Будішевський В.О. Проектування транспортних систем енергоємних виробництв

Подождите немного. Документ загружается.

Пристовбурний

121

ГЛАВА 5

5.1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Стрічкові конвеєри отримали широке поширення в усіх га-

лузях промисловості завдяки своїм високим експлуатаційним

якостям.

Стрічкові конвеєри типажного ряду 1Л80, 2Л80, 1ЛТ80,

2ЛТ80, 1ЛТП80 є основними моделями, призначеними для

транспортування вугілля горизонтальними і слабкопохилими

виробками (з кутами нахилу від –3 до +6°), безпосередньо пов'я-

заних з очисними вибоями. Ці моделі конвеєрів мають однако-

вий швидко розбірний став з підвісними роликоопорами. Став

конвеєра може встановлюватися на ґрунті виробки, а за необ-

хідністю – підвішуватися до кріплення виробки. На їхній основі

випущені конвеєри уніфікованого ряду 1Л80У, 2Л80У,

1ЛТ80У, 2ЛТ80У, 1ЛТП80У.

Телескопічні конвеєри застосовують у комплексі зі скреб-

ковими перевантажувачами під час відпрацьовування стовпів

вугільного пласта. По мірі просування очисного вибою хвосто-

вий барабан телескопічного конвеєра переміщається разом зі

скребковим перевантажувачем спеціальними гідроциліндрами.

Слабина конвеєрної стрічки, що утворюється при цьому, авто-

матично вибирається телескопічним пристроєм, що являє собою

систему відхиляючих барабанів у комплексі з натяжним бараба-

ном, що має великий хід. По мірі переміщення хвостового бара-

бана телескопічний пристрій підтримує постійний натяг. Після

вкорочення конвеєра на 30...45 м роблять розстикування конвеє-

рної стрічки і видалення відрізка довжиною 60...90 м, що змо-

тують у бухту і забирають. Натяжний барабан повертають у ви-

хідне положення і стрічку знову стикують. Потім цикл скоро-

чення телескопічного конвеєра повторюється.

Конвеєри 1ЛБ80, 2ЛБ80, 1ЛУ80 і їхні модифікації вико-

ристовують у виробках, що примикають до очисних вибоїв, під

122

час відпрацьовування пластів, що падають положисто за підйо-

мом або падінням.

Конвеєри 1Л100У, 2Л100У та їхні модифікації мають ті ж

особливості щодо застосування, що і конвеєри із шириною стрі-

чки 800 мм, однак вони розраховані на більшу продуктивність

добувного устаткування й, отже, відрізняються від попередніх

деякими конструктивними особливостями (наприклад потужні-

шими приводними станціями).

Стрічкові конвеєри 1ЛУ120, 2ЛУ120, 1ЛБ120, із шириною

стрічки 1200 мм призначені для установки в капітальних вироб-

ках і похилих стовбурах. Це стаціонарні конвеєрні установки

великої продуктивності, у яких приводні станції встановлені на

бетонному фундаменті в спеціальних камерах.

Конвеєр 2ЛЛ100, призначений для перевезення вантажів і

людей, має став з вантажною і порожньою вітками, рознесеними

за висотою, для зручності посадки людей на нижню вітку. Він

призначений для установки у виробках з кутами нахилу від 6 до

18°.

Тяговий розрахунок стрічкового конвеєра звичайно вико-

нується в наступних випадках:

- на стадії проектування нового типу стрічкового кон-

веєра;

- як перевірочний розрахунок після вибору конвеєра за

технічними характеристиками і гірничо-геологічних

умовах.

Під час виконання проекту найбільш актуальним є другий

випадок, коли стрічковий конвеєр обраний за факторами «при-

ймальна здатність» і «припустима експлуатаційна продуктив-

ність і довжина», які більш докладно були розглянуті в главі 4.

У цьому випадку тяговий розрахунок дозволяє зробити перевір-

ку обраного конвеєра за перевантажувальною здатністю приво-

да, вибрати необхідний тип конвеєрної стрічки, визначити необ-

хідне зусилля натяжного барабана і т.д.

