Особенности эксплуатации мощных ленточных конвейеров с криволинейной в плане трассой для горной промышленности Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

© В.И. Галкин, Е.С. Сазанкова, 2011

УДК 622.647.2

В.И. Галкин, Е.С. Сазанкова

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУА ТАЦИИ МОЩНЫХ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ С КРИВОЛИНЕЙНОЙ В ПЛАНЕ ТРАССОЙ ДЛЯ ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Статья посвящена вопросам, связанным с особенностями эксплуатации ленточных конвейеров, имеющих криволинейные в плане участки трассы. Рассмотрены эксплуатационные факторы, влияющие на безотказную работу ленточных конвейеров с криволинейной в плане трассой, в режимах пуска, максимальной загрузки и при холостом ходе.

Ключевые слова: ленточный конвейер, трасса, план, радиус кривизны, роликоопора, угол наклона, пуск, холостой ход, груз.

~П последнее время, в связи с ин-

-Я-М тенсификацией горных работ и применением передовых технологий добычи полезного ископаемого возникает необходимость повышения производительности ленточных конвейеров открытых горных работ.

Известно, что при транспортировании ленточными конвейерами полезного ископаемого до места переработки или отгрузки потребителю приходится преодолевать значительные расстояния, которые нередко сопровождаются криволи-нейностями трассы конвейера, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.

В таблице приведены технические характеристики ленточных конвейеров, работающих в горной промышленности в различных странах мира и имеющих криволинейные в плане участки трассы.

Из материалов, представленных в таблице, видно, что конвейеры транспортируют различные по насыпной плотности материалы (от никилиевой руды - тяжелый материал до лигнита -относительно легкий материал). Длины конвейеров колеблются от 1800 м до 19100 м, а их производительности - от

800 до 8650 т/ч; при этом количество искривлений в плане трассы - от 1 до 6 с радиусами кривизны от 500 до 4000 м. В мировой горной практике область применения ленточных конвейеров с искривлённой в плане трассой достаточно широка, поскольку

эксплуатируются такие конвейеры в различных климатических условиях и используются для транспортирования насыпных грузов с различными физико-механически-ми свойствами.

В качестве примера на рис. 1 представлен конвейер, установленный в Турции для транспортирования лигнита на ТЭЦ, технические характеристики которого приведены в таблице (столбец 5).

Эксплуатация ленточных конвейеров с криволинейными участками профиля трассы только в вертикальной плоскости является обычным явлением, как для карьерных, так и для шахтных конвейеров. Радиусы криволинейных участков выпуклостью вверх и вогнутых участков могут быть определены на основании исследований работы [1].

онвепера

ность, т/ч

?ис. 1.

риме

установки лент

сильвинитная ые участки тр руеМого груза оудга.

так и в вертикі льнойігЛОскосі

шчного КОНв( ісст\кни( в ш___________

еиера, и оришніг

меюще-

алишИт

Герма-

ния

1800

800

США

4000

2000

Куба

4750

4х190

2,95

800

Чили

4261

3х750

8650

1ип тр______^__

го криволинеин

емО

соль

калийная

никелие-вая руда

медная

руда

Количество поворотов трассы в плане

6

Радиус криволинейных уча-стков,м

R1=500,

R2=500,

Rз=1800,

R4=1750,

R5=3000

R1=3050,

R2=2440,

Rз=2600,

R4=2100,

R5=2060,

R6=3050

^=4000,

R2=4000

R1=4000,

R2=4000,

Rз=4000

R=1000

R1=800

R2=800

Rз=800

R1=3000

^=2500

6

7

8

9

1

1

1

1

7

5

2

3

1

3

1

1

К искривлениям трассы конвейера в плане следует относиться с достаточной осторожностью, поскольку по правилам технической эксплуатации став ленточного конвейера в горизонтальной плоскости должен устанавливаться абсолютно прямолинейно. Это связано с тем, что любые искривления трассы конвейера в плане обычно приводят к нарушениям его работы, выражающимся в сходе ленты в сторону и, как следствие, в просыпании груза на почву.

Опыт эксплуатации мощных ленточных конвейеров показывает, что традиционные ленточные конвейеры (оснащённые гладкой лентой, движущейся по стационарным роликам) могут успешно эксплуатироваться, имея в плане кривизну достаточного радиуса.

Возможность поворота трассы ленточных конвейеров в плане позволяет суще-

ственно упростить технологическую схему транспорта, сократить число перегрузочных пунктов, снизить объём подготовительных капитальных горных работ. Особенно актуальна проблема создания и применения в шахтных условиях криволинейных в плане ленточных конвейеров.

Устойчивое движение ленты на криволинейном в плане участке трассы может быть обеспечено наклоном всей трёхроликовой опоры в вертикальной плоскости или увеличением угла наклона