ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ КОНВЕЙЕРОВ

2.1. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ В СУРОВЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ

УСЛОВИЯХ

Эксплуатация конвейеров в суровых климатических усло­ виях характерна для карьеров горных предприятий Северного Урала, Сибири и Востока. Подвижность горного оборудования в процессе разработки открытых месторождений в карьерах ведет к тому, что конвейеры комплексов непрерывного дейст­ вия постоянно работают на открытой местности, часто без лег­ ких навесов. Линейная часть конвейера в течение всего года подвергается воздействию солнца, ветра, пыли, осадков и осо­ бенно отрицательных температур в зимнее время. Темпера­ тура воздуха на угольных разрезах Северного Урала колеб­ лется от +40 до —47 °С. При низких температурах происхо­ дит намерзание транспортируемого материала и пробуксовка ленты, затрудняется работа обслуживающего персонала, увели­ чиваются затраты мощности. В зимние месяцы количество вне­ плановых простоев конвейеров на карьерах возрастает до

200%.

Всвязи с вводом в действие комплексов непрерывного дей­ ствия для разрезов большой производственной мощности (на­ пример, в условиях Канско-Ачинского топливного энергетиче­ ского комплекса) вопрос о повышении надежности работы кон­ вейеров при низких температурах стал особенно актуальным. Для проектируемой конвейерной линии производительностью

5000 м3/ч (при ширине ленты 1600 мм и скорости движения 4,5 м/с), устанавливаемой с навесом и ограждением от раз­ реза «Березовский» до Березовской ГРЭС № 1, расчетная тем­ пература воздуха в наиболее холодную пятидневку составляет —41 °С. Средняя температура воздуха в холодный период со­ ставляет —22 °С, продолжительность снежного покрова и ме­ телей— соответственно 5,5 мес и 300 ч [1]. Предложения по решению данной проблемы сводятся к двум вариантам. Боль­ шинство специалистов, ссылаясь на опыт эксплуатации лен­ точных конвейеров на Коркинском разрезе, в производствен­ ных объединениях «Вахрушевуголь» и «Александрияуголь», на карьерах в Канаде, считают возможным нормальную эксплуа­ тацию конвейеров при температурах до —45 °С, используя для этого морозостойкие ленты и смазки, местный прогрев привод­ ных блоков, микропривод для обеспечения постоянной замед-

ленной работы конвейера на холостом ходу, растворы для уменьшения намерзания груза на ленту, механизированные средства уборки просыпи. Металлоконструкции става конвей­ ера также должны отвечать определенным требованиям. На­ пример, частота поломок нагружаемых деталей экскаватора за­ метно возрастет с понижением температуры от —15 °С и при температуре —40 °С в 4—5 раз больше, чем при положитель­ ных температурах [7]. Предлагается применять вместо обыч­ ных углеродистых сталей, имеющих повышенную хрупкость, легированные стали с мелкозернистой структурой, содержащие марганец, никель, медь. В этом отношении интересен опыт эксплуатации конвейеров, транспортирующих нефтеносный пе­ сок в карьерах Канады при температурах до —55 °С. Здесь наряду с морозостойкими лентами и смазками, инфракрасным обогревом барабанов и микроприводом для прокручивания ленты при отсутствии груза в металлоконструкции конвейера используется специальная легированная сталь с мелкозернистой структурой. К вопросу применения в конвейерах специальных сталей следует подходить осторожно. Опыт эксплуатации кон­ вейерного комплекса Новокраматорского машиностроительного завода производительностью 5000 м3/ч на разрезе «Морозовский» объединения «Александрияуголь» при температуре

—15 °С признан в целом положительным. Вместе с тем от­ мечены еще значительные простои на устранение отказов (34 % от календарного времени), значительная доля которых прихо­ дится на конвейерное оборудование.

Исследования состояния металлоконструкций конвейеров при температурах до —44 °С на Коркинском угольном разрезе, проведенные ИГД Минчермета СССР, показали стойкость их к поломкам. Это объясняется отсутствием высоких кратковре­ менных нагрузок. Отсюда делается вывод, что при изготовлении конвейеров, предназначенных для работы при низких темпера­ турах, нет необходимости применять хладостойкие стали [8]. Отмечены также надежная работа морозостойких лент и смазки БНЗ-ЗМ, несущественное влияние низких температур на производительность конвейера и потребляемую мощность. Оснащение конвейеров оборудованием, стойким к воздействию окружающей среды в районах с умеренным климатом, соответ­ ствует климатическим исполнениям У1 и У2 (с использованием навесов и ограждений), а в северных районах — исполнениям ХЛ1 и ХЛ2 (ГОСТ 15150—69). По данным Сызранского тур­ бостроительного завода стоимость конвейерного оборудования с лентой шириной 1600—2000 мм в исполнении ХЛ2 в 1,3 раза, а эксплуатационные расходы в 1,2 раза выше, чем при обыч­ ном исполнении У4.

Другой вариант связан с установкой конвейеров, имеющих обычное исполнение (УЗ, У4, У5), в неотапливаемых или отап­ ливаемых галереях, предохраняющих оборудование от воздей­ ствия окружающей среды и низких температур. Для конвейе­

ров с лентой шириной 400—1600 мм применяются неотапли­ ваемые галереи серии 3.016-1 (с ограждающими конструкци­ ями из волнистых асбестоцементных листов) и 3.016-2 (с само­ несущими асбестоцементными оболочками), а также отапли­ ваемые галереи серии ИС-01-15 для конвейеров с лентой шириной 400—2000 мм [9]. Стоимость галерей, особенно отап­ ливаемых, по данным Промтрансниипроекта значительно превы­ шает стоимость приобретения и монтажа конвейера (табл. 2.1).

Поэтому выбор типа укрытия для магистральных ленточ­ ных конвейеров повышенной протяженности и производитель­ ности для районов с суровым климатом имеет принципиаль­ ное значение. Например, для конвейеров с шириной ленты

мой галереей, а эксплуатационные расходы отличаются не­ значительно. Приведенные затраты по первому варианту на 16f% меньше, чем по второму. Однако следует иметь в виду,

(5500 ч в год по сравнению с 7500 ч). Этот фактор может по­ влиять на решение вопроса о резервировании конвейерной линии. При установке резервной конвейерной линии более эко­ номичен вариант с использованием укрытия в виде отапливае­ мой галереи. По данным ИГД Минчермета СССР экономи­ чески целесообразна установка конвейеров в суровых клима­ тических условиях в неотапливаемых галереях или только с навесом на открытом воздухе, когда это допустимо по горно­ геологическим условиям.

Таким образом, при проектировании конвейерных линий при выборе типа укрытия должны учитываться технические и эко­ номические показатели, условия обслуживания конвейеров, дли­ тельность, надежность и уровень их эксплуатации, возможность получения оборудования соответствующего исполнения. Промтрансниипроектом на основе методики П. И. Коха и В. Л. Ореш­

гофрированной листовой стали толщиной до 2 мм. Большое внимание уделяется конфигурации галерей и технологии их монтажа при строительстве и ремонтных работах. Все большее внимание привлекают галереи с трубчатым сечением. В США конвейеры для подачи руды на фабриках (с лентой шириной 1375 мм) устанавливаются в трубчатых галереях диаметром 3000 мм, сваренных из стальных листов толщиной 8 мм. Га­ лереи составляются из отдельных модулей-секций длиной 18 м, изготовленных на заводе металлоконструкций. При монтаже модулей в галерею внутри них устанавливается конвейерное оборудование, после чего модули поднимаются на проектную отметку. Благодаря большой жесткости трубы, поддерживаю­ щие ее опоры в виде компактных трубчатых стоек с вильча­ тым верхним основанием для галереи устанавливаются с ша­ гам 50 м, при этом модули соединяются между собой бол­ тами. В трубе имеется пешеходный настил и прокладываются коммуникации. Облегчена уборка просыпи подачей под напо­ ром воды, попадающей затем в систему шламового хозяйства предприятия. Упрощается отопление галерей. Обогреватели монтируются в нижней части галереи, и теплый воздух сам пе­ ремещается к верху.

Основные преимущества трубчатых галерей: уменьшение стоимости и трудоемкости строительства за счет исключения устройства стен, кровли и совмещения операций монтажа гале­ реи и конвейера, малое сопротивление ветровым нагрузкам, улучшение компоновки и эксплуатации. Однако отмечается сравнительно большой расход стали. Чтобы уменьшить расход стали, галерею монтируют в виде оболочки из гофрированного стального листа толщиной 1,3—1,6 мм, привариваемой к пло­ скому стальному основанию и оснащаемой внутри поперечными балками и вертикальными стойками для монтажа конвейерного оборудования.

2.2. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ ПРИ ДОСТАВКЕ

КРУПНОКУСКОВЫХ СКАЛЬНЫХ ПОРОД И РУД

Технические возможности мощных ленточных конвейеров за последние годы расширились благодаря внедрению маги­ стральных конвейеров тяжелого типа с лентой шириной 1600, 2000 мм, разработанных ВНИИПТмашем и Сызранским тур­ бостроительным заводом. Они предназначены для доставки кусковых скальных пород и руд крупностью до 500 мм из глу­ боких карьеров на перегрузочные пункты и обогатительные фабрики. В проектах конвейеров тяжелого типа с жестким ставом предусмотрены три типа роликоопор: жесткие, подвес­ ные и амортизирующие. Опыт эксплуатации конвейеров тяже­ лого типа за 15 лет подтвердил общую их работоспособность при производительности до 2000 т/ч, скорости движения ленты

3,15 м/с, крупности груза до 400 мм и массе отдельных кусков до 70 кг. Превышение этих параметров приводит к резкому увеличению износа металлоконструкций, ленты и роликов, в ре­ зультате чего снижается надежность работы конвейеров. При­ менение современной технологии буровзрывных работ, повыше­ ние предела крупности транспортируемой горной массы с 400 до 700 мм, скорости движения ленты до 5 м/с, производительно­ сти до 6000 т/ч позволит значительно снизить капитальные к эксплуатационные расходы по доставке скальных пород и руд. Реальность достижения таких параметров подтверждается дан­ ными эксплуатации конвейеров с податливой конструкцией ли­ нейной и загрузочной частей ставов.

