книги / Современная теория ленточных конвейеров горных предприятий

нения поперечного сечения ленты, в зависимости от угла накло­ на и характеристик транспортируемого груза (fa — динамиче­ ский коэффициент трения груза о ленту, т , — коэффициент подвижности сыпучего тела), получим требуемую ширину лен­ ты для обеспечения заданной производительности (Q, т/ч) при скорости v (м/с):

где К„ — коэффициент производительности,

К„ = [п — 0,5 (4<р — sin2(p) + sin22(p tg(0,35po)] / (1 —2ф/л)2

График зависимости коэффициента производительности от угла заполнения поперечного сечения ленты показан на рис. 7.5.

При выборе скорости движения ленты конвейера следует учи­ тывать, что она ограничивается динамическими нагрузками, вы­ званными колебаниями сыпучего тела при прогибе, что составляет

4—5 м/с при расстоянии между роликоопорами /' = 1— 1,5 м.

Рис. 7.5, Изменение коэффициента производительности К„ в зависимости от

угла заполнения поперечного сечения ленты

Ширина ленты В и угол <р определяют радиус изгиба попе­ речного сечения ленты:

При определении сопротивления движению грузовой ветви коэффициент сопротивления движению w принимается на 50— 60 % больше, чем для ленточного конвейера. Радиусы переходных участков принимаются по нормам, установленным для ленточного конвейера. Размер максимального куска:

Ящах - (0,6-0,8)/?.

7.4. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ДОПУСТИМЫЕ УГЛЫ НАКЛОНА КОНВЕЙЕРА

СЛЕНТОЙ ГЛУБОКОЙ ЖЕЛОБЧАТОСТИ

Сцелью корректирования теоретических исследований бы­ ли проведены эксперименты на лабораторной модели (линей­ ный масштаб моделирования равен 4). Имитировался крутона­ клонный конвейер с лентой глубокой желобчатости шириной 1600 мм и максимальным размером транспортируемого мате­ риала а^ = 400 мм. Производительность варьировалась в пре­

делах 1600—2400 т/ч. Далее приводятся данные в переводе на реальный конвейер [8].

Установление основных закономерностей совместного движения насыпного груза и ленты с большим числом взаи­ мосвязанных переменных является достаточно сложной зада­ чей. Мы рассмотрим только влияние таких эксплуатационных параметров, как степень заполнения поперечного сечения ленты насыпным грузом, степень обжатия ленты гирляндной роликоопорой, гранулометрический состав насыпного груза и скорость движения полотна. При этом в первую очередь ис­ следуется влияние степени заполнения поперечного сечения

ленты насыпным грузом и степени обжатия ленты гирляндной роликоопорой на величины предельных углов наклона конвейера в период установившегося режима работы. Затем рассматривается влияние скорости при выбранных опти­ мальных значениях обжатия и величины допустимых углов наклона, гранулометрического состава и влажности переме­ щаемой горной массы.

Допустимым углом наклона считаем такой предельный угол наклона, при котором не наблюдалось скольжения отдельных слоев перемещаемого насыпного груза относительно ленты или качения и скольжения отдельных частиц и кусков материала, расположенных на свободной поверхности груза.

На рис. 7.6 показаны графики изменения допустимых углов наклона (3 крутонаклонного конвейера с лентой глубокой желобчатости в зависимости от степени заполнения поперечного сечения ленты <р при непрерывном размещении груза. Графики получены экспериментальным путем (предельные углы наклона определялись при скорости движения несущего элемента v = 1 м/с). Из рис. 7.6 видно, что уменьшение угла <р до 30° (увеличение степени заполнения поперечного сечения) приво­ дит к повышению предельных углов наклона конвейера до 36° при транспортировании насыпных грузов в зависимости от их физико-механических свойств. Дальнейшее повышение степени заполнения сечения (до ф = 22 - 15°) практически не вызывает увеличения угла наклона.

На рис. 7.6, а изображены экспериментальная (сплошная линия) и теоретическая (пунктир) кривые изменения предель­ ных углов наклона конвейера при транспортировании рядового каменного угля кусковатостью а = 80 - 360 мм, а на рис. 7.6, б — сухого меломергеля кусковатостью а = 40 - 400 мм (сплошная кривая) и переувлажненного меломергеля (пунктир).

Для исследования поведения поверхностного слоя транс­ портируемого груза в периоды пуска и установившегося движе­ ния на свободную поверхность наносился меченый материал.

