книги / Современная теория ленточных конвейеров горных предприятий
..pdfЗная окончательную длину Х/скв и Х/скн, откладываем ее при обходе тягового контура от точки набегания на приводной барабан против движения ленты:
S„ = S „ - [ ( 4."+?r) s in p - ^ ] /,
on.
г
оп.н »
Аналогичным образом находим длину участков скольжения и на остальных тяговых контурах конвейера и определяем натя жение несущей ленты на участках других промежуточных при водов.
Проверяется минимально допустимые натяжения несущей ленты по условию допустимого провеса основной несущей лен ты в режиме пуска конвейера.
На верхней ветви наиболее опасными являются точки сбегания несущей ленты с промежуточных приводов:
где Кп — кратность пускового тягового усилия привода. Про веряется условие Sm w > S ‘min.
Если хотя бы в одной из этих точек условие не выполняет ся, то в этой точке натяжение принимается равным S^in, а во всех остальных точках контура натяжение увеличивается на Д5:
= $ т т ~ *"*20,17,14 *
он р,/ н . |
^ и п К . " 1). |
|
■>min = 8/рЯп + |
----- g----- |
> |
о> ОЯ
°4 ,1 7 .1 0 — ° m i
Если условие не выполняется хотя бы в одной из точек, то в
этой точке натяжение принимается равным S^in, а в остальных
точках контура оно возрастает на Д5 = (5"^ - 54710 ).
При проектировании многоприводного конвейера с боль шим числом промежуточных приводов и выборе системы при вода и его характеристик необходимо решить две основные за дачи: определить возможную перегрузку ленты при частичной загрузке конвейера по длине (или недопустимое падение натя жения) и определить возможную перегрузку отдельного при водного блока вследствие отклонений в распределении нагрузки между промежуточными приводами от расчетных номинальных значений.
Обе эти задачи взаимосвязаны и возможные отклонения в распределении нагрузки могут увеличить или, наоборот, умень шить величины экстремальных натяжений при частичной за грузке конвейера по длине. Для совместного решения этих задач в случае неуправляемого привода необходимо составить до вольно громоздкую систему уравнений, так как эта общая зада ча статически неопределима (кроме уравнений сил необходимы уравнения скоростей или деформаций ленты).
Технически обе задачи решаются путем применения регу лируемого привода, управляемого таким образом, когда каждый промежуточный приводной блок развивает тяговое усилие, со ответствующее сопротивлению движению на примыкающем к нему участке трассы конвейера. Одновременно, естественно, решается и задача устранения отклонений от заданного тягового усилия (момента двигателя).
Однако в случае применения нерегулируемого привода, ес ли прочность ленты заранее завышена с учетом возникновения экстремальных натяжений при частичной загрузке конвейера по
длине, а параметры натяжного устройства обеспечивают устра нение недопустимого падения натяжения, то задача определения возможной перегрузки отдельного приводного блока предвари тельно может быть рассмотрена изолированно. Такая постанов ка имеет основание особенно при большом числе приводов, так как увеличивается вероятность того, что средняя нагрузка на все приводы и средняя скорость ленты в точках набегания будут со ответствовать номинальному расчетному режиму при номи нальном скольжении двигателей и номинальном диаметре бара бана. При оценке перегрузки одного привода могут быть рас смотрены варианты полной загрузки конвейера по длине и за грузки половины длины конвейера, когда возникает максималь ный перепад натяжений в точках набегания на первый (последний) промежуточный привод и привод, расположенный в середине конвейера.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Шахмейстер Л.Г., Дмитриев В.Г Теория и расчет ленточных конвей еров. — М.: Машиностроение, 1978.
2.Колояров В.Г., Гридчин В.С. Применение промежуточных приводов на ленточных конвейерах // Уголь. — 1992. — № 9.
3.Меграбян Г.Г., Белобородов В.Г., Колояров В.Г 1ЛП120А — ленточ ный конвейер нового технического уровня // Уголь. — 1999. — № 8.
=1
{
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КРУГОНАКЛОННЫХ КОНВЕЙЕРАХ ДНЯ ГОРНЫХ
п р е д п р и я т и й .