К современным металлоконструкциям линейной части кон­ вейера, транспортирующего крупнокусковую горную массу, предъявляются следующие требования: высокая прочность; амортизирующая способность при больших динамических на­ грузках; устойчивость, малые металлоемкость и трудоемкость монтажа, унификация; удобство доставки и обслуживания. Ра­ боты по созданию металлоконструкций, конвейеров, отвечаю­ щих поставленным требованиям, ведутся в следующих на­ правлениях:

конвейеры с канатным ставом и жесткими подвесными ротикоопорами;

конвейеры с канатными ставами и шарнирными подвесными роликоопорами;

конвейеры с комбинированным ставом (жестким и канат­ ным) и жесткими роликоопорами;

конвейеры с опорами скольжения для ленты [10].

Переход к эксплуатации ленточных конвейеров с канат­ ными ставами и опорами скольжения требует тщательного рас­ чета и выбора конструктивных параметров канатов, опорных стоек, опор скольжения.

2.2.1. КОНВЕЙЕРЫ С КАНАТНЫМ СТАВОМ И ЖЕСТКИМИ ПОДВЕСНЫМИ РОЛИКООПОРАМИ

На угольных шахтах СССР успешно эксплуатируются лен­ точные конвейеры с канатным ставом и жесткими подвесными роликоопорами, имеющими жесткое соединение роликов между собой и изготавливаемыми Краснолучским и Александровским машиностроительными заводами. Основное достоинство кон­ вейеров — малые трудоемкости монтажа и металлоемкость, снижение ударных нагрузок на ленту и ролики. Они пред­ назначены для доставки угля крупностью до 500 мм и породы крупностью до 300 мм по горным выработкам, имеют горизон­ тальное (слабонаклонное), уклонное, бремсберговое телескопи­ ческое и грузолюдское исполнения. Производительность кон­ вейеров составляет 545—1200 т/ч по углю при ширине и скорости

движения ленты соответственно 1000—1200 мм и 1,6—2,5 м/с, мощности привода 100—500 кВт.

Большинство конвейеров выпускается как для установки на почву (напольные), так и для подвески к кровле (рис. 2.1, а—в). Подвесной став включает два несущих каната, закреп­

став имеет стойки, на которые опираются несущие канаты с верхними роликоопорами и нижние однороликовые роликоопоры. Верхние роликоопоры состоят из трех роликов, соеди­ ненных скобами с жесткими нешарнирными втулками. Боковые ролики наклонены под углом 30° и с помощью литых втулок и клиньев прикрепляются к несущим канатам. Для натяжения канатов напольного става применяют натяжные стойки с не­ подвижными и подвижными блоками, перемещаемыми домкра­ тами при натяжении (рис. 2.1, г). На подвесных ставах обычно используют стяжки с зажимами, жимками, тягами, гайкой и отрезком каната (рис. 2.1, <?). Стяжкой натягивается несущий канат, после чего жимками закрепляется отрезок каната и снимается стяжка.

Надежность работы конвейеров во многом зависит от натяжения канатов, шага установки опорных стоек. Отклоне­ ние этих параметров от оптимальных приводит к неравномер­ ному нагружению канатов и подшипников роликоопор, сходу ленты, возникновению колебаний. По рекомендациям ДонУГИ и Донгипроуглемаша, требуемое натяжение канатов определя­ ется по условиям контакта ленты с роликоопорой:

нце канатов, которое должно быть создано при монтаже и поддерживаться при эксплуатации. Заданное натяжение кана­ тов можно контролировать сравнением фактического макси­ мального прогиба каната между стойками с расчетным значе­ нием, определяемым по формуле

сколько завышенное натяжение канатов, что положительно сказывается на работе става и роликоопор. Считается опти­ мальным, если прогиб каната составляет сотую долю от рас­ стояния между стойками и меньше. Шаг между стойками реко­ мендуется выбирать равным удвоенному расстоянию между ро­ ликоопорами, расположенными симметрично относительно стоекПри изменении натяжения канатов нагрузка на роликоопоры распределяется равномерно. Диаметр каната выбирается как

При установке распорок, препятствующих сближению кана­ тов в горизонтальной плоскости,

Вертикальная составляющая усилия на стойку линейной секции от каната в направлении реакции подвесной роликоопоры

где ас — усилие на единицу площади сечения стойки; Fc— пло­ щадь сечения стойки; hK— расстояние от каната до более опас­ ного сечения стойки; dc— диаметр стойки; / с — момент инер­ ции стойки.

На крайние стойки секции, кроме того, действуют усилия от натяжения в канатах, отклоняемых для закрепления с основа­

2.2.3. КОНВЕЙЕРЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ СТАВОМ

При транспортировании кусковых скальных пород и руд крупностью свыше 500 мм трудно обеспечить одновременно вы­ сокие податливость и устойчивость канатного става с подвес­ ными роликоопорами. Этот недостаток устранен в комбиниро­ ванных ставах, в которых для опоры роликов используют ка­ наты и жесткие элементы из проката. Комбинированные ставы выполняют из отдельных самостоятельных секций, которые можно использовать как на линейной, так и на загрузочной частях конвейера.

Комбинированный став разработан и испытан ВНИИПТмашем на конвейерном стенде с лентой шириной и скоростью движения соответственно 1600 мм и 1—2,5 м/с и с грузом массой 500 кг (рис. 2.3,а). Он включает в себя зам­ кнутую раму с продольными балками и уравнительными бло-

Ленточные конвейеры с комбинированным ставом:

ками с двумя ветвями канатов, концы которых натянуты винтовым устройством [13]. Стандартные ролики, расположенные в шахматном порядке, крепятся через оси с пазами с помощью шарниров, скоб и фиксаторов к балкам и канатам. Измере­ ниями установлено снижение динамических нагрузок в 2,0— 3,9 раза на средние ролики податливой секции по сравнению с жесткими роликоопорами, а в сравнении с подвесными шар­ нирными роликами на жестком ставе — в 1,5—2,8 раза. Подат­ ливая секция предложена для использования на конвейерах, транспортирующих скальные породы и руды плотностью до 3,5 т/м3, крупностью отдельных кусков 600—900 мм и массой до 500 кг при содержании фракции груза крупностью свыше 300 мм до 60%, скорости движения резинотросовой ленты ши­ риной 1600 мм до 4 м/с, производительности до 7200 т/ч.

Срок службы ленты и опор скольжения находится в пределах

6—8 мес.

Повышение эффективности работы ставов с опорами сколь­ жения и расширение области их использования связаны с вы­ бором износостойких материалов для опор скольжения и при­ менением смазок, созданием оптимальных конструкций опорных поверхностей и лент; выбором оптимальных параметров кон­ вейера (ширины, скорости движения и загрузки ленты, длины става), применением вспомогательных средств, снижающих со­ противление движению ленты, температурный и фрикционный износ трущихся поверхностей. Работы в этом направлении про­ водились ИГТМ АН УССР и ВОСТНИГРИ.

На установке, оборудованной машиной трения МИ-2, иссле­ дованы фрикционные характеристики наиболее износостойких конструкционных материалов для опор скольжения (табл. 2.3).

Наиболее выгодными из исследованных материалов для опор скольжения оказались ситаллы и шлакоситаллы, обладающие невысоким коэффициентом трения и значительной износостой­ костью абразивному изнашиванию. Например, шлакоситалл ли­ стовой толщиной 10—12 мм по ТУ УССР 21-138—66 имеет зна­ чительно меньшую стоимость, чем сталь Ст. 3. При давлении 5-10-3 МПа и скорости скольжения 1 м/с коэффициент трения ленты по шлакоситаллу, имеющему чистую поверхность, соста­ вил 0,49, а при наличии угольной пыли — 0,22. Пыль активно осаждается на опоры скольжения из шлакоситалла, обладаю­ щего диэлектрическими свойствами, при трении которого возни­ кают электростатические заряды. Последние имеют незначитель­ ную величину и способствуют образованию слоя пыли на опорах, выполняющей роль смазки. Целесообразно опоры скольжения выполнять в виде секций, состоящих из расположенных в шах-

блоки толщиной 50 мм, набранные из кусков снятой с эксплуа­ тации ленты. Конвейер рекомендован к применению для вторич­ ной доставки руды из очистного забоя в рудниках с подэтажной системой обрушения [14].

Загрузка ставов железной рудой крупностью до 1500 мм при плотности 3,7 т/м3 и крепости 4—8 по шкале М. М. Протодьяконова осуществлялась с четырех пунктов скреперными установ­ ками 30ЛС-2С. Масса отдельных кусков груза, падающего с высоты 0,5—0,7 м, достигала одной тонны. Наблюдения за ра­ ботой конвейеров подтвердили их работоспособность. Коэффи­ циент сопротивления движению ленты составил 0,6 при потреб­ ляемой мощности не более 35 кВт. Разрушений на поверхности ленты, температура которой превышала на 2—4 °С темпера­ туру окужающей среды, не наблюдалось. Большему износу под­ вергались кромки ленты. Один из конвейеров доставил 70 тыс. т руды при средней производительности 500 т/ч.

Институтом ВОСТНИГРИ разработан конвейер с опорами скольжения повышенной производительности, достигнутой бла­ годаря применению смазки. Конвейер имеет производитель­ ность 1000 т/ч при ширине и скорости движения ленты соответ­ ственно 1200 мм и 1,0—1,5 м/с, мощности привода 70 кВт. Опоры скольжения изготовлены из кусков конвейерной ленты, укладываемых на гибкие дугообразные подвески с амортизато­ рами, прикрепляемые к бортам става. Имеются дефлекторные ролики, установленные на дугообразных пластинах для умень­ шения износа кромок ленты. Холостая ветвь ленты располага­ ется на роликоопорах. Наилучшие результаты получены при использовании резинотросовой ленты типа 2РТЛО-1500, об­ кладка которой содержит графит, улучшающий скольжение. В качестве смазки применена антифрикционная водная суспен­ зия серебристого графита, подаваемая по всей длине опор сколь­ жения с помощью системы шлангов и форсунок. Коэффициент трения ленты по опоре составил 0,4—0,55. Конвейером достав­ лено 60 тыс. т руды. Нагрева ленты и опор скольжения не на­ блюдалось. Роль смазки могут выполнять вода и виброэле­ менты, которыми оснащаются секционные опоры скольжения. Вибрация способствует отрыву ленты от опор, в результате чего уменьшается сопротивление ее перемещению. Чтобы уменьшить сопротивление движению ленты, можно использовать комбини­ рованные опоры, когда в ставе одновременно устанавливают ролики (обычно по бокам) и опоры скольжения в центральной части секций.

2.3.ЭКСПЛУАТАЦИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ

ВУЗЛАХ ЗАГРУЗКИ ПРИ ДОСТАВКЕ КУСКОВЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Загрузочная часть ленточного конвейера, транспортирующего кусковые абразивные грузы, является наиболее ответственным участком. Здесь лента активно подвергается ударно-абразив­

сечения двух канатов; Э — кинетическая энергия системы канат­ ный став — подвесные роликоопоры; Ск — жесткость соседних участков канатного става.