123

5.2. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ТЯГОВОГО РОЗРАХУНКУ

СТРІЧКОВОГО КОНВЕЄРА

Вихідними даними для виконання тягового розрахунку стрічко-

вого конвеєра є:

• Розрахункова годинна продуктивність Q

е,

т/година.

• Характеристики переміщуваного вантажу:

насипна щільність γ, т/м

;

найбільший розмір характерних шматків а

max

, мм;

кут природного укосу матеріалу в спокої ρ.

• Характеристики траси:

максимальна довжина транспортування L, м;

кут нахилу виробки ±β, град.

• Умови експлуатації конвеєра (стаціонарна, напівстаціо-

нарна установка).

• Ширина стрічки В, м;

• Швидкість руху стрічки v, м/с.

1. Погонне навантаження на стрічку конвеєра:

6,3

= .

2. Опір руху стрічки:

на навантаженій вітці:

[

]

gLqqqqqW

лpлн

β+±βω

′

++= sin)(cos)( ,Н (5.1)

на порожній вітці:

[

]

gLqqqW

лpлпор

ββω

′′

+= sincos)( m

, Н; (5.2)

на відхиляючих барабанах:

=(0,04...0,07)S

нб

, Н;

на приводних барабанах:

пр

=(0,03... 0,05) (S

нб

+ S

сб

), Н;

де q

– погонна маса стрічки, кг/м;

124

′

і – погонна маса роликів відповідно на вантажній і

порожній вітках, кг/м, що визначається за фор-

мулами:

′′

′

кг/м;

′′

кг/м;

′

і – маса обертових частин верхніх і нижніх роли-

ків, кг (додаток 2.);

′′

′

і – інтервал між роликоопорами на верхній і нижній

вітках конвеєра, м (додаток 2);

′′

ω – коефіцієнт опору руху стрічки (додаток 2);

нб

– натяг стрічки в точці набігання на барабан;

сб

– натяг стрічки в точці збігання із приводного бараба-

на.

У виразах (5.1) і (5.2) знак «+» ставиться під час руху вітки

нагору, а знак «-» під час руху донизу.

Погонна маса стрічки

ще не відома, оскільки, не знаючи

максимального натягу тягового органу, не можна вибрати стріч-

ку. Щоб визначити максимальний натяг конвеєрної стрічки, по-

трібно мати значення опору руху навантаженої і порожньої ві-

ток, у які одним з доданків входить величина

. Таким чином,

виходить одне рівняння із двома невідомими. Щоб вийти із цьо-

го положення, зробимо таким чином.

Максимально можливий натяг стрічки для конвеєра, що ми

вибираємо за фактором «експлуатаційна продуктивність і дов-

жина» можна одержати, знаючи його встановлену потужність

, що зазначена в технічному паспорті. Думаючи, що N

прийн-

ято із запасом 20%, а ККД приводу η = 0,85 знаходимо максима-

льно можливе тягове зусилля, що може бути передане від дви-

гуна до стрічки

708= , Н.

Примітка. Дійсне тягове зусилля на приводному барабані

конвеєра буде відрізнятися від величини W

от

. Воно залежить від

конкретного погонного навантаження на стрічку, довжини

125

конвеєра, кута нахилу виробки. Тому в цьому випадку, мова йде

тільки про максимально можливе тягове зусилля для конкрет-

ного типу стрічкового конвеєра. Отже, використовуючи вели-

чину W

от

,, ми одержимо максимально можливі для обраного

конвеєра натягу тягового органа . Фактична величина q

буде менше, ніж та, яка споконвічно використовується у фор-

мулах (5.1) і (5.2) для визначення опору руху навантаженої і по-

рожньої віток стрічки. Однак, через те, що різниця між мак-

симальною і фактичною погонною масою стрічки становить не

більше 1-3% від погонної маси роликоопор і вантажу, то цією

різницею в розрахунках можна зневажити.

max

′

Максимально можливий натяг стрічки

max

′

max

−

′

μα

, Н.

