. Причем зачастую разработки носят комплексный характер.

Решение проблем с приводом конвейера связано с тем фактом, что сила тяги передается ленте трением, которая не превышает строго определенную и не очень большую величину, которую изначально описал Леонард Эйлер и далее дополнил Жуковский. Максимально возможная сила тяги жестко связана с двумя факторами: натяжением ленты и количеством приводных барабанов, что приводит к необходимости изготовления очень прочных лент.

В данной работе рассматривается совершенствование конструкции ленточного конвейера за счет разработки конструкции промежуточного привода, как оптимального варианта решения проблем ленты и привода. Применение промежуточных приводов позволит удешевить ленту и снизить затраты на эксплуатацию конвейера.

Применение промежуточных приводов позволяет увеличить длину конвейеров в одном ставе до нескольких километров, используя при этом низкопрочную конвейерную ленту значительно меньшей стоимости.

Тяговое усилие, реализуемое существующими конструкциями линейных приводов, значительно уменьшается у наклонных конвейеров. Поэтому устранение этого недостатка является

актуальной задачей, решение которой расширит возможность использования линейных приводов.

В настоящее время, когда конструктивная сложность больше не представляет собой серьезного препятствия, использование промежуточных приводов является самым перспективным направлением развития конвейерной техники.

Цель работы – повышение эффективности передачи тягового усилия промежуточным линейным приводом ленточного конвейера на наклонных и изгибающихся участках трассы конвейера.

Идея работы заключается в увеличении тягового усилия, реализуемого конструкциями промежуточных линейных приводов.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи исследования:

  1. Выполнить анализ существующих конструкций ленточных конвейеров с промежуточными приводами и принципов их действия, произвести анализ литературных и патентных источников по данной проблематике.

  2. Разработать на основе выполненного анализа стенд и методику экспериментального исследования параметров промежуточных приводов с прижимными элементами.

  3. Обосновать компоновочную схему и конструкцию прижимных элементов промежуточных линейных приводов для ленточных конвейеров.

Защищаемые положения: 1. Математическая модель ленточного конвейера с промежуточным линейным приводом с прижимными элементами, описывающая величину тягового усилия, реализуемого лентой промежуточного привода, от величины составляющей тягового усилия, реализуемого лентой основного конвейера, дополнительного воздействия прижимных элементов, угла наклона конвейера и эксплуатационного режима его работы, позволяет определить эффективность передачи силы тяги.

2. Рациональные параметры промежуточного линейного привода для эффективной передачи тягового усилия и количественного сочетания входящих в него элементов определяются величиной перепада натяжения на участке линейного привода, величина которого зависит от схемы расстановки промежуточных приводов по трассе ленточного конвейера в зависимости от заданной функции распределения тягового усилия.

Методы исследований

Для решения поставленных задач использован комплексный метод исследований, включающий анализ и обобщение опыта эксплуатации и научных работ, теоретические методы классической механики, лабораторные эксперименты по исследованию взаимодействия и зависимости параметров прижимных элементов и величины приращения тягового усилия.

Научная новизна работы состоит в разработке математической модели новой конструкции линейного привода с прижимными элементами с установлением зависимостей между его параметрами и величиной реализуемого линейным приводом тягового усилия.

Обоснованность и достоверность защищаемых положений, выводов и рекомендаций подтверждается использованием в работе комплексной методики исследования на основе экспериментальных исследований и математического моделирования с удовлетворительной сходимостью результатов.

Практическая значимость работы:

  1. Показан диапазон эффективного применения промежуточных приводов разного типа.

  2. Разработана компьютерная программа для моделирования расстановки приводов на конвейере с расчетом основных параметров, предназначенная для использования в проектных организациях, на предприятиях и в учебном процессе.

  3. Даны рекомендации по определению рационального количества промежуточных приводов.