Канатные секции загрузочной части конвейера отличаются схемой запасовки и компоновкой канатов. Для выравнивания натяжения канатов канатная секция оборудуется дугообраз­ ными направляющими сегментами (рис. 2.5,6). Одна пара сег­ ментов монтируется на каретках, перемещаемых винтовым на­ тяжным устройством. Натяжным устройством можно регулиро­ вать натяжение каната и положение в плане подвесных роликоопор. Концы канатов закрепляются зажимами на стойках.

Для широких лент при транспортировании недробленной гор­ ной массы крупностью 600—1000 мм может быть применен по­ датливый став с многоканатной системой подвески пяти рядов роликов (рис. 2.5,б). Особенностью конструкции является также то, что к продольным балкам крепятся не боковые ролики, а бо­ ковые канаты с помощью упругих подвесок. При падении кус­ ков груза ударные нагрузки через ленту передаются на ролики, канаты и упругие подвески. Подвески сначала сжимаются, а за­ тем восстанавливают свое положение. Подъем ленты вверх за­ держивается упругими оттяжками, соединяющими поперечины рамы секции с поперечинами става. Благодаря этому снижается ударное взаимодействие ленты с кусками груза.

При запасовке канатов в вертикальной плоскости ветви ка­ ната служат для поэтапного гашения кинетической энергии па­ дающих кусков груза. Прогибаясь, верхний канат через при­ крепленный к нему вильчатый элемент передает часть энергии

.нижнему канату (рис. 2.5,г). Податливость ленты при этом уменьшается. Секция обладает повышенной первоначальной по­ датливостью, благодаря чему снижается износ ленты.

Загрузочная часть с опорами скольжения. Достоинством применения опор скольжения в загрузочной части конвейера яв­ ляется простота конструкции, более равномерное распределение динамических нагрузок. Секции с опорами скольжения имеют незначительную по сравнению со ставом конвейера длину, по­ этому нагрев ленты при скольжении значительно меньше.

Опоры скольжения эффективно предохраняют ленту от про­ дольных порывов при сквозном пробое острыми посторонними предметами или их заклинивании, которые часто встречаются в грузопотоке металлургических предприятий. Для этих условий

ных кусков средняя опора скольжения благодаря амортизатору и выступу перемещается направленно вниз. Одновременно опус­ каются боковые опоры скольжения и лента принимает желобча­ тое положение без перегибов. Наклон средних опор скольжения способствует выталкиванию посторонних предметов. Рассмот­ ренная конструкция внедрена на многих металлургических и коксохимических заводах Кривбасса.

В качестве опор скольжения могут быть использованы ко­ роба (рис. 2.7, в), заполненные сыпучим материалом. Боковые части ленты движутся по наклонным опорам скольжения, а средняя — по сыпучему материалу. Чтобы исключить образо­ вание пыли и уменьшить износ ленты, короб сверху оборудуют гибкой антифрикционной диафрагмой, а внутри массы сыпучего материала устанавливают взрыхляющий механизм. При поступ­ лении кусков груза диафрагма и сыпучий материал деформиру­ ются. Взрыхляющий механизм способствует восстановлению де­ формационных свойств сыпучего материала, который, подвер­ гаясь ударам, уплотняется.

За рубежом (США, Великобритания, ФРГ, Франция) для снижения ударных нагрузок на загрузочную часть конвейера широко применяют опоры скольжения в виде упруго смонтиро­ ванных листов. Последние подвешиваются шарнирно к боковым стойкам. Опоры скольжения из упругих листов рессорного типа (рис. 2.7, г) консольно присоединяют к кронштейнам продоль­ ных балок. Такие опоры просты по конструкции и хорошо рабо­ тают при погрузке среднекускового материала. Чтобы повысить грузонесущую способность консольных опор скольжения, под лентой монтируют прямую роликоопору с двумя дисками, имею­ щими выступы, на которые опираются консольные опоры сколь­ жения. Взаимодействуя с выступами, опоры скольжения вибри­ руют, благодаря чему уменьшается сопротивление движению ленты.

Еще большей степенью упругости обладают эластичные опоры скольжения. Они выполняются из полос полиуретановой ленты с низким коэффициентом трения или отрезков ленты, рас­ тягиваемых под грузонесущей лентой и армируемых сверху ан­ тифрикционными полосами (рис. 2.8,а). Чтобы обеспечить авто­ матическое регулирование деформации отрезка ленты в зависи­ мости от величины ударных нагрузок, концы ленты закрепляют на барабанах, один из которых установлен поворотно и кинема­ тически связан с канатным барабаном с пружинно-гидравличе­ скими демпферами (рис. 2.8,6). При падении крупных кусков груза лента прогибается, немного сматываясь с поворотного ба­ рабана. Перемещению ленты и возникновению колебаний пре­ пятствуют демпферы. Испытания конвейера с лентой, армиро­ ванной материалом типа «Нафтлен», показали, что такая опора позволяет снизить ударные нагрузки в 1,8—2,3 раза по срав­ нению с подвесными шарнирными роликоопорами. Для повы­ шения стойкости к многократным ударным нагрузкам эластич-

в 2,31 раза, а по сравнению с гуммированными роликами — 3,9 р^за. Срок службы опор скольжения составил 14—16 мес.

Загрузочная часть с подвижным гибким контуром. При по­ вышенных скоростях движения ленты эффективность работы неподвижных амортизирующих секций снижается. Возрастают динамические и фрикционные нагрузки на элементы конструк­ ции, снижается устойчивость перемещения материала, возни­ кают просыпи. В этом случае может быть рациональным приме­ нение подвижных движущихся синхронно с грузонесущей лен­ той амортизирующих систем. Хорошие результаты получены при использовании подвижных ленточных контуров. Такой контур огибает хвостовой и дополнительный барабаны (рис. 2.9,а). Опоры дополнительного барабана подпружиниваются для со­ здания определенной податливости амортизирующей ленте. Дви­

Для устранения этого недостатка амортизирующая лента, имею­ щая ширину, меньшую, чем грузонесущая лента, монтируется на отдельных бесприводных барабанах и роликоопорах. Такая кон­ струкция успешно испытана ИГД Минчермета СССР для за­ грузки крупнокусковой железной руды на приемный конвейер, установленный под молотковой дробилкой. В загрузочной сек­ ции конструкции ВНИИПТмаша амортизирующая лента уже, чем грузонесущая, и опирается только на барабаны и один про­ межуточный ролик. Бортовые участки грузонесущей ленты под­ держиваются боковыми роликами, которые одним концом шар­ нирно крепятся к раме, а другим к канатам, образующим ка­ натную секцию (рис. 2.9,6). Ширина амортизирующей ленты для грузонесущих лент шириной 1600, 2000, 2500 и 3000 м выбира­ ется равной соответственно 500, 650, 800 и 1000 мм, а расстоя­ ние между барабанами, имеющими диаметр 400—500 мм, со­ ставляет 4—6 м. Снижение динамических нагрузок происходит за счет работы упругой системы: амортизирующая лента — под­ весные ролики — канаты. Секция рекомендована к применению на магистральных тяжелых конвейерах производительностью 6000 т/ч по руде (крупностью до 600 мм), имеющих ширину и скорость движения резинотросовой ленты соответственно 1600 мм и 3,15—4,0 м/с и оборудованных на линейной части ка­ натными секциями, узлами и роликами тяжелых конвейеров Сызранского турбостроительного завода.

В отличие от рассмотренной конструкции в загрузочной сек­ ции конвейера нижние концы смежных боковых роликов соеди­ няются между собой через пластины и пружины. Упрощается монтаж секции, однако возможно возникновение колебаний. Дополнительная лента может выполнять также функции ускори­ тельной при загрузке материала. Для этого она оснащается вы­ ступающими бортовыми участками, между которыми распола-

Конструкции загрузочной части конвейера с гибкими подвижными аморти­ зирующими контурами:

гается более узкая грузонесущая лента (рис. 2.9, в ). Под грузо­ потоком бортовые участки дополнительной ленты занимают плоское положение и лежат на амортизирующих роликах. В на­ правлении движения грузонесущей ленты бортовые участки до­ полнительной ленты с помощью наклонных боковых роликов занимают положение под углом, а через определенное расстоя­ ние снова переходят в горизонтальное положение. Крупнокусковый груз не падает свободно на грузонесущую ленту, а сте­ кает поперек ленты по наклонным плоскостям лотка на борто­ вые участки дополнительной ленты, над которой установлены

ограждающие борта. При дальнейшем движении обеих лент груз в результате наклона бортовых участков дополнительной ленты стекает на грузонесущую ленту без значительного соуда­ рения с ней и проскальзывания. Таким образом, грузонесущая лента не подвергается интенсивному износу крупнокусковым грузом. Дополнительная лента, имеющая незначительную длину, после износа заменяется новой.

При загрузке крупнокускового материала крупностью до 1000 мм целесообразно применение подвижных контуров с ходо­ выми опорами (рис. 2.9,г), соединенными цепями. Ходовые опоры монтируются на траверсах с эластичными элементами, фрикционно взаимодействующими с грузонесущей лентой. Ро­ лики опор перемещаются по направляющим со встроенными в них пневматическими амортизаторами с выдвижными высту­ пами. Пневматические камеры сообщаются с источником сжа­ того воздуха. Под действием ударных нагрузок пневмоамортиза­ торы деформируются, при этом ходовые опоры совершают вертикальные перемещения, снижая нагрузки на ленту. Если крупнокусковый груз не поступает, подача сжатого воздуха пре­ кращается и выступы опускаются, после чего ходовые ролики движутся по направляющим.

2.4. ПЕРЕДВИЖКА КОНВЕЙЕРОВ НА ОТКРЫТЫХ РАЗРАБОТКАХ

При эксплуатации мощных конвейерных комплексов в карье­ рах одной из наиболее трудоемких операций является переме­ щение забойных и отвальных конвейеров вслед за подвиганием уступов. Перемещение осуществляется после разборки конвейера на части их последовательным переносом и монтажом или без разборки непрерывной передвижкой на определенный шаг. По­ следний способ более производителен и позволяет полностью механизировать и автоматизировать процесс передвижки. При непрерывной передвижке секции конвейеров жестко соединяют в единый блок с помощью шпал и боковых рельс, которые вос­ принимают основные усилия. Передвижник подхватывает рель­ созахватной головкой, фиксируемой в заданном положении кра­ ном и тяговосцепным устройством, боковой рельс, приподнимает его вместе со шпалами и ставом конвейера, затем приближает к себе на шаг передвижки и совершает челноковые движения вдоль става. Шпалы смещаются на весу и частично волочением по почве. Производительность передвижника соответствует про­ изведению длины става на шаг передвижки (в единицу вре­ мени), т. е. имеет размерность площади (м2) передвижки на единицу времени.

