Введение к работе
Актуальность темя. Ленточные конвейеры получили широкое распространение на предприятиях горнодобывающей, угольной, строительной и химической промышленности. Все возраставшая роль конвейерного транспорта обуславливает повышение требований к его узлам и агрегатам, в числе которых одно из главных мест занимает требование снижения металлоемкости. Лззестно, что снижение металлоемкости продукции, выпускаемой з стране только на 1;2 равнозначно дополнительному росту национального дохода на 3-4 :лрд. рублей / по состояния на 1969 г./. Конеейерные ставы характеризуются значительной металлоемкостью, от 15 до 70Й от общей массы конвейера, что составляет, к примеру, в горнодобывающей прольталенности. в среднем от 40 до 400 т металла на один конЕейер. Анализ методов расчета отдельных элементов опорных конструкций показывает, что имеется значительный разброс металлоемкости кон-Еейеров одного Еида и назначения в зависимости от методик, применяемых проектными организациями, т.к. в большинстве случаев, .для упрощения, ряд нагружающих факторов учитывают коэффициентами запаса прочности. Такой подход кроет в себе резерв снижения металлоемкости. Применение автоматизированных методов расчета опорных: конструкций на ЭВМ с заданием утешенных нагрузок для наиболее тяжелых ренимов работы конвейерной установки, позволяет учитывать" динамические процессы, происходящие в элементах стаза, изменение граясеставз груза и другие условия эксплуатации, обеспечивает унифицированный подход к расчету и, ;:ак слєлстеиє, снижение металлоемкости става на стадии проектирования на 10-14. что дает с.ченомический эффект
15-20 тыс. руб. на одном конвейере типа Ж 5250 производства ГО Ново-Краматорского машиностроительного завода.
Увеличение объемов производства и единичной производительности конвейера, использование его в гибко*! автоматизированном производстве /ГАП/, приводит к увеличения как нагрузки на опорные конструкции, так и существенно изменяет его динамику. Применение комплекса мероприятий по построению рационального режима работы установки позволит на стадии эксплуатации снизить динамику, за счет этого дополнительно снизить металлоемкость на 15-18. что дает суммарный экономический эффект 35-40 тыс. руб. или 6-7 т на одном конвейере типа ЛК-5250.
Указанное подтверждает актуальность поставленной задачи.
Работа выполнялась в соответствии с комплексной научно-технической программой Минвуза УССР "Автрэлектропривод" /задание 2.2."Разработать и создать автоматизированную систему управления электроприводом стационарных ленточных конвейеров на основе асинхронних двигателей, тиристорних преобразователей и средстЕ микроэлектронной техники с целью повышения технико-экономических показателей и показателей надежности" /утвержденной приказом Гшнвуса УССР ! 189 от 28.04. 1981 г.
Цель работы - обоснование алгоритмов формирования тягового усилия и скорости конвейера по критерию металлоемкости и создание методики расчета металлоемкости тгаелнх ленточных конвейеров с регулируемы;.! приводом.
Рідєя работы - заключается в разработке методов для увеличения долговечности и снижения металлоемкости става ленточ-
ного конвейера при использовании автоматической системы управления в условиях неравномерного грузопотока.
СсноЕНые научные положения и их новизна:
-
Зависимости формирования осноеных нагрузок на роли-коопору, математическая модель нагрунения опорных конструкций при транспортировании горной массы с крупными кусками груза, алгоритм формирования нагрузок в ставе, отличающиеся . тем, что одновременно учитываются как нагрузки от потока мелких іракиий, так и от отдельных крупных кусков и тягового усилия, а также колебаний, вызванных Ерацакзцимися роликами, поперечными перемещениями груженой ленты при переменной скорости транспортирования.
-
Сформулирован обобщенный функционал металлоемкости, полонено уравнение повреждения конвейерного става, алгоритма прогнозирования остаточного ресурса, отличающиеся тем, что учитывают одновременно гсансостаз транспортируемого груза и режимы автоматизированного конвейера.