Примітка. Для уклонного конвеєра, у якого W

> 0, а W

пор

< 0 може виявитися, що

буде більше фактичного значення

і отже q

буде більше фактичного значення погонної маси стрі-

чки.

max

′

де

α – кут обхвату приводних барабанів стрічкою, рад (зазна-

чений у технічній характеристиці конвеєра);

μ – коефіцієнт зчеплення стрічки і приводного барабана, що

у першу чергу залежить від стану взаємодіючих між со-

бою поверхонь (див. додаток 2).

За величиною з технічних характеристик конвеєрних

стрічок (див. додаток 2) спочатку обираємо тип стрічки і її по-

гонну масу.

max

′

Примітка. Остаточно тип стрічки обирається після ви-

значення максимального натягу тягового органу методом об-

ходу за його контуром, що буде розглянутий нижче.

Тягове зусилля привода конвеєра

)(

0 порн

WWkW +=

′

, Н, (5.3)

де

k – коефіцієнт, що враховує місцеві опори (див. додаток 2).

126

Мінімальний натяг стрічки на вантажній вітці за умовою

припустимого її прогину

max

′

, H. (5.4)

Мінімальний натяг стрічки в точці її збігання із привод-

ного барабана за умовою відсутності пробуксовки:

для рухового режиму роботи конвеєра:

min

−

′

≥

μα

сб

, Н (5.5)

для генераторного режиму роботи конвеєра:

min

−

′

≥

μα

eWk

сб

, Н (5.6)

де

– коефіцієнт запасу сил зчеплення, k

= 1,1...1,3

Для визначення повного опору руху на транспортному

пристрої зручно користуватися так званим методом розрахунку

«за контуром» або «за точками». Розбивши увесь контур, утво-

рений тяговим органом, на послідовні прямолінійні і криволі-

нійні ділянки, пронумеруємо точки сполучення цих ділянок.

Нумерацію робимо в такий спосіб: за точку 1 приймаємо точку

збігання стрічки із приводного барабана, а інші точки нумерує-

мо послідовно від т.1 за ходом руху тягового органу (див. рис.

5.1). При цьому величину первісного натягу обираємо за форму-

лами (5.5) або (5.6) відповідно для рухового і генераторного ре-

жимів.

Для визначення натягу у всіх інших точках контуру вико-

ристовуємо наступне правило розрахунку: натяг стрічки в кож-

ній наступній за ходом її точці контуру дорівнює сумі натягу в

попередній точці і опору на ділянці між цими точками:

iiii

WSS

−−−

)1(1

де

i-1

і S

– натяг у точках i-1 та і;

(i-1)-i

– опір на ділянці між цими точками.

Величина натягу стрічки на конвеєрі повинна бути такою,

щоб були дотримані дві не зв'язані між собою умови:

• забезпечення передачі тягового зусилля стрічці на при-

воді без пробуксовки

;

127

• підтримка припустимого значення прогину стрічки між

роликами на навантаженій вітці в точці найменшого на-

тягу цієї вітки (див. (5.4)).

Звичайно на горизонтальних і похилих установках з рухом

вантажу нагору, якщо натяг визначений за першою умовою, бу-

ває дотримане і друге, а на похилих установках з рухом вантажу

вниз, навпроти, якщо натяг визначений за другою умовою, буває

дотримане і перше. Якщо одна з умов не дотримана, то натяг

стрічки необхідно відповідним чином підвищити, виконавши

перерахунок. Тому щоб уникнути необхідності перерахунків

варто визначати потрібну величину натягу стрічки на установ-

ках з рухом вантажу горизонтально і нагору, виходячи з першої

умови і перевіряти за другою, а на установках з рухом вантажу

вниз - розраховувати за другою умовою і перевіряти за першою.