В СССР средства непрерывной передвижки выполняют на базе тракторов С-80, Т-100, Т-140, Т-180, ДЭТ-250, оснащенных крановым навесным оборудованием и рельсозахватной голов­ кой. Мощные передвижники (турнодозеры) типа Т-10С и

МПТК-1 на базе тракторов Т-180 и ДЭТ-250С изготавливаются донецким машиностроительным заводом им. Ленинскогф ком­ сомола Украины и Ново-Краматорским машиностроительным заводом. Они предназначены для передвижки забойных и от­ вальных конвейеров производительностью до 5000 м2/ч при шаге передвижки до 2 м и скорости передвижки до 10 км/ч. Передвижники успешно применяются на карьерах КМА (Лебе­ динском, Стойленском), Никопольского марганцевого бассейна (Шевченковском, Грушевском), на разрезах производственного объединения «Александрияуголь» и др.

Производительность передвижки конвейеров во многом зави­ сит от схемы расстановки оборудования и последовательности проводимых операций. Применение одновременно двух пере­ движников, движущихся навстречу друг другу к центру става с последующим выравниванием средней части конвейера одним передвижчиком, позволяет сократить время передвижки. Сокра­ щению времени передвижки способствует также увеличение длины одного конвейера в линии, при этом уменьшаются про­ тяженность и частота обхода «мертвых» зон, создаваемых при­ водными станциями. Чтобы уменьшить нагрузки на узлы пере­ движника и элементы захвата на конвейере, навесное оборудо­ вание выполняют с двумя обоймами рельсозахватных головок, разнесенных по длине става и смещенных поперечно. Общий шаг передвижки слагается из двух полушагов, создаваемых сначала первой, а потом второй по ходу движения рельсозахват­ ными головками. Для этого на ходовой тележке передвижника шарнирно закрепляется балка, несущая на концах рельсоза­ хватные головки, взаимодействующие с рельсом конвейерного става. На концах балки и на раме ходовой тележки установ­ лены блоки, огибаемые канатом, концы которого закреплены на балке стопорным механизмом каната, сблокированным с при­ водом тележки. Для обеспечения устойчивой работы передвиж­ ника (рис. 2.10, а) на раме ходовой тележки смонтирован контр­ груз. В процессе передвижки конвейерного става рельсозахват­ ные головки захватывают головку рельса и передвигают его и связанный с ним конвейерный став на новую линию. Балка по­ ворачивается на некоторых угол, определяемый шагом пере­ движки. Барабан может свободно вращаться. Канат переходит с одной стороны барабана на другую. Усилия от передвижки, приложенные к передней и задней рельсозахватным головкам, выравниваются, что сопровождается перемещением каната че­ рез блоки. Балка в зависимости от соотношения этих усилий по­ ворачивается в одну или другую сторону. Канат воспринимает часть усилий передвижки, разгружая частично балку от изги­ бающего момента в горизонтальной плоскости. При необходимо­ сти барабан затормаживают, перемещение каната прекращается и балка стопорится в заданном положении.

Рельсы передвижного конвейера служат также для переме­ щения по нему перегрузочных тележек. Если передвижной кон-

ного роторного комплекса К.МА. Расположение лазера на при­ водной станции, экрана на передвижчике и ориентира на кон­ цевой станции образует линию для ориентировки передвижника. Поворот лазера в горизонтальной и вертикальной плоскостях при корректировке положения луча осуществляется микропри­ водами. С помощью объектива оператор с приводной станции наводит луч на ориентир в конце конвейера с отклонением по горизонтали, не превышающим 10 см. Положение луча по вер­ тикали корректируется по радио. Экран на передвижчике по­ зволяет проводить работы в дневное время и выполнен из полотна с нанесенной на него координатной сеткой. Полотно по­ мещается в трубу длиной 1200 мм и диаметром 800 мм. Следую­ щий шаг передвижки начинается с перемещения приводной и концевой станций на заданный шаг. Приводная станция пере­ двигается на собственной гусеничной ходовой части. Концевая станция перемещается волоком с помощью каната и тягача (С-100, ДЭТ-250). Затем оператор с приводной станции направ­ ляет луч на ориентир концевой станции, в качестве которого обычно применяют электрическую лампочку, окрашенную в жел­ тый цвет, и опускают его до середины экрана. Передвижчик разворачивается в направлении передвижки и выходит середи­ ной (по горизонтали) экрана на луч, после чего движется к приводной станции, удерживая луч в пределах вертикальной полосы шириной 5—6 см, проходящей через центр экрана. При подходе передвижника к приводной станции весь конвейер ока­ зывается выставленным соосно со станциями. Далее у привод­ ной станции передвижчик останавливается, а приводная и кон­ цевая станции передвигаются на следующий шаг. Цикл при обратном ходе повторяется. Достигнутая производительность передвижки составила 4840 м2/ч и может быть увеличена до 10 тыс. м2/ч при составе бригады восемь человек в смену и производительности труда 2500 м2/чел-смену. Это показатели более чем в 20 раз превышают среднестатистические значения по Михайловскому карьеру КМА до внедрения лазерной си­ стемы [17].

вые канавки в отверстии крышки, камеру большой емкости, за­ полненную смазкой, в которую помещена плавающая втулка. Между плавающей втулкой, на которую действует сила тяже­ сти, и уплотнительным кольцом или крышкой создается сколь­ зящий контакт. Несмотря на изменение давления между поло­ стью ролика и окружающей средой, возникающее в периоды на­ гревания и охлаждения ролика, контакт между плавающей втулкой и уплотнительным кольцом или крышкой остается по­ стоянным. Благодаря этому сохраняется смазка в зазорах и кольцевых канавках уплотнения при наклонном расположении ролика. Давление, действующее на втулку в верхнем подшипни­ ковом узле, направлено против веса втулки и может нарушить уплотнительный контакт. В нижнем подшипниковом узле на­ правление этих сил совпадает, благодаря чему возрастает на­ дежность уплотнения. Поэтому расчет параметров уплотнения производится из условия обеспечения герметичности верхнего подшипникового узла.

Подшипниковые узлы горизонтально расположенных роликов работают в лучших условиях, и смазка в них не вытекает. Эф­ фект уплотнения обеспечивается благодаря тому, что буртик втулки постоянно внедрен в смазку. В промышленных условиях исследовалось также влияние низких температур на сопротив­ ление вращению роликов при различных типах смазки. На дол­ говечность подшипника наибольшее влияние оказывают попа­ дание воды и качество смазки.

На основе полученных данных были разработаны техниче­ ские требования на смазки БНЗ-З и БНЗ-ЗМ (морозостойкая) для роликов. Установлено, что в процессе длительной работы (свыше 5 лет) основные показатели смазок БНЗ-З и БНЗ-ЗМ (предел прочности, вязкость, температура каплепадения) изме­ няются незначительно. Смазка БНЗ-З рекомендуется при темпе­ ратурах окружающей среды от —16 до +90 °С, а смазка БНЗ-ЗМ соответственно от —45 до +90 °С. В угольной и дру­ гих отраслях промышленности успешно эксплуатируется свыше 150 тысяч роликов рассмотренной конструкции.

При конструировании роликов, работающих в условиях по­ вышенного загрязнения окружающей среды, широко применя­ ются лабиринтные уплотнения. Для надежной работы лабиринт­ ных уплотнений весьма важна рациональная компоновка сто­ порных элементов. Лабиринтные уплотнения фиксируются сто­ порными элементами (рис. 3.1,а), размещаемыми в кольцевых канавках на валу, и стопорными элементами, размещенными в кольцевых канавках корпуса подшипника. Стопорный элемент, расположенный в кольцевой канавке на валу, представляет со­ бой пружинную шайбу, а другой — стопор треугольной формы. Канавка на валу имеет конический профиль с вершиной конуса, обращенной в сторону ролика, причем угол между образующей канавки и осью вала составляет не менее 7°. При взаимодей­ ствии пружинной шайбы с конической поверхностью канавки

J

*

/

возникает горизонтальная составляющая сила Рi, прижимаю­ щая лабиринтное уплотнение к подшипнику. Профиль канавки в корпусе подшипника выполнен в виде прямоугольной трапе­ ции. При взаимодействии стопора с канавкой корпуса возникает горизонтальная составляющая сила Р 2 , также прижимающая уплотнение к подшипнику. Благодаря этому повышается гер­ метизация ролика.

Чем меньше выдавливается в процессе работы ролика смазки из уплотнения, тем меньше износ подшипников. Умень­ шение выдавливания смазки достигается уплотнением, состоя­ щим из наружного, внутреннего и среднего колец (рис. 3.1,6). Наружное и внутреннее кольца выполняются в виде усеченных конусов с удлиненными посадочными втулками. Втулка наруж­ ного кольца имеет ступенчатую форму, ступень которой явля­ ется посадочной частью для вала, а удлиненная часть служит для посадки втулки внутреннего кольца. Удлиненная часть

втулки наружного кольца имеет перфорацию. Наружное и внутреннее конические кольца изготавливаются из эластичного материала. Среднее кольцо состоит из двух колец — внешнего с отбортовкой конической формы по центральному отверстию и внутреннего кольца с аналогичной отбортовкой. Эти кольца со­ единяются соосно так, что отбортовки колец направлены в про­ тивоположные стороны. Кольца могут быть или приварены одно к другому, или приклеены.

Наличие перфораций и биконическая поверхность среднего кольца способствуют удержанию смазки и уменьшают ее выте­ кание при нагреве.

В роликах с неподвижной осью и подшипниками качения конструкции Гипрорудмаша нашли применение эластичные уп­ лотняющие шайбы с антифрикционным кольцевым вкладышем (рис. 3,1,в). Снаружи шайба фиксируется крышкой с пружин­ ным кольцом. Между шайбой и внутренним кольцом подшип­ ника устанавливается антифрикционный вкладыш, проскальзы­ вающий относительно внутреннего кольца подшипника. При вращении обечайки ролика вместе с ним вращаются корпус подшипника и уплотняющая шайба с антифрикционным вкла­ дышем, обеспечивающая герметизацию подшипника.