КРУГОНАКЛОННЫЕ
КОНВЕЙЕРЫ С ПОДПОРНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
_______________________________________________________________
6.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КРУТОНАКЛОННЫХ КОНВЕЙЕРАХ
ДЛЯ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Крутонаклонный конвейер — конвейер, способный транс портировать грузы под углами подъема, превышающими 18°. Применяются крутонаклонные конвейеры для подъема горной массы из карьеров, для транспортирования по наклонным выра боткам шахт, в поверхностном комплексе горных предприятий, на обогатительных фабриках, в конструкциях перегружателей и приемных стрел роторных экскаваторов. Основное распростра нение получили ленточные крутонаклонные конвейеры.
Интерес к созданию крутонаклонных конвейеров возник еще в 30-е годы, когда в одном из немецких журналов был описан круто наклонный конвейер с лентой глубокой желобчатости. В 1953 г. были уже запатентованы крутонаклонные конвейеры с прижимны ми контурами. Конструктивные несовершенства крутонаклонных конвейеров того времени не способствовали их распространению, хотя и были примеры их применения (на стреле экскаватора и др.).
Особенно перспективны крутонаклонные конвейеры для карьеров. Многие действующие карьеры угольных, рудных и нерудных месторождений СНГ и мира в целом в результате длительной и интенсивной разработки с понижением горных работ более чем на 200 м перешли в категорию глубоких и в на стоящее время обеспечивают добычу 90 % минерального сырья, извлекаемого открытым способом.
Показательную группу глубоких карьеров, выделяющихся значительными объемами перемещаемой горной массы, а также спецификой горно-технических и климатических условий раз работки, составляют кимберлитовые карьеры и разрез Нерюнгринский в Якутии; Михайловский, Лебединский, Стойленский, Костомукшский, Оленегорский, Ковдорский, Качканарский, Коршуновский ГОКи России; карьер «Мурунтау» Навоийского ГМК в Узбекистане; железорудные карьеры Кривбасса.
В связи с расширением и ужесточением современных тре бований к освоению недр назрела острая необходимость в ре конструкции систем технологического транспорта с использо ванием техники крутонаклонного подъема горной массы на глу боких карьерах. Традиционные виды карьерного транспорта — железнодорожный, автомобильный и конвейерный (ленточный конвейер в классическом исполнении) — имеют жесткие огра ничения по допускаемому углу подъема. Увеличение протяжен ности транспортных коммуникаций на глубоких горизонтах карьеров кратно возрастанию затрат на перевозки, доля которых в общей себестоимости добычи достигает 60 %. Мировая прак тика открытой разработки месторождений показывает, что на ближайшую перспективу реально к альтернативным вариантам наклонного подъема горной массы с глубин до 1000 м относятся скиповые и конвейерные подъемники. Производство последних не должно вызвать затруднений, так как в значительной степени они освоены, большая часть узлов унифицирована со стандарт ными ленточными конвейерами, известен мировой положитель ный опыт эксплуатации крутонаклонных конвейеров. Сравни тельная оценка вариантов подъема должна выполняться с уче том местных климатических и горно-технических условий, а также реальных и потенциальных возможностей техники подъ ема. Вместе с тем непрерывный подъем крутонаклонными кон вейерами при средних и больших грузопотоках представляется предпочтительным, что подтверждается отечественным и миро вым опытом.
По способу удержания груза на ленте от самопроизвольного движения вниз под действием силы тяжести различают крутонаклонные конвейеры с повышенным коэффициентом трения горной массы о поверхность ленты; с повышенным нормальным давлением горной массы на ленту; со специальными подпорны ми элементами на ленте для горной массы. Имеются конструк тивные схемы, в которых осуществлена комбинация некоторых из этих способов.
Крутонаклонные конвейеры, несущая поверхность ленты которых имеет повышенные фрикционные свойства, или рифы
286
(невысокие перегородки до 35 мм), расположенные так, что до пускают движение обратной ветви ленты по стандартным роликоопорам, практически не отличаются от обычного ленточного конвейера (рис. 6.1). Такие крутонаклонные конвейеры приме няются для сортированных легких мелкокусковых грузов (в том числе для угля). Куски размером более 150 мм не удерживаются рифами и скользят по ним.
Угол подъема крутонаклонных конвейеров такого типа не может превышать углов внутреннего трения и естественного от коса грузов в движении и составляет в зависимости от физико механических свойств горной массы 22—25°
Производительность при предельных углах уменьшается на 30—40 % по сравнению со стандартными конвейерами. Затруд нено применение двухбарабанных приводов [1, 2, 3].