Тягове зусилля визначається за наступними формулами

для рухового режиму

(

)

сбнбnpсбнб

SSkSSW

−

;

для генераторного режиму

(

)

сбнбnpсбнб

SSkSSW

−

де

нб

– натяг стрічки в точці набігання на приводний барабан,

Н;

сб

– натяг стрічки в точці збігання із приводного барабана, Н;

пр

– коефіцієнт, що враховує додаткові опори руху стрічки на

приводному барабані, k

пр

= 0,03... 0,05

Вибір конвеєрної стрічки.

Визначивши в попередньому пункті дійсний максималь-

ний натяг тягового органу , можна розрахувати припустиме

зусилля стрічки і число прокладок (для тканинних стрічок) за

наступними формулами:

max

для гумовотканинної стрічки:

тS

max

=σ⋅ , Н/см,

для гумовотросової стрічки:

128

тS

⋅

=σ

max

', Н/см,

де

m – запас міцності стрічки (див. додаток 2);

max

– максимальний натяг стрічки, отриманий методом об-

ходу за контуром, Н;

i – число тканинних прокладок;

σ – розривне зусилля прокладки, Н/см;

′

– розривне зусилля 1 см ширини гумовотросової стрічки,

Н/см.

Визначивши значення

i · σ та за таблицями (див. дода-

ток 2), визначаємо тип тканинної прокладки, їх число і розривне

зусилля або тип гумовотросової стрічки.

′

Примітка. Під час вибору конвеєрних стрічок для дільнич-

них напівстаціонарних конвеєрів варто віддавати перевагу гу-

мовотканинним конвеєрним стрічкам, а для стаціонарних магі-

стральних стрічкових конвеєрів

−

гумовотросовим.

Потрібна потужність на переміщення вантажу:

для рухового режиму

1000

vWk

пр

, кВт;

для генераторного режиму

1000

vWk

пг

, кВт,

де

– коефіцієнт запасу потужності, k

= 1,1...1,2 (більше зна-

чення для бремсбергових конвеєрів, менше

− для горизо-

нтальних і похилих);

η – ККД привода, η = 0,8...0…0,85

Для генераторного режиму необхідно перевірити потуж-

ність холостого ходу конвеєра, тому що вона може виявитися

більше, ніж при номінальному завантаженні.

Опір руху стрічки на вантажній вітці при холостому ході,

тобто з ненавантаженою стрічкою

[

]

LgqqqW

лpлн

β−βω

′

+= sincos)( , Н.

129

Сумарний опір руху стрічки конвеєра при холостому ході

(

)

порн

WWkW

хx

, Н.

Потрібна потужність двигуна при холостому ході

1000

vWk

пх

Якщо

пг

≥ N

пх

, то приймаємо N

= N

пг

, у противному випа-

дку

= N

пх

Примітка. Під час холостого ходу > 0 і конвеєрна

установка працює в руховому режимі.

Якщо встановлена потужність двигуна стрічкового конве-

єра

у,

обраного за фактором «припустима експлуатаційна про-

дуктивність», більше потрібної

, то вибір конвеєра зроблений

вірно. У противному випадку необхідно замість одного конвеєра

установити дві однакові довжини, або вибрати інший тип стріч-

кового конвеєра з більшою встановленою потужністю і зробити

перерахунок.

За умов установки 2-х конвеєрів замість одного наванта-

ження на тяговий орган буде менше, отже можна вибрати менш

міцну стрічку або зменшити число прокладок.

Побудова діаграми натягу конвеєрної стрічки.

Побудова діаграми натягу розглянемо на прикладі спро-

щеної схеми уклонного конвеєра, у якого приводний барабан

установлений угорі, а кут на-

хилу конвеєра більше 5...6° У

цьому конвеєрі опір руху нава-

нтаженої вітки

> 0, а поро-

жньої

пор

< 0 (див. рис. 5.1,

5.2).

Діаграма натягу тягового

органу фактично являє собою

залежність

S = f(L) і будується

в масштабі. Оскільки вісь від-

ліку натягу нам ще не відома,

Рисунок 5.1. Спрощена

схема конвеєра

130