Конструкции уплотнений роликов, применяемых зарубеж­ ными фирмами, весьма разнообразны. Для роликов фирм ФРГ характерно использование нескольких зон уплотнения. Система уплотнения включает уплотнительную крышку, три зоны кон­ тактного уплотнения, лабиринт и контактное уплотнение. Чем тяжелее ролик, тем сложнее уплотнение. Ролики с повышенной герметичностью конструкции «Тема» (ФРГ) имеют в составе уплотнения магнитные элементы. Уплотнение состоит из анти­ коррозионного корпуса, в который заключены гибкие магнитные уплотнительные диски, облицованные материалом с незначи­ тельным коэффициентом трения. Уплотняющий прижим дисков зависит от силы магнитного притяжения. В роликах тяжелого типа, выпускаемых в Швеции, имеются защитная крышка с маслозадерживающими канавками и многозаходный штампо­ ванный из стального листа осевой лабиринт. Нередко все уплот­ нение лабиринтное. Многозаходный лабиринт иногда собира­ ется из отдельных элементов и может иметь заданное число за­ ходов. В Великобритании больше применяют блочные уплотне­ ния, представляющие собой собранный готовый узел, помещае­ мый перед подшипником. Такой блок, например, может состоять из четырех штампованных уплотнительных шайб, смонтирован­ ных в обойме. В роликах, выпускаемых фирмами США, име­ ются, как правило, две-четыре зоны лабиринтных или контакт­ ных уплотнений с внешней и уплотнение с внутренней стороны. Широко используются подшипники со встроенными уплотне­ ниями. Такие подшипники позволяют лучше использовать высо­ кокачественные смазки и обеспечивают уплотнение с внутрен­ ней стороны ролика.

смазкой производят сквозной прокол пробки наконечником на­ гнетателя смазки, и смазка поступает непосредственно в по­ лость подшипника и заполняет ее. После заправки подшипника смазкой проколотое отверстие в пробке перекрывается за счет упругости. Рекомендуется проколы в пробке производить уже в процессе изготовления пробки.

Всесоюзным научно-исследовательским институтом электроугольных изделий (ВНИИЭИ) разработана антифрикционная паста АФЗ-1, которая может успешно применяться для длитель­ ной смазки роликов, работающих в условиях весьма высоких температур (до 350 °С). Пасту закладывают в пространство между кольцами и шариками.

В конструкциях роликов зарубежных фирм для смазки под­ шипниковых узлов характерно применение пресс-масленок. Пресс-масленками снабжаются каждый подшипниковый узел, подшипниковые полости ролика соединяются трубкой, охваты­ вающей ось ролика и образующий с ней канал для подвода смазки. Если необходимо произвести одновременно смазку всех роликов роликоопоры, подшипниковые узлы их последовательно соединяют гибкими трубками.

Охлаждение обечайки и подшипниковых узлов роликов про­ изводится преимущественно в транспортных системах горячих цехов (на металлургических заводах, вспомогательных про­ изводствах горнодобывающих предприятий). Узлы конвейеров в таких цехах имеют специальное исполнение (например, грузонесущая лента выполняется из металла, роликоопоры — из ке­ рамики и металла). При этом применяется принудительная система охлаждения роликов. В качестве охлаждающего компо­ нента используется охлажденные воздух или вода. В конструк­ ции охлаждаемых роликов предусматриваются расположенные по их оси цилиндрические неподвижные оболочки, между кото­ рыми и обечайкой ролика подается охлаждающий компонент. Отработанный охлаждающий компонент выходит из ролика че­ рез полость неподвижной оболочки. В радиаторной схеме теп­ лоотвода вокруг оси ролика монтируется трубчатая спираль. Через спираль подается охлаждающая жидкость, которая за­ тем отводится из ролика и поступает в общую систему охлаж­ дения.

Контроль за состоянием роликов осуществляется обычно ви­ зуально при профилактическом осмотре эксплуатируемого кон­ вейера. Неисправный ролик издает повышенный шум в виде по­ стукивания, резких периодических звуков повышенной частоты. Когда силы трения, в подшипниковых узлах достигают значи­ тельной величины, обечайки роликов перестают вращаться и очень быстро изнашиваются движущейся лентой. Если остано­ вившийся ролик вовремя не заменить, на его корпусе образу­ ются острые режущие кромки. От них на ленте возникают глу­ бокие порезы или длинные сквозные порывы. На мощных лен­ точных конвейерах большой протяженности контроль за состоя­

нием роликов приобретает особое значение. Для этой цели сле­ дует использовать постоянно или периодически действующие средства контроля с применением регистрирующей аппаратуры. Так, например, на конвейерной линии протяженностью 100 км в Западной Сахаре, составленной из 11 конвейеров длиной’ 0,9—11,8 км каждый, для контроля и технического ухода за роликами используются самоходные вагонетки, оборудованные акустической аппаратурой. Датчики аппаратуры реагируют на резкое изменение шума участка става, контролируемого в дан­ ный момент. Быстрая замена роликов производится без оста­ нова конвейера.

3.2. РЕГУЛИРОВАНИЕ УСТАНОВКИ РОЛИКООПОР НА КОНВЕЙЕРАХ С ЖЕСТКИМИ И КАНАТНЫМИ

в зависимости от расчетной производительности конвейера. Узлы крепления должны быть компактны, надежны, износостойки и просты в изготовлении, легко собираться и демонтироваться. Регулировка положения жестких роликоопор производится на жестких или гибких (канатных) опорных элементах и подвес­

установки. Для этого узел крепления выполняется в виде скобы (рис. 3.3, а) с пазом под ось ролика и резьбовыми отверстиями. В отверстия вставляются стопорные болты. Скоба навешивается на опорный уголок и раскрепляется стопорными болтами. В про­ цессе работы конвейера в местах установки оси роликов в пазы кронштейнов возникают зазоры, из-за которых появляются стуки и биение в узлах крепления. Чтобы уменьшить зазоры, для крепления осей используют фигурные упругие обоймы. При де­ монтаже роликов ось ролика быстро выводится из обоймы (рис. 3.3,6). В конструкциях ставов с трубчатыми опорными элементами в основании роликоопоры выполняются отверстия под крепежные скобы с винтовыми концами (рис. 3.3,в). При монтаже роликоопоры ее основание перемещается по трубча­ тым элементам и фиксируется скобами и гайками.

Уменьшения шума работающих роликов можно достичь, если оси роликов при монтаже оснастить эластичными втулками, ус­ танавливаемыми в отверстиях или пазах опорных элементов. После износа эластичные втулки могут быть легко заменены.

В некоторых конструкциях роликоопор предусматривается возможность регулирования угла наклона боковых роликов (чаще от 0 до 40 °С), которое улучшает работу конвейера в ус­

ловиях изменения загрузки конвейера. Это особенно важно на мощных конвейерах с лентами повышенной толщины и жест­ кости. Лента как при загрузке, так и при холостом ходе должна касаться роликоопоры по всей ее ширине. Изменяя угол наклона боковых роликов, можно обеспечить плавный переход ленты от желобчатой формы в плоскую при набегании ленты на барабан. Для обеспечения регулирования угла наклона боковых роликов в значительном диапазоне могут быть применены дугообразные элементы с системой отверстий (рис. 3.3,г). При монтаже ро­ ликоопоры боковые ролики устанавливаются под заданным уг­ лом и фиксируются элементами крепления. Положение дугооб­ разных элементов может также регулироваться. На ставах с консольной компоновкой боковых роликов внутренние концы осей роликов оснащаются секторными кронштейнами (рис. 3.3,5). Кронштейны устанавливаются поворотно на оси и с по­ мощью паза штифта фиксируются под заданным углом.

Для этого боковые ролики монтируют на эксцентричных кронштейнах, а средний ролик — на поворотной рамке. При по­ вороте кронштейнов изменяется угол наклона боковых роликов, а при повороте рамки — высота расположения среднего ролика.

На конвейерах большой производительности с широкими лен­ тами предварительная регулировка положения роликов не всегда обеспечивает оптимальное положение ленты при загрузке и холостом ходе. В этих условиях эффективно применение роликоопор с автоматически изменяющейся в зависимости от за­ грузки желобчатостью. Роликоопора такого типа (рис. 3.3, е) разработана ВНИИПТмашем. Она включает боковые и средние ролики, которые закреплены в рамках. Рамки связаны между собой пакетом плоских рессор. Рессоры крепятся к рамкам крайних роликов неподвижно, а к рамке среднего ролика — подвижно с помощью пальцев, входящих в пазы рессор. Рамка среднего ролика снабжена вертикальными направляющими, в которых расположен подпружиненный винтовой механизм, укрепленный на раме конвейера. Боковые ролики имеют стойки, которые шарнирно крепятся одним концом к рамкам, а другим концом — к раме конвейера. Роликоопора работает следующим образом. Перед пуском конвейера в зависимости от загрузки ленты задается определенная желобчатость роликоопоре путем перемещения винтового механизма. Боковые ролики принимают наклонное положение, поворачиваясь на шарнирах стоек. При перемещении ленты с грузом по роликоопорам последние изме­ няют свою желобчатость благодаря рессорным пластинам. При увеличении загрузки ленты конвейера необходимо увеличить желобчатость роликоопор. Это достигается перемещением сред­ него ролика в вертикальной плоскости винтовым механизмом. Компоновка роликов на рамках с рессорами способствует умень­ шению нагрузок на подшипниковые узлы. В конструкциях роли­ коопор со смещенным средним роликом предусматривается воз­ можность раздвижки роликов по ширине с помощью кронштей-

иов и системы отверстий. Сдвижка роликов или увеличение желобчатости ленты осуществляется тогда, когда требуется бо­ лее высокая производительность. В стесненных условиях гор­ ных выработок иногда требуется уменьшать габариты става по ширине, что достигается также увеличением желобчатости ленты. Для этой цели средний ролик выполняется из дисков с подвижными подшипниковыми узлами, перемещаемыми по­ средством втулок на оси. Ось и втулки могут иметь резьбу с правой и левой навивками, которые обеспечивают сдвижку

весных (гирляндных) роликоопорах. На линейных секциях става с умеренными динамическими нагрузками подвеска роликоопор упрощается. Распространены шарнирные крепления роликов роликоопоры между собой и к жестким продольным балкам става швеллерной, коробчатой или трубчатой конструкции. Роликоопоры с шарнирными креплениями при наклонном расположе­ нии става конвейера (транспортирование груза вниз) смеща­ ются вниз по ходу движения ленты, немного раскачиваются, при этом изменяется геометрия их расположения по высоте. Во ВНИИПТмаше разработана конструкция элементов подвески роликоопоры, устраняющая этот недостаток (рис. 3.4,а). Концы осей роликов выполнены с лысками, на которые надеты обоймы. Каждая обойма имеет паз, в который вводится ось ролика. В отверстия каждой обоймы вставляется скоба и фик­ сируется гайкой. При этом на внутренних концах осей соседних роликов скобы расположены в отверстиях обойм концами вверх, а на внешних концах осей — концами вниз. Скобы соединяются между собой шарнирно посредством звена круглозвенной цепи. Роликоопора навешивается с помощью скоб на балки, закреп­ ленные на стойках става. В соединительные звенья пропуска­ ется канат, который препятствует смещению роликов в верти­ кальной плоскости по ходу движения ленты. Роликоопора мо­ жет быть навешена на различные типы ставов.