вейера показывают, что крутонаклонный конвейер с лентой глубо­ кой желобчатости при степени заполнения ф = 20 - 30° и равно­ мерно распределенной погонной нагрузке работоспособен при уг­ лах наклона до 35° в зависимости от физико-механических свойств транспортируемых грузов. Меньшие значения допустимых углов наклона относятся к зернистым и мелкокусковым легкоподвижным насыпным грузам, большие — к кусковым связным материалам с меньшей подвижностью и более высокими коэффициентами внут­ реннего и внешнего трения.

Учитывая жесткость ленты и необходимость повышения ее срока службы, возможность попадания негабаритных включе­ ний, ухудшающих условия работы конвейерной ленты и роликоопор, а также стремление обеспечить максимальную произво­ дительность конвейерной установки, принимают оптимальный угол, характеризующий степень заполнения поперечного сече­ ния ленты (ф = 45 - 40°). В этом случае крутонаклонный кон­ вейер с лентой глубокой желобчатости может быть работоспо­ собным при транспортировании горной массы (линейная на­ грузка равномерна, угол наклона Р = 26 - 32°).

Экспериментальные исследования влияния скорости дви­ жения ленты на процесс транспортирования насыпных грузов и предельные углы наклона крутонаклонного конвейера с лентой глубокой желобчатости проведены при изменении скорости в диапазоне v = 0,4 - 4 м/с для различных степеней обжатия и за­ полнения поперечного сечения ленты.

На рис. 7.7 приведены экспериментальные данные по из­ менению допустимых углов наклона крутонаклонного конвей­ ера (при степени заполнения поперечного сечения несущего полотна ф = 45° и равномерном распределении линейной на­ грузки) в зависимости от скорости движения ленты. Из рисун­ ка видно, что в интервале 0,4 - 2 м/с влияния скорости на про­ цесс транспортирования не наблюдается, дальнейшее повыше­ ние скорости движения ленты до 4 м/с приводит к некоторому снижению на 1—3° предельных углов наклона. Причем при транспортировании влажных материалов (увлажненная песча­ но-гравийная смесь и переувлажненный меломергель, влияние скорости сказывается меньше. Это объясняется повышенной

связностью частиц друг с другом и с конвейерной лентой при транспортировании увлажненных материалов. Более интен­ сивное снижение углов наклона наблюдается при транспорти­ ровании легкоподвижных мелкозернистых и мелкокусковых материалов.

GL

Рис. 7.7. Графики изменения допустимых углов наклона конвейера в зависи­ мости от скорости движения ленты (при степени заполнения поперечного се­ чения ф = 45°):

У— увлажненная песчано-гравийная смесь; 2 — щебень класса а = 80 - 160 мм; 3 — щебень класса а = 200—400 мм; 4 — уголь каменный класса а = 80—360 мм; 5 — сухой меломергель класса а - 120 — 450 мм; 6 — переувлажненный меломергель класса а - 150—450 мм

Исследования влияния неравномерности и порционности распределения линейной нагрузки вдоль конвейерной ленты на процесс транспортирования и предельные углы наклона круто­ наклонного конвейера с лентой глубокой желобчатости прово­ дились с разными насыпными грузами при степени заполнения поперечного сечения несущего элемента ф = 45 - 90° и скорости движения ленты v = 2 м/с.

Особый интерес представляла работа конвейера при нерав­ номерной или порционной загрузке.

Визуальные наблюдения показали, что при порционной за­ грузке частицы меченого материала остались практически не­ подвижными и только в нижней части порции видно незначи­ тельное растекание материала при наклоне конвейера под углом р = 25° ( при степени заполнения поперечного сечения несущего элемента ф = 45°). При транспортировании неравномерно рас­ пределенной вдоль конвейерной ленты увлажненной песчаногравийной смеси (угол, характеризующий степень заполнения поперечного сечения ленты, ф = 45 - 60°, только при угле на­ клона конвейера (3 = 33°, что превышает величину предельного для данного типа материала даже при номинальном заполнении поперечного сечения ленты на два градуса) имеет место сдвиг материала по отдельным плоскостям скольжения и наблюдается снижение производительности установки.