Степень разработанности

Вопросами теории ленточных конвейеров занимались такие ученые: Спиваковский А.О., Шешко Е.Е., Галкин В.И., Дмитриев В.Г., Шахмейстер Л.Г., Дьяченко В.П., Тарасов Ю.Д., Рыжих А.Б., Штокман И.Г., Реутов А.А., Зеленский О.В. и др.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на 52-ой научной конференции студентов и молодых ученых (г. Краков, Польша, 2011г.), на научной конференции механического факультета Национального минерально-сырьевого университета «Горный» (2013 г.), 11-ой международной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения» (г. Воркута, 2013 г.), на международной конференции молодых ученых во Фрайбергской Горной Академии (г. Фрайберг, Германия, 2013 г.).

Личный вклад автора

Разработаны конструкции линейных приводов и экспериментальных стендов для исследования рациональных параметров промежуточных линейных приводов. Предложена методика расстановки головного и промежуточных приводов по длине конвейера. Разработана математическая модель определения рациональных параметров промежуточного линейного привода.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, включая 4 патента на изобретения и 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Объем и структура работы: диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы из 84 наименований, представленных на 151 странице и содержащая 89 рисунков, 12 таблиц и одно приложение.

Конвейерный поезд

Продолжая тему устройств, подобных конвейерному поезду, следует упомянуть о разработке компании Jervis B. Webb [30], под названием «конвейерная система с фрикционным приводом», предлагаемой для машиностроительных заводов. Состоит из направляющих, по которым движется несущая конструкция коробчатого сечения, приводимая в движение расставленными вдоль трассы приводами с фрикционными колесами (рисунок 1.13, б). Грузонесущие сосуды крепятся к несущей конструкции. Сама несущая конструкция представляет собой ряд сцепленных балок (рисунок 1.13, в) с опорными роликами (рисунок 1.13, а).

Ввиду использования отдельного тягового устройства малого поперечного сечения появилась возможность создания очень сложной пространственной конфигурации трассы: стрелки, развилки и пересечения путей в одной плоскости, что дает возможность реализации в ограниченных площадях машиностроительных заводов. Пример того, на что способна подобная компоновка, показан на рисунке 1.14.

Общий вид трассы конвейера с фрикционным приводом [30] Особенностями данной системы являются: возможность потолочного крепления с подвеской для грузонесущих сосудов, а также заявленная скорость для машиностроительных заводов 4,5 км/ч.

Достоинства: способность приводить в движение большие грузы при небольшой металлоемкости, возможность нахождения нескольких составов на трассе, малая масса движущихся деталей за счет внешнего привода, с некоторыми ограничениями1 малый радиус разворота.

В потолочном исполнении данная конструкция является серьезной альтернативой монорельсовому транспорту.

Недостатки: сложность перемещения крупногабаритного груза в напольном исполнении по сложной трассе, небольшая производительность для горной промышленности; приводы можно устанавливать только на прямолинейных участках пути.

Фирмой Гудрич (США) для разработанного ею протяженного многоприводного ленточного конвейера, транспортирующего руду, применены приводные автомобильные шины (рисунок 1.15), четыре пары которых защемляют краевые участки резинотканевой ленты, армированные медными тросами, и передают ей тяговое усилие посредством сил трения. Холостой ветви ленты конвейера тяговое усилие передается теми же приводами, защемляющими ее края нижними шинами привода и прижимными роликами холостой ветви (рисунок 1.15, а) или расположенными под ней колесными парами автомобильных шин (рисунок 1.15, б). [12, 36]. В последнем случае в качестве грузонесущей могут быть использованы обе ветви ленты конвейера.

К достоинствам этого привода следует отнести возможность использования большого количества покрышек на один привод за счет цепной передачи, что

1 Минимальный радиус определяется длиной секции несущей конструкции, а длина самой кривой определяется длиной всей несущей конструкции. позволяет реализовать любое тяговое усилие, передачу силы тяги на обе ветви конвейера, а также полную независимость тягового усилия от угла наклона конвейера. Также стоит добавить, что покрышки можно использовать уже отработавшие свой ресурс в качестве автомобильных шин, то есть и экологичность, и экономичность.

Промежуточный привод с автомобильными шинами: а – для конвейера с одной грузонесущей ветвью; б – с двумя грузонесущими ветвями; 1 – грузонесущая лента конвейера; 2 – прижимная колесная пара; 3 – приводная колесная пара; 4 – прижимной ролик холостой ветви конвейера; 5 – привод [36] К недостаткам – габариты (покрышки рядами и в два слоя), потери полезной ширины ленты, необходимость армировки ленты для предотвращения износа резиновых поверхностей, а также необходимость регулярного контроля состояния самих покрышек.

Одним из наиболее показательных примеров [69, 72] эффективного применения МПЛК за рубежом в прошлые годы являлось использование такого конвейера для транспортного соединения ныне уже закрытых шахт «Нордштерн» и «Zollverein» (рисунок 1.16) компании «Бергбау АГ Липпе» (рисунок 1.17). При производительности 1560 т/ч и длине 4790 м конвейер (самый длинный в Европе) имеет головной и три промежуточных привода типа ТТ (терминология ФРГ) с суммарной мощностью электродвигателей 1056 кВт. Экономический эффект от применения МПЛК в размере 3,3 млн марок в сравнении с базовым вариантом (каскад конвейеров) получен за счет применения в качестве грузонесущей резино-тросовой ленты с разрывным усилием Sр = 1250 Н/мм вместо ленты Sр = 3150 Н/мм, принятой в базовом варианте.

Россия является одним из пионеров в создании МПЛК, опытный образец которого был создан в 40-х годах прошлого столетия и прошел испытания на одном из песчаных карьеров Подмосковья, однако, несмотря на значительные исследования и проектные разработки, выполненные институтами ВНИИПТМАШ и Московским горным, дальнейшего развития, по разным причинам, эти работы не получили.

При конвейеризации угольных и рудных шахт Российскими машиностроительными заводами (Александровский, «Сибсельхозмаш») лишь в последние годы освоены МПЛК для угольных шахт с одним и двумя промежуточными приводами. В ОАО «Воркутауголь» на шахте «Комсомольская» эксплуатируется телескопический конвейер 2ЛТКПП 1000 А Александровского машзавода с головным и одним промежуточным приводом длиной 20 м. Конвейер длиной 1830 м установлен в бортовом штреке добычной лавы (рисунок 1.18) взамен двух последовательно установленных конвейеров 1Л1000А и 2Л100У, обычно использовавшихся ранее для этой цели. Применение МПЛК позволило обеспечить бесперебойное транспортирование угля на всей длине выработки. Конвейер хорошо показал себя в эксплуатации. Планируется использовать многоприводные конвейеры и на других шахтах компании.

Передача силы тяги вакуум-приводом и магнитофрикционным приводом

Для повышения удельной тяговой способности ленточных промежуточных приводов предложено использовать дополнительные побудители сцепления тяговой ленты привода с грузонесущей лентой конвейера – магнитные силы и атмосферное давление.

В первом случае это достигается путем оснащения верхней ветви ленты постоянными магнитами (рисунок 2.18,а) взаимодействующими с магнитомягкой конвейерной лентой (такие приводы получили название «магнитофрикционных»). Во втором случае предложен вакуум-привод, конструкция которого (рисунок 2.18,б) позволяет создавать вакуум между тяговой лентой привода и грузо-несущей лентой конвейера, что обеспечивает дополнительное прижатие последней к тяговой ветви ленты промежуточного привода атмосферным давлением. разность давлений, атмосферного и остаточного между лентами [11] Магнитофрикционные приводы, конструкция которых была разработана в Донецком индустриальном институте под руководством проф. И.Г.Штокмана, прошли промышленные испытания в 1972 г. на одной из шахт производственного объединения «Красноармейскуголь» и подтвердили свою работоспособность в условиях угольной шахты. Удельная тяговая способность (кН/м2) магнито-фрикционного привода за счет действия магнитных сил увеличивалась на 0,46 кН, что позволяло уменьшить длину промежуточных приводов и расширить область применения многоприводных ленточных конвейеров за счет применения в наклонных выработках, так как магнитные силы обеспечивают неизменность прироста силы тяги промежуточных приводов при любом угле наклона конвейера.

Промежуточные вакуум-приводы, ряд конструкций которых был разработан и запатентован в Санкт-Петербургском горном институте, прошли опытно-промышленные испытания в ПО «Эстонсланец». Вакуум-приводы обладают наивысшей тяговой способностью среди приводов с дополнительными побудителями сцепления лент.

Конструкция вакуум-приводов выполнена с использованием узлов приводов серийных ленточных конвейеров. В рабочей поверхности ленты промежуточного привода выполнены поперечные глухие пазы-каналы, в которых при работе привода создается вакуум с помощью водокольцевого вакуум-насоса. Их удельная тяговая способность в 30–50 раз, в зависимости от типа и ширины ленты, превышает (при вакууме 40кПа) удельную тяговую способность обычных ленточных конвейеров. Поэтому максимальная длина вакуум-приводов составляет 20–30 м, что позволяет разместить в межленточном пространстве конвейера дополнительно к расчетному числу приводов один–два резервных, что повышает надежность конвейера, коэффициент готовности которого становится равным коэффициенту готовности обычного ленточного конвейера. Прирост силы тяги вакуум-привода также остается неизменным при любом угле наклона конвейера, что существенно расширяет область применения многоприводных конвейеров. По сути, и магнитофрикционный, и вакуумный привод реализуют одно и то же воздействие – прижимают ленты друг к другу. Поэтому мы будем считать их одним типом привода со следующей расчетной формулой усилия прижатия: F = (qгр + qл)cos + q, (2.8) где qгр и qл – удельный вес от груза и ленты соответственно; q – прижим лент друг к другу от воздействия привода.

Как видно из рисунков 2.21 и 2.22, применение средств для прижатия двух лент друг к другу, которые, к тому же, не зависят от угла наклона, позволило ощутимо поднять эффективность использования промежуточных приводов как при высоких углах наклона, так и при отсутствии груза на ленте конвейера.

Такое соотношение позволит сравнивать этот привод с приводом из раздела 2.1, потому что соотношение удельных весов груза и ленты осталось на прежнем уровне – один к десяти, что подтверждается практикой в проектировании ленточных конвейеров Отметим также, что прирост эффективности изменяется по линейному закону пропорционально силе прижатия, которую обеспечивает побудитель прижатия. 100% эффективность достигается при горизонтальной установке конвейера, а с ростом угла наклона снижается по степенной зависимости.

Сравнение предложенных конструкций промежуточных линейных приводов

Стенд представляет собой реализацию патента №2476851 «Стенд для исследования параметров промежуточного линейного привода ленточного конвейера» (рисунок 3.1). А также реализацию принципа, описанного в патенте №2487071 «Промежуточный линейный привод ленточного конвейера» (рисунок 2.32).

Для оптимизации параметров прижимных устройств линейного привода разработан специальный лабораторный стенд (рисунок 3.2).

Приведем патент «Стенд для исследования параметров промежуточного линейного привода ленточного конвейера»:

Стенд для исследования параметров промежуточного линейного привода ленточного конвейера содержит раму 5, на которой размещены расположенные друг на друге два отрезка 3 и 15 гибких прорезиненных лент, имитирующих грузонесущую ветвь конвейерной ленты и верхнюю ветвь приводной ленты линейного привода. Над верхней 3 и под нижней 15 лентами размещены с возможностью взаимодействия с ними горизонтально ориентированные ролики 8 и 17 с закрепленными на них съемными эластичными ободами 9 и 16 . Ролики 8 и 17 установлены с возможностью их вращения относительно неподвижных горизонтальных осей 7 и 1. При этом концы оси 1 нижнего ролика 17 неподвижно закреплены на раме 5, а концы 20 и 23 оси 7 верхнего ролика 8 выполнены плоской формы с вертикальными отверстиями, с возможностью их смещения в вертикальной плоскости относительно закрепленных на раме 5 стоек 18 и 25 круглого поперечного сечения с винтовыми нарезками в верхней их части и нажимными гайками 21 и 22. На стойках 18 и 25 размещены связанные с регистрирующими приборами (не показаны) датчики 19 и 24 усилий сжатия. Оба конца 4 и 11 верхней ленты 3 с прогибом их вверх по криволинейным направляющим 6 и 10 закреплены на раме 5, один конец 2 нижней ленты 15 со стороны нижнего ролика 17 свободно размещен на нем, а второй конец снабжен прибором 12, регистрирующем натяжение ленты 15, и связан с винтовым механизмом 14 ее натяжения относительно рамы 5. Ширина роликов 8 и 17 прията больше ширины их съемных эластичных ободов 9 и 16, каждый из которых выполнен разной ширины, толщины и изготовлен из различных эластичных материалов. 13 – направление смещения нижней ленты 15.

Исследования на стенде выполняются следующим образом. На роликах 8 и 17 размещаются ободы 9 и 16 соответствующей ширины, толщины и изготовленные из одного из выбранных типов эластичных материалов. С помощью нажимных гаек 21 и 22 ось 7 верхнего ролика 8 смещают вниз с соответствующим усилием прижатия верхнего ролика к верхней ленте 3, которая прижимается к нижней ленте 15, а последняя – к ролику 17. При этом усилие прижатия лент 3 и 15 друг к другу фиксируют с помощью связанных с регистрирующими приборами датчиков 19 и 24. Далее с помощью винтового механизма 14 в направлении 13 смещают в горизонтальной плоскости нижнюю ленту 15 с фиксацией ее натяжения с помощью регистрирующего прибора 12. Фиксируют также величину деформации ободов 9 и 16 обоих роликов 8 и 17, прижатых к лентам 3 и 15, которая позволяет вычислить величину площади контакта между роликами 4, 17 и лентами 3, 15, а также величину давления между ними. Величина натяжения ленты 15 (равная величине силы трения между лентами 3 и 15) при ее смещении относительно верхней ленты 3, фиксируемая прибором 12, равна моделируемой величине дополнительного тягового усилия, которое может быть передано конвейерной ленте от приводной ленты линейного привода конвейера через пару прижимных роликов. При этом расположение верхней неподвижной ленты 3 с ее прогибом вверх относительно криволинейных направляющих 6 и 10 повышает точность определения силы трения между лентами 3 и 15. Исследования в описанном выше порядке выполняют при различных значениях давлений между лентами 3 и 15, различной ширине и толщине эластичных ободов 9 и 16, изготовленных из различных эластичных материалов. [39] Схема стенда, реализующего этот патент, приведена на рисунке 3.2. а внешний вид этого стенда на рисунке 3.3. к верхнюю ось. А также для возможности реализовать принцип из патента №2487071 направляющая, соединяющая валы, на которых закреплены ролики, сделана с возможностью поворота и оснащена транспортиром для возможности определения конкретного угла наклона. Также в конструкции предусмотрены натяжные устройства, для создания предварительного натяжения лент. Для повышения точности определения деформации лент применена линейка с рычагом 8,34 крат (рисунок 3.4).

Анализ результатов моделирования работы промежуточных приводов

Теперь рассмотрим расстановку промежуточных приводов. Целью использования промежуточных приводов является понижение натяжения в конвейерной ленте при той же производительности конвейера.

Основным параметром промежуточного привода является его удельная тяговая способность, определенная экспериментально. Исходя из этой тяговой способности и наших пожеланий по снижению натяжения в ленте, определяем потребную длину промежуточного привода. Эта длина может быть представлена, как одним промежуточным приводом, так и серией более коротких.

Методики расстановки промежуточных приводов также не существует, есть лишь рекомендации по установке. Есть три способа расстановки приводов – равномерно по длине, равномерно по нагрузкам и моделированием.

Пример расстановки промежуточных приводов равномерно по нагрузкам дает хорошие результаты, и показан на рисунке 4.8. Суть этой расстановки в том, что приводы расставляются по трассе согласно действующим на груженой ветви сопротивлениям движению. При этом сопротивления на порожней ветви не рассматриваются, а промежуточные приводы просто компенсируют сопротивления на груженой ветви, тем самым снижая натяжение в контуре конвейера.

Расстановка промежуточных приводов моделированием проводилось по методике, блок-схема которой показана на рисунке 4.9, рассматривались все возможные положения головного и промежуточных приводов, без перестановки промежуточных приводов местами. Головной привод в моделировании можно устанавливать в любой точке контура ленты, а промежуточные приводы можно устанавливать исключительно на груженой ветви ленты.

Следовательно, расстановку приводов по усилиям можно назвать рациональной, а моделированием – оптимальной.

Разработанная методика заключается в том, что приводы расставляются по трассе согласно действующим на груженой ветви сопротивлениям движению. При этом сопротивления на порожней ветви не рассматриваются, а промежуточные приводы просто компенсируют сопротивления на груженой ветви.

Для научных исследований, отчетом о которых является данная работа, время моделирования не имеет решающего значения, поэтому дальнейшую расстановку промежуточных приводов будем определять моделированием, а для практического применения рекомендуем расстановку по усилиям на груженой ветви как рациональную.

Подводя итоги по данному разделу, принимаем: расстановка головного и промежуточных приводов моделированием; два вида линейных промежуточных приводов с побудителями прижатия. если положения промежуточных приводов рассматривать с шагом в один метр, то количество возможных комбинаций, для одного головного и трех промежуточных, при трассе длиной в 600 метров исчисляется сотнями миллиардов

Длина транспортирования изменялась от 100 м до 20 км, мощность единичного привода изменялась от 50 кВт до 500 кВт. Ленты принимались прочностью 100 Н/мм и 200 Н/мм с числом прокладок от 2 до 6. Угол наклона конвейера изменялся от минус 5 до 18 с шагом в 1. Часовая производительность конвейера изменялась от 500 т/ч до 2000 т/ч. Груз – уголь (1,05 т/м3) и железная руда (2,2 т/м3).

Ввиду сделанного в разделе 4.2 наблюдения, нами принято двойное моделирование для двух типов трасс – прямолинейный конвейер и конвейер с переменным профилем. Трасса второго представляет собой три равных по длине участка, средний из которых имеет угол наклона, его величина изменяется при моделировании от минус 18 до плюс 18, наряду с длиной всей трассы (от 300 м до 6 км). Рисунок 4.12 иллюстрирует данное выражение.

Целью моделирования является снижение натяжения в ленте от применения промежуточных приводов. Каждый промежуточный привод несет равную нагрузку со всеми приводами конвейера. В моделировании показано натяжение при оптимальном расположении привода.

Из рисунков 4.13 и 4.14 видно, что применение промежуточных приводов дает неравномерные результаты, если сравнивать движение на спуск и движение на подъем. Стабильные результаты промежуточные приводы дают при движении на подъем, зависимость в натяжении ленты линейна. Так, один головной и один промежуточный привод даст максимум двойное снижение в натяжении ленты, два промежуточных и один головной даст максимум тройное снижение натяжения ленты. В случае же работы конвейера на спуск здесь применение промежуточных приводов может давать эффект, а может быть необоснованным – моделирование показало, что оптимальным расположением приводов при некоторых углах наклона является установка их в одной точке, что означает тот факт, что промежуточного привода быть не должно.

Похожие диссертации на ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПРИВОДОВ С ПРИЖИМНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