В некоторых конструкциях подвесных роликоопор применяют обычные серийные ролики, устанавливаемые на рамках, шар­ нирно соединяемых между собой. Однако такие роликоопоры имеют повышенные металлоемкость и число сборных элементов. В роликоопоре, разработанной институтом «Союзпроммеханизация», эти показатели улучшены. Роликоопора состоит из шар­ нирно соединенных между собой рамок (рис. 3.4,6), на которых

рис. з.з.

Роликоопоры с изменяющейся геометрией расположения:

а

лобчатости; / — гирлянда

посредством кронштейна смонтированы ролики. Каждая рамка состоит из поперечных балок, соединенных между собой про­ дольными стержнями с винтовой нарезкой. По торцам каждой балки имеются соединительные планки с отверстиями под пальцы. Балки могут быть выполнены коробчатого профиля. Каждый кронштейн смещен от середины балки на величину, превышающую половину ширины кронштейна. Это необходимо для совместного размещения кронштейнов соседних рамок в ра­ бочем положении роликоопоры. На торцах балок имеются отвер­ стия для стержней. Боковые ролики соединяются со ставом на­ весными элементами в виде винтовых стержней, гаек и упоров, позволяющих регулировать положение роликоопоры по высоте. Кронштейны, балки, стержни и планки имеют унифицированное исполнение.

Наиболее распространена простая по конструкции подвеска шарнирных роликоопор к жестким продольным балкам кон­ вейера посредством крюкообразных элементов или звеньев цепи. Такие роликоопоры применяют для перемещения вскрышных по­ род на открытых разработках фирмы «Веб-Монтан» (ГДР). Гирляндные роликоопоры устанавливаются на мощных ленточ­ ных конвейерах производительностью 14000 м3/ч при ширине резинотросовой ленты 2750 мм и скоростью движения 6 м/с. Роликоопоры (рис. 3.4, в) для рабочей ветви состоят из пяти ро­ ликов диаметром 159 мм и длиной 530 мм, шарнирно соединен­ ных между собой звеньями круглозвенной цепи. На холостой ветви устанавливаются по три ролика диаметром 159 мм, футе­ рованных резиновыми кольцами диаметром 194 мм для самоочистки роликов. Такие роликоопоры могут устанавливаться на линейной и загрузочной частях конвейера. Для уменьшения ди­ намических нагрузок на подвески гирляндной роликоопоры по­ следние оснащаются упругими элементами в виде пружин, рес­ сор, резиновых амортизаторов, торсионов. Желобчатость ленты в подвесных роликоопорах с упругой подвеской изменяется в за­ висимости от степени загрузки конвейера.

Желобчатость и грузонесущие возможности гирляндных ро­ ликоопор регулируется соответствующей компоновкой роликов. Например, гирляндную роликоопору можно монтировать из двух самостоятельных гирлянд, которые устанавливаются со смещением относительно друг друга по ходу движения ленты и могут иметь несимметричную компоновку при использовании ее на криволинейных участках трассы, промежуточной разгрузке и переворачивании ленты (рис. 3.4,г).

При монтаже гирляндных роликоопор на канатный став эле­ менты крепления должны минимально воздействовать на ка­ наты и обеспечивать быстрый монтаж и демонтаж роликоопоры.

Г-образной планкой, которая шарнирно крепится к скобе и оси ролика. Планка выполняет роль рычага.

ется при использовании цилиндрических захватов (рис. 3.5,в). Цилиндрический захват охватывает ось бокового ролика и имеет паз для каната, расположенный под углом. Захват и ось ролика выполняются с отверстиями, в которые вставляются фиксаторы (штифты). При навеске роликоопоры захват надевается на ось ролика и фиксируется штифтом. В прорезь помещают канат, а затем вставляют клин, который забивается между стенкой ци­ линдра и канатом. Выпадание клиньев самопроизвольно не про­ исходит, благодаря чему обеспечивается надежность соединения.

Весьма простое соединение достигается применением скоб и звеньев круглозвенной цепи. Скобы гайками крепят на осях ро­ ликов и соединяют между собой звеньями цепи. Таким образом, получается подвижное и быстроразъемное соединение роликов. Обычно стремятся к уменьшению числа крепежных элементов.

сечения. Скоба устанавливается под углом наклона боковых ро­ ликов. В клинообразном пазу скобы заклинивается канат. Ось бокового ролика крепится в каплеобразном отверстии в нижней части скобы. Выступы треугольного сечения исключают продоль­ ное скольжение канатов.

3.3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ РОЛИКООПОР, ЛЕНТ

ИЗАГРУЗОЧНЫХ УСТРОЙСТВ ПРИ ДОСТАВКЕ

к р у п н о к у с к о в ы х ГРУЗОВ

При подземной и открытой разработке скальных пород и руд буровзрывным способом перед транспортировкой ленточными конвейерами их подвергают первичному дроблению. Поток скального груза после первичного дробления отличается нерав­ номерностью, имея в своем составе основую часть груза круп­ ностью менее 400 мм и отдельные куски груза крупностью 400— 600 мм. В процессе погрузки и доставки крупнокусковой горной массы загрузочное устройство, лента, роликоопоры и став под­ вергаются периодически следующими в интервале 0,7—4,3 с уда­ рами от кусков груза крупностью 300—500 мм и в интервале 30—80 с от кусков груза крупностью свыше 500 мм [18]. Ча­ стота прохождения отдельных кусков груза приведена в табл. 3.1.

Ударное взаимодействие наиболее крупных кусков груза с элементами конструкций приводит к их интенсивному разру­ шению и снижению надежности работы конвейерного оборудо­ вания. Удовлетворительная эксплуатация ленточных конвейеров для кусковых грузов, представленных в основном ленточными конвейерами тяжелого типа Сызранского турбостроительного за­ вода с жесткими ставами и роликоопорами, гарантирована лишь при доставке скальных грузов крупностью 300—400 мм. Сроки службы ленты и роликов из-за ударного взаимодействия с кус­

батываются и внедряются специальные амортизирующие роликоопоры, оснащаемые упругими элементами. Из известных ти­ пов специальных амортизирующих роликоопор наибольшее рас­ пространение получили роликоопоры с пружинными, резиноме­ таллическими упругими элементами, роликоопоры качаю­ щегося типа, роликоопоры, в компоновке которых используется упругость ленты.

Роликоопоры с пружинными упругими элементами. В амор­ тизирующих роликоопорах часто применяют пружины, монти­ руемые в сочетании с опорными элементами, к которым кре­ пятся ролики роликоопоры. Гирляндные роликоопоры с пружи­ нами, имеющие сравнительно простую компоновку, монтируются на линейной части конвейера. На конвейерах, устанавливаемых в горных выработках шахт Великобритании, используются гир­ ляндные роликоопоры типа «Флексиролл» (рис. 3.6, а) с гибкой стальной осью и уплотнениями, короткими роликами из пожаро­ устойчивого поливинилхлорида, крайние из которых посредством шарнирных цапф и цилиндрических пружин крепятся к жестким боковым кронштейнам. Ось роликоопоры проходит через отвер­ стие во втулке шарнира и снабжена упорной шайбой; между шайбой и втулкой установлена пружина. При набегании на роликоопору участков ленты с кусками груза пружины и шар­ ниры позволяют роликоопоре прогибаться на величину, пропор­ циональную действующей динамической нагрузке, благодаря чему уменьшается удар на ленту и роликоопору. Жесткость пру­ жин подбирается в зависимости от крупности и плотности транс­ портируемого материала. Эффективны в работе конические пру­ жины с нелинейной характеристикой. Такие роликоопоры имеют большую податливость и меньший период колебаний.

Для придания упругости трехроликовой роликоопоре можно использовать только одну пружину (рис. 3.6,6). Пружины мон­ тируются на подвесках, шарнирно связанных с рамкой среднего ролика, на которой закрепляются оси боковых роликов. Другие

роликоопоры обеспечивают плавный изгиб ленты, пропорцио­ нальный нагрузке, и обладают свойствами самоочистки.

Большим разнообразием конструктивного исполнения отли­ чаются амортизирующие роликоопоры с резинометаллическйми упругими элементами. Резинометаллические упругие элементы являются составной частью оболочки ролика и выполняют функ­ цию амортизирующих опор для корпуса ролика. УкрНИИпроектом разработаны ролики, цилиндрический корпус которых со­ держит амортизирующие бандажи в виде двух обечаек из пру­ жинящего материала с установленными между ними упругими элементами (рис. 3.7,а). При ударах упругие элементы банда­ жей подвергаются деформации сдвига-сжатия, чем и обеспечи­ ваются их значительная податливость и снижение контактных динамических нагрузок на ленту. Отсутствие трения между уп­ ругими элементами и лентой способствует уменьшению износа ролика.

Большое распространение получили дисковые амортизирую­ щие роликоопоры, изготавливаемые надеванием на обечайку роликов фасонных резиновых дисков. Дисковые роликоопоры могут собираться в гирлянду и подвешиваться на жесткий или канатный став или жестко крепиться относительно друг друга.. Дисковые амортизирующие ролики изготовляются донецким машиностроительным заводом им. Ленинского комсомола Ук­ раины (рис. 3.7,б).

В обычных роликах ударные нагрузки передаются через кор­ пус и стаканы на подшипники. При этом корпус работает как.

балка с неподвижно заделанными концами. Это приводит к ин­ тенсивному износу подшипников. Уменьшить ударные нагрузки на подшипники можно компоновкой частей корпуса как сво­ бодно опирающихся балок. Ролик такой конструкции включает в себя корпус, эластичные диски со стопорными кольцами, ста­ каны с подшипниками и ось (рис. 3.7,в). Концевые внутренние участки корпуса выполнены сферическими и взаимодействую­ щими шарнирно с внешней поверхностью стаканов также сфери­ ческой формы, выполняющих функцию упругих элементов. Эла­ стичные диски смягчают удары и передают их на корпус, край­ ние участки которого, изгибаясь, работают как балки, свободно лежащие на двух опорах. Величина прогиба такой балки при ударе больше, чем у балки с неподвижно заделанными концами. Сферические поверхности уменьшают напряжения в месте со­ единения корпуса со стаканами и местную жесткость корпуса. Корпус ролика изготавливается из пластмассы, например поли­ этилена.