При транспортировании сухих и переувлажненных меломер­ гельных пород отдельными порциями (углы наклона конвейера со­ ставляют в первом случае р = 31°, во втором — р = 32°, т.е. нахо­ дятся в пределах, допустимых при номинальном заполнении попе­ речного сечения ленты; ф = 45° — угол, характеризующий степень заполнения поперечного сечения ленты) в некоторых случаях фор­ ма порции видоизменялась и наблюдался срыв отдельных кусков и их перемещение к нижнему объему материала. Как правило, эти куски удерживались нижележащей порцией груза. Явление расте­ кания и отрыва отдельных кусков от нижней кромки порций объ­ ясняется тем, что частицы ориентированы друг относительно друга и относительно поверхности конвейерной ленты таким образом, что возникающая расклинивающая сила недостаточна для удержа­ ния отдельных кусков.

При транспортировании переувлажненных меломергельных пород при влажности W = 0—5 % возникают дополнительные удерживающие силы, обусловленные липкостью данного мате­ риала, и порции сохраняют свою форму даже при более высоких углах наклона конвейера. Причем зависимость угла наклона крутонаклонного конвейера с лентой глубокой желобчатости от влажности транспортируемой песчано-гравийной смеси свиде­ тельствует о наличии максимума при влажности 5—7 % (рис. 7.9). Дальнейшее увеличение влажности не только не увеличи­ вает угол подъема, но и резко уменьшает его.

При порционном размещении материала вдоль конвейерной ленты предельный угол наклона конвейера уменьшается, как бы­ ло показано, на 2—4° в зависимости от физико-механических свойств материала и скорости движения ленты, а при неравно­ мерной степени заполнения поперечного сечения ленты, но нали­ чии транспортируемого груза вдоль всей рабочей ветви конвейера величины допустимых углов наклона уменьшаются всего лишь на 1—2°, т.е. практически остаются в пределах, допустимых при но­ минальном заполнении поперечного сечения и равномерном рас­ пределении погонной нагрузки вдоль конвейерной ленты.

Механические свойства насыпных грузов под действием раз­ личных факторов (влажность, степень уплотнения, кусковатость, время нахождения в неподвижном состоянии) подвергаются

Рис. 7.9. График изменения угла наклона в зависимости от влажности песча­ но-гравийной смеси:

У— 45°; 2 — 30°

значительным изменениям. При расчетах крутонаклонного кон­ вейера с лентой глубокой желобчатости следует учитывать пе­ ременные значения механических свойств.

Например, по мере увеличения кусковатости транспорти­ руемого груза уменьшается его плотность. Передача усилий в насыпном грузе, лежащем на ленте глубокой желобчатости, осуществляется от частицы к частице и, значит, неравномерно в силу большого разнообразия форм частиц, а также их располо­ жения. С увеличением размеров отдельных кусков и при дости­ жении предельных величин количество кусков, расположенных по ширине ленты, уменьшается и создаются более благоприят­ ные условия для появления «клинового эффекта». Следствием чего и является повышение допустимых углов наклона конвейе­ ра с увеличением кусковатости транспортируемого груза.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Спиваковский А.О., Потапов М .Г Транспортные машины и комплек­ сы открытых горных разработок. — М.: Недра, 1983.

2.Дьяков В.А., Шахмейстер Л.Г., Дмитриев В.Г., Запеним И.В., Пухов Ю.С., Шешко Е. Е. Ленточные конвейеры в горной промышленности / Под ред. А.О. Спиваковского. — М.: Недра, 1982.

3.Шешко Е.Е. Горно-транспортные машины и оборудование для откры­ тых работ. — М.: МГГУ, 2003.

4.Пертен Ю.А. Новые конструкции наклонных конвейеров и основы их расчета. — М.: НИИинформтяжмаш,1967.

5.Спиваковский А.О., Шешко ЕЕ . Конвейеры для больших углов наклона на открытых разработках // Сб.: Глубокие карьеры. — Киев: Наукова думка, 1960.

6.Гущин В.М. К распределению давлений насыпного материала на ленту глубокой желобчатости крутонаклонного конвейера // Сб.: Вертикальные и кругонаклонные конвейеры для транспортирования грузов в промышленности.

—Л., 1971.

7.Зенков Р.Л. Механика насыпных грузов. — М.: Машиностроение,

1964.

8.Гущин В.М. Стендовые исследования крутонаклонного конвейера // Сб.: Добыча угля открытым способом. — ЦНИЭИУголь. — 1972. — № 4.

9.Андреев А.В., Дьяков В.А., Шешко Е.Е. Транспортные машины и авто­ матизированные комплексы открытых горных разработок. — М.: Недра, 1975.

10.Гущин В.М. Стендовые исследования крутонаклонного конвейера // Сб.: Добыча угля открытым способом. — ЦНИЭИУголь. — 1972. — № 4.