Согласно вышесказанному конвейеры подобной модифика ции имеют незначительную область применения в карьерах. По этому ниже, в разд. 6.2, 6.4, 7 и 8, более подробно рассмотрены только две основные группы конвейеров.
а
Рис. 6.1. Конвейеры с рифлеными лентами:
а — типы рифов; б — поперечное сечение конвейеров
6.2. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ КРУТОНАКЛОННЫХ КОНВЕЙЕРОВ С ПОДПОРНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
Крутонаклонные конвейеры с подпорными элементами имеют значительное число разнообразных модификаций, разли чающихся типом тягового органа, формой несущего полотна, конструкцией подпорных элементов и областью применение.
Подавляющее большинство известных и применяемых кон вейеров этого типа оборудовано специальными лентами, имеющи ми на рабочей обкладке разного рода подпорные элементы, про дольные борта либо то и другое. Подпорные элементы и продоль ные борта могут быть выполнены из различных материалов (пластмассы, резины, металла) и различным образом прикреплять ся к ленте: выполняться заодно с рабочей обкладкой ленты, быть привулканизированы к ней, крепиться механическим путем и т.д.
Борта применяются как гладкие, так и (чаще) гофрирован ные. Гладкие борта имеют вертикальные разрезы для предупре ждения возникновения напряжений в них при огибании лентой концевых барабанов; гофрированием бортов достигается та же цель и улучшаются условия удержания транспортируемого сы пучего груза на ленте. Широко известны и распространены кру тонаклонные конвейеры с привулканизированными к плоской ленте резиновыми перегородками и гофрированными бортами (лента типа «Flexowell» фирмы «Sholtz» и др.). В некоторых случаях высота бортов и подпорных элементов достигает 150— 200 мм (есть данные, что в некоторых конструкциях превышает 400 мм), но недостаточная их устойчивость позволяет приме нять их только при легких сыпучих грузах с размером кусков до 150 мм. Порожняковая ветвь конвейеров может опираться края ми на специальные дисковые ролики, поддерживаться дополни тельным контуром ленты или иметь ходовые ролики. Конструк тивные особенности конвейера не допускают применения двух барабанных приводов, что ограничивает высоту подъема (= 100 м) одним ставом при современной прочности лент [1,2, 3, 4].
Для обеспечения возможности транспортирования кусков размером 300—400 мм требуется установка металлических или пластмассовых бортов и перегородок, что значительно усложня ет и утяжеляет конструкцию. Расстояние между перегородками при этом должно составлять не менее 0,8— 1 м, что при углах подъема более 30° обусловит порционное расположение груза на полотне, а значит снижение степени его заполнения. Условия загрузки ограничивают скорость движения полотна (v < 2,5 м/с). Поэтому производительность таких конвейеров под углами подъема 35— 45° составляет не более 2000— 3000 м3/ч.
Имеются примеры механического крепления жестких перего родок из литой резины и различного типа пластмасс. Но в практике отечественного машиностроения этот метод пока не используется.
Крутонаклонный ленточный конвейер с жесткими бортами и перегородками разработан кафедрой ТМК Московского гор ного института совместно с лабораторией механизации ИГД МЧМ СССР. На рис. 6.2 представлены поперечное сечение кон вейера (а) и вид его сверху на несущее полотно (б).
Тяговым органом конвейера служит лента 1, опирающаяся на грузовой ветви на роликоопоры 2. На ленте привулканизированы с определенным шагом накладные элементы с гнездами 7 для осей 5 с ходовыми роликами 6 и бортами 3 с перегородками 4, укрепленными на осях.
Как видно из рисунка, вертикальные борта 3 собираются из отдельных пластин, штампованных из листового проката. Пере городки также выполняются из листового проката (4— 5 мм) и крепятся к пластинам таким образом, что нижний край их почти упирается в накладные элементы на уровне осевой линии ходо вого устройства.
Перегородки устанавливаются под определенным углом (=10°) к вертикали, что способствует увеличению объема транс портируемого материала и лучшему удержанию его на полотне конвейера. Устойчивость перегородок достигается креплением их к бортам по двум плоскостям, центрирование хода ленты — ходовыми роликами, установленными на осях.
Оси крепятся к ленте накладными элементами. Накладной элемент может быть изготовлен формовкой из резины с включени ем для прочности 1—2 прокладок. Конструктивной проработкой были определены габаритные размеры накладного элемента: длина
— 400 мм, ширина — 250 мм, высота — 105 мм. Накладной эле