Хорошей амортизирующей способностью обладают обечайки роликов в виде утолщенных оболочек с полостями внутри (рис. 3.7,г). Такие ролики содержат трубчатый корпус, на ко­ торый надеваются резинометаллические диски, прилегающие плотно друг к другу благодаря выступам и имеющие отверстия, которые после монтажа ролика образуют продолговатые поло­ сти, расположенные по окружности. Для загрузочной части кон­ вейера рекомендуются амортизирующие роликоопоры, собран­ ные из эластичных пневматических роликов с утолщенной фи­ гурой в сечении оболочкой, в которой воздух находится под давлением. При увеличении нагрузки на роликоопору пневмати­ ческие ролики упруго деформируются, снижая напряжения в элементах конструкций и ленте. Следует отметить, что пневма­ тические ролики обеспечивают хорошее сцепление с лентой, про­ порциональное нагрузке. УкрНИИпроектом разработан ряд кон­ струкций роликоопор с податливой оболочкой для работы в кон­ вейерных комплексах марганцевых карьеров «Шевченковский» и «Грушевский». В качестве роликов используют авиационные шины, насаженные на полую вращающуюся трубу. Ролико­ опоры с шинами оказались долговечнее ранее применявшихся подпружиненных роликоопор с обрезиненными роликами. Ха­ рактерным для роликов с податливой оболочкой является отсут­ ствие шума, который обычно имеет место при работе обрезиненных роликов. Пневматический ролик конструкции ИГТМ АН УССР включает бандаж из склеенных фигурных резиновых шайб с привулканизированной к ним износостойкой резиновой оболочкой. Кольцевые полости бандажа соединяются отвер­ стиями. В отверстия вентилем подается сжатый воздух, давление которого регулируется в соответствии с действующими удар­ ными нагрузками. Ударостойкостью обладают ролики с подат­ ливой оболочкой, имеющей в сечении арочный профиль. Обо­ лочка выполняется с упорами внутри, насаживается на трубу и

фиксируется относительно их с помощью стержней и дисков. При весьма больших нагрузках смятие оболочки ограничивается упорами.

По данным ВНИИПТМаша при погрузке крупнокускового груза пневматический ролик может быть набран из шин диамет­ ром 300 мм для сельскохозяйственных машин. Такие ролики монтируются в трехроликовой опоре на месте среднего ролика в комбинации с боковыми роликами, набранными из резиновых дисков. Шаг роликоопор выбирается равным 0,5 м при плотно­

вание серийных автомобильных шин камерной и бескамерной конструкции. Конструкция ролика, оборудованного шинами ат­ мосферного давления, позволяет насаживать шины непосредст­ венно на обечайку ролика без применения специальных посадоч­ ных устройств. УкрНИИпроектом получены экспериментальные данные амортизирующей способности пневматических и других типов амортизирующих роликоопор (табл. 3.3). Амортизирую­ щая способность роликов находится в следующем соотношении: пневматических 2,21—3,65; обрезиненных 1; гирляндных с шарнирным соединением 0,615; гирляндных из роликов на гибкой оси 0,545.

Повысить эффективность работы амортизирующих ролико­ опор можно применением дополнительных амортизаторов, на которые опирается или через которые подвешивается роликоопора. Для амортизирующих подвесных роликоопор характерна подвеска их к стойкам става через амортизаторы в виде отдель­ ных блоков резинометаллических элементов, аналогичных по принципу работы пружинным упругим элементам. Такие амор­ тизаторы собираются из плотно расположенных друг к другу резиновых дисков с элементами крепления или из фигурных эла-

стичных элементов с металлическими фигурными дисками и со­ единительного стержня с эластичной втулкой.

Промтрансниипроектом и шахтой № 2 им. Артема (Кривой Рог) разработана и внедрена амортизирующая роликоопора, обеспечивающая постоянную упругость опор в течении времени удара и работу при центральной и боковой загрузке крупноку­ скового груза (рис. 3.7, д). Она включает желобчатую раму с роликами и опорными выступами, основание с упругими опо­ рами. Упругие опоры выполнены в виде дугообразных средней и соединенных с ней боковых пластин из резины. Каждая бо­ ковая пластина имеет длину, меньшую средней пластины, на которой закреплен опорный выступ роликоопоры. Пластины установлены с возможностью регулировки их формы и длины посредством винтового механизма. Боковые пластины армиро­ ваны с двух сторон металлическими пластинами. Основание роликоопоры закрепляется на раме конвейера болтами. Для со­ единения средних пластин с опорными выступами служат болты. После сборки и монтажа роликоопоры производится регули­ ровка вертикальной и поперечной жесткости упругих пластин посредством перемещения регулировочных гаек. Минимальная их жесткость в вертикальном направлении достигается при ми­ нимальной высоте боковых пластин, а максимальная — при наи­ большей высоте; наибольшая жесткость опор в поперечном на­ правлении— при средней высоте боковых упругих опор. В за­ грузочной части конвейера устанавливается от двух до четырех амортизирующих роликоопор в зависимости от ширины ленты и величины действующих нагрузок. Роликоопора работает сле­ дующим образом. При поступлении на ленту потока крупнокус­ кового груза динамические нагрузки передаются через ролики на желобчатую раму. Рама через выступы передает нагрузку на среднюю пластину упругой опоры. Средняя пластина деформи­ руется за счет упругого изменения своей формы и последующего упругого взаимодействия с боковыми пластинами. Этим обеспе­ чиваются высокие податливость и упругость пластин.

Роликоопоры качающегося типа испытаны в производствен­ ных условиях. В процессе транспортирования горной массы, со­ держащей отдельно расположенные крупные куски груза, экс­ тремальные нагрузки на ленту и роликоопору возникают в мо­ мент набегания отдельного куска на роликоопору. Чем больше в данный момент угол обхвата (угол встречи) лентой ролика, тем больше сила удара. Уменьшить угол встречи кусков груза с роликоопорой можно, если роликоопора изменяет свое верти­ кальное положение по высоте при набегании на нее кусков груза. Это достигается роликоопорами качающегося типа. Укр-

шарнирно на кронштейнах рамы конвейера. Держатели соединя­ ются между собой пневмоили гидравлическими демпфирую-

шириной 2000 мм и скоростью движения 5,24 м/с. Измерения показали, что динамические нагрузки на средние ролики качаю­ щейся роликоопоры примерно в 1,4 раза меньше, чем на средние ролики стандартных жестких трехроликовых роликоопор (табл. 3.4).

Нагрузки на I ролик качающейся роликоопоры при равен­ стве плеч в 1,2 раза больше, чем на II ролик. Для выравнива­ ния и уменьшения нагрузок рекомендуется принимать длину плеча I среднего ролика в 1,2 раза больше II ролика. К недо­ статкам роликоопор качающегося типа можно отнести услож­ нение и увеличение металлоемкости конструкции, необходи­ мость регулировки, уменьшение устойчивости сыпучего матери­ ала на ленте. Наиболее предпочтительная область применения роликоопор этого типа — на забойных конвейерах, транспор­ тирующих недробленную горную массу.

Роликоопоры с использованием упругости ленты. При соот­ ветствующей компоновке амортизирующей роликоопоры упру­ гие свойства последней можно усилить, используя упругие свой­ ства ленты, свободной от груза. Концы подвесной роликоопоры могут быть установлены на поворотных подпружиненных рыча­ гах, связанных с осью дополнительного ролика, опирающегося на холостую ветвь ленты. При ударных колебаниях ролико­ опоры рычаги поворачиваются, перемещая дополнительную ро­ ликоопору, которая нажимает на холостую ветвь ленты, дефор­ мирует ее, благодаря чему амортизируются ударные нагрузки.

Чтобы уменьшить число шарнирных соединений, подвижную амортизирующую роликоопору монтируют на траверсах тре­ угольной формы, снабженных подпружиненными ползунами для перемещения в направляющих жестких стоек. В углах траверсы устанавливаются верхняя трехроликовая и две нижние одноро­ ликовые роликоопоры (рис. 3.8, в) . Нижние роликоопоры не­ сколько деформируют ленту относительно роликоопоры холо­ стой ветви ленты. При попадании кусков груза на роликоопору траверса опускается и передает часть кинетической энергии удара на холостую ветвь ленты путем взаимодействия с ней

нижних роликов траверсы. Для упрощения конструкции аморти­ зирующая роликоопора устанавливается на поворотной раме, концы которой служат для крепления дополнительного ролика, взаимодействующего с холостой ветвью ленты при ударных на­ грузках (рис. 3.8,г). В наиболее простой схеме амортизирую­ щие роликоопоры с эластичной футеровкой могут непосредст­ венно опираться на холостую ветвь ленты и передавать ей часть ударных нагрузок.

3.3.2. ЛЕНТЫ С ПОВЫШЕННОЙ СТОЙКОСТЬЮ К УДАРНЫМ НАГРУЗКАМ

Требования к конвейерным лентам, применяемым в горно­ рудной промышленности, за последние годы значительно воз­ росли. Это обусловлено спецификой работы значительной части конвейеров, транспортирующих тяжелые высокоабразивные грузы повышенной крупности (300—600 мм). Например, для предприятий черной и цветной металлургии распределение лен­ точных конвейеров по крупности перемещаемых грузов состав­ ляет: до 300 мм — 76%, 300—600 мм — 24%. Наиболее абра­ зивные материалы (известняки и руды) имеют плотность 2,6— 4,6 т/м3, крепость по шкале проф. М. М. Протодьяконова 6—20, а масса отдельных кусков крупностью 400—500 мм составляет 21—140 кг при радиусе закругления выступов 7,5—22 мм и угле между гранями 55—66°. При максимальной крупности транспор­ тируемого материала и приведенной высоте его падения в уз­ лах загрузки, составляющей 0,5—1,5 м, лента подвергается зна­ чительным ударным нагрузкам, в результате чего происходит ударное разрушение обкладок и каркаса ленты. Сроки службы лент в этих условиях во многих случаях не превышают не­ сколько месяцев.

Резинотканевые и специальные ленты. Для транспортирова­ ния крупнокусковых грузов разработаны высокопрочные резино­ тканевые ленты типов 1 и 2Р общего назначения и морозостой­ кие (табл. 3.5).

РИС. зло.

Устройства для удаления негабаритов на колосниках (а), с контурами тра­ ков (б) и направления грузопотока (в):

никового грохота и соединена с ней упругой связью. Основная часть кускового груза просыпается под виброгрохотом, а нега­ бариты поступают на колосники. Перепад высот между грохо­ тами позволяет дополнительно разрыхлить горную массу. При накоплении негабаритов на колосниках производится их раз­ рушение кумулятивными зарядами ВВ. Дробленый продукт про­ сыпается через колосники, в результате чего бункер равномерно заполняется. Упругая связь между грохотами позволяет исклю­ чить попадание негабаритов в пространство между грохотами.

Отделение негабаритов может осуществляться приводными ме­ ханизмами роторного типа в виде вращающихся решетчатых лопастей, дисков, о которые ударяются крупные куски груза и удаляются в бункер или на отводящий конвейер для дробления. Известно также использование грейферных механизмов для захвата и удаления наиболее крупных кусков груза непосред­ ственно с ленты конвейера.

В перегружателях ПГС-100, обеспечивающих технологиче­ скую связь между экскаватором и забойным ленточным конвейе­ ром, отделитель негабаритов встраивается в нижнюю часть бун­ кера и представляет собой два наклонных приводных контура траков (рис. 3.10,6). Поверхности траков являются продолже­ нием стенок бункера. В сужающемся пространстве между тра­ ками горная масса крупностью выше 900 мм задерживается дви­ жущимися полотнами и удаляется на площадку в сторону от­ коса.

Удаление негабаритов часто применяется в транспортных комплексах шахт для выпуска и доставки руды. Сначала руда по­ ступает на забойный вибропитатель и далее на грохотную ре­ шетку и реверсивный питатель, который включается только в мо­ мент попадания на решетку негабарита. При остановке комплекса негабариты разбиваются с помощью ВВ с применением буриль­ ных штанг непосредственно в желобе питателя, при этом ре­ шетка перекрывается затвором. После пуска комплекса реверсо­ ром кондиционная горная масса возвращается на решетку с открытым затвором и поступает в транспортную линию. Дро­ бление негабаритов может осуществляться и бутобоями с высо­ кой энергией удара, имеющими пневматический, гидравлический или электрический привод.

Отбойно-направляющие элементы. Перед подачей крупноку­ сковой горной массы на загрузочное устройство или непосред­ ственно на ленту конвейера необходимо погасить кинетическую энергию отдельных кусков и изменить направление их переме­ щения. Это достигается отбойно-направляющими элементами (отражателями) различного типа (рис. 3.10,в). Рельсовый от­ ражатель состоит из набора рельсов, шарнирно навешенных од­ ним концом на траверсу, перекрывающую в плане перегрузоч­ ную воронку. При взаимодействии с грузопотоком рельсы вос­ принимают и гасят часть его кинетической энергии. Отдельные куски, ударясь о тяжелые рельсы, частично дробятся, за счет чего улучшается формирование грузопотока. Недостатками этого типа отражателя являются его залипание при перегрузке влаж­ ных грунтов и большой шум при работе.

Цепной отражатель представляет собой набор тяжелых кора­ бельных цепей длиной до 3 м, подвешенных одним концом на траверсе. Установка цепных отражателей по сравнению с рель­ совыми более проста, однако они в меньшей мере способствуют формированию грузопотока и дроблению крупных кусков.

Ленточные отражатели — фартуки применяются в основном

при перегрузке мелкокусковой горной массы. Они изготовля­ ются из кусков конвейерной ленты, свободно подвешенных на траверсе. Такая подвеска, а также эластичность фартука спо­ собствуют их самоочистке от налипшего грунта. На мощных ленточных конвейерах 2ЛУ160 ленточные отражатели представ­ ляют собой рессору, набранную из отрезков ленты и стальных канатов, число которых подбирается в зависимости от условий работы. Недостаток ленточных отражателей — отсутствие дроб­ ления крупных кусков и быстрое разрушение отрезков ленты.

Щитовые отражатели находят применение при перегрузке горной массы различной крупности. Они выполняются свар­ ными из листовой стали и имеют криволинейную рабочую по­ верхность в поперечном, а иногда и в продольном направлении, что способствует центрированию грузопотока. Для уменьшения залипания поворотной щит футеруется конвейерной лентой. Су­ щественно снижает износ щита при перегрузке абразивных по­ род наварка на его рабочую поверхность полосовой стали, удер­ живающей защитный слой груза. В исходное положение щит возвращается под действием собственной массы или пружин. Большая масса щита способствует дроблению груза, но затруд­ няет монтаж и эксплуатацию. При работе на липких грунтах щит удерживает значительные массы, обрушение которых мо­ жет вызвать разрушение приемного лотка, ленты и роликоопор. Кроме того, налипание грунта на щит зачастую приводит к ча­ стичной или полной заштыбовке загрузочного устройства. Для предотвращения налипания грунта щит-отражатель иногда обо­ рудуется вибратором. При этом рабочая поверхность щита фу­ теруется резиной или гидрофобным покрытием.

Значительно реже применяются отражатели, оснащаемые приводными узлами с элементами регулирования. К ним отно­ сятся отражатели в виде вертикально установленного ленточ­ ного конвейера, вращающейся воронки, приводных барабанов, вибрационных плит, оснащаемых очистителями.

Конструкции загрузочных устройств. Типы и конструкции за­ грузочных устройств для крупнокусковых скальных грузов под­ робно рассмотрены в работе [20]. Из приводных загрузочных устройств для этих целей по оценке ВНИИПТмаша наиболее эф­ фективны вибрационные питатели и питатели-грохоты в комп­ лексе с бункерами. Они обеспечивают непрерывную подачу гру­ зопотока с заданной производительностью с минимальной высо­ той падения (0,2—0,3 м), разделение груза с подсевом, имеют сравнительно простую конструкцию и малые габариты, надежны в работе. Однако скорость транспортирования, равная 0,2— 0,7 м/с, значительно ниже скорости движения лент, и это за­ трудняет согласование производительностей питателя и конвей­ ера. Благоприятная продольная подача груза вибропитателями возможна, например, для лент шириной 1600 мм при скорости движения ленты не более 1,6 м/с. Производительность вибро­ питателей, выпускаемых серийно, не превышает 1000—1100 т/ч.

г

Рис. 3.11.

Схемы для расчета параметров загрузочных лотков с криволинейным окон­ чанием (а—в) и построения профиля лотка (г):

1 — лоток; 2 — приемный конвейер; 3 — подающий конвейер

при проектировании радиуса кривизны криволинейной части лотка:

диапазона параметров /л, аь аг приведены в табл. 3.7.

Если известен радиус кривизны криволинейной части лотка,

где НГ— толщина слоя грузопотока на выходе лотка.

Применение лотков с криволинейным окончанием позволяет существенно снизить износ лент. Однако невысокая скорость загрузки, интенсивный фракционный износ футеровок и значи­ тельные ударные нагрузки при погрузке крупнокускового груза на конструкцию ограничивают область применения лотков. При погрузке кусковой горной массы более эффективны загрузочные устройства (лотки) с подвижной компоновкой лотков, обеспе­ чивающей им вибрацию в автоколебательном режиме. Это до­ стигается упругим и шарнирным креплением соответственно верхней и нижней частей лотка и использованием кинетической энергии падающего грузопотока. Упругие опоры снижают удар­ ные нагрузки на конструкцию, уменьшают разброс, пылеобразование, дробление и просыпи материала, а вибрация способ­ ствует ускорению истечению грузопотока с устройства.

Были изучены особенности самотечного перемещения грузо­ потока в лотках с вибропробуждением [21]. Упрощенная модель устройства представляет собой наклонную балку, которая одним концом шарнирно связана с основанием, а другим опирается на упруго-вязкие элементы. Такой лоток рассматривается как уз­ кополосная линейная колебательная система с одной степенью свободы. Грузопоток скального груза, воздействие от которого может быть описано как стационарный случайный процесс F(t), поступает на лоток устройства и создает в нем устойчивый ре­ жим колебаний. Влияние грузопотока на параметры колебатель­ ного процесса лотка определяется передаточной функцией си­ стемы

Шд + 2fijww0 — иг

где w — частота колебаний системы; Ьа— коэффициент приведе­ ния; Wo— собственная частота колебаний лотка; р— характери­ стика затухания колебательного процесса.

Совмещенное движение грузопотока по лотку осуществля­ ется под действием сил собственного веса и динамических воз­ действий, создаваемых вибрацией. В этом случае коэффициент трения груза по лотку заменяется коэффициентом сопротивле­ ния движению груза, зависящим от параметров вибрации лотка. Установлено, что грузопоток скального груза создает устойчи­ вый режим колебаний лотка с частотой, близкой к его собст­ венной, и амплитудой, обеспечивающими заданный коэффи­ циент сопротивления движению груза. Обобщающим парамет­ ром, влияющим на величину сопротивления движения груза по лотку, служит ускорение его колебаний. Экспериментально вы­ явлена для скальных пород зависимость (рис. 3.12, а) между коэффициентами сопротивления движению грузопотока при нали­ чии вибрации (fB) и без вибрации (f„) от ускорения колебании лотка W

При расчете скорости движения грузопотока использовались модели лотков с криволинейным и прямолинейным окончаниями

лотка (а) и расчетные мо­ дели для определения ско­ рости грузопотока в криво­ линейном (б) и прямоли­ нейном (в) вибрирующих лотках

(рис. 3.12,б,в). Скорость движения грузопотока по прямолиней­ ному лотку

z = -----0,87 {[l,15ot1tt)2(Ly—x)— 10]arcctg[1,15а]ДУ2(Ly—x)— 10] +

яаiw 2

-4-0,5In {1 4- [1,1Ъ а ^ (Z.y—JC)— 10]2}—(1,1b a ^L y — 10) X X arcctg(l.lSajt^Ly— 10)—0,5 In [1 +(l,15a1oy2Ly— 10)2]);

где Lv — расстояние от шарнира до оси у, м; х — текущая коор­ дината, м.

Для расчета скорости движения грузопотока в лотке с кри­ волинейным окончанием используется аппроксимирующая ку­ сочно-линейная зависимость fB/fn от W, при этом кривая зави­ симости /в//л от W разбивается на три участка с точками пере­

гиба, которым соответствуют значения ускорений Wi= 4 м/с2 и №2=13 м/с2. Для данных ускорений величина угла дуги криво­ линейного окончания лотка