-
Алгоритмы 'формирования законов управления приводом ленточного конвейера при транспортировании крупных кускоа груза и запуске груженного конвейера, стличащиеся тем, что в качестве целевой функции принят минимум металлоемкости конструкции конвейера.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обусловлена анализом материалов технической литературы и общепринятых положений и закиноЕ механики, теории колебаний, случайных процессов, математического аппарата дифференциального и операторного исчислений; применением апробированных методов теории электропривода и автоматического регулирования; соответствием принятых допущений характеру репіаємьк задач; достаточной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных на ЗВИ методом математического моделирования и подтвержденных промасленными испытаниями при расхождении результатов на 7-ІЗЙ, в зависимости от точки, в которой производилась оценка.
Научное значение работы заключается в разработке математических моделей нагружения опорных конструкций става конвейера и фун-тлионала металлоемкости, по; нслязкінх установить закономерности изменения нагрузок на став от режимов транспортирования и грансостаъа груза, исследовать зависимость металлоемкости ст динамических режимов работы конвейєра, синтезировать САУ, обеслечивг:оцую сн;:;кен::е динамических нагрузок на опорные конструкции установки.
Практическое значение работы состоит з том, что разработаны и внедрены новые способы и технические решения по снижения металлоемкости без потери долговечности ленточного конвейера из-за уменьшения нагрузок на оперные конструкции г.утем формирования требуемого закона изменения тягоеого усилия конвейера при различных уровнях скорости транспортирования. Лредлагаемы-з алгоритмы управления тяговым усилием и скоростью конвейера, руководство по расчету и выбору основных
іраметров металлоконструкций ленточного конвейера с регу-іруемьаі приводом нашли применение в инженерной практике зоектирования при шецр'жии новых конвейерных установок, зцернизашш цействущих, наладке систем автоматического правления конвейером, АСУ поточно-транспортных систем.
Реализация работы в промышленности
На основании полученных закономерностей изменения ме-аллоемкости и долговечности конвейерного става разработаны лгоритмы формирования тягового усилия и скорости на базе егулируемого пригода и внедрены в условиях конвейера К-2 робильнсй фабрики Михайловского ГОКа, конвейерах линий анско-Ачинского / разрез "Березовский"/, Зкибастузского разрез Восточный/ энергетических комплексов / проект инсти-уча "Злектротяжхимпроект", г ..Днепропетровск/. Полученные аксномерности нагружения конвейерного става вошли е мето-ическое руководство "Методика расчета характеристик режимов аботы автоматизированного ленточного конвейера с регули-уемым приводом" /в главе б по обоснованию параметров и соэ-,анкп методов расчета металлоемкости тяжелых конвейеров/
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы доложены и Осуждены на научных семинарах, конференциях, совещаниях, .екциях ученого и технического советов, в том числе: на республиканской конференции молодых ученых и спеииалис-'ов "Молодые ученые - прогрессу в области разработки высокоэффективных технологий, средств механизации и автоматизации юбычи и переработки полезных ископаемых " /г.Днепропетровск,
1984 г./, на областной научно-технической конференции "Механизация и автоматизация ручных и трудоемких операций в промышленности Кузбасса " /г.Кемерово, 1984 г./, Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы управления объектами с распределенными параметрами /г.Оцесса, 1987г./, Всесоюзной научно-технической конференции "Актуальные проблемы моделирования и управления системам1, с распределенными параметрами" /г.Киев, І9Б7 г./, на Ei-ей Всесоюзной научно-технической конференция "Вибрация и вибродиагностика. Проблемы стандартизации" /г.НііяниЯ Новгород, 1991 г./.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 17 работ, в том числе получено 6 авторских свидетельств л 3 положительных решения по заязкам на предполагаемые изобретения.
Структура и объем работы, /диссертация представлена на 2СО страницах машинописного текста и состоиі из введения, 4 глав, заключения, списка использованных источников из ИЗ наименований, 43 рисунков, 10 таблиц и 9 приложений на 17 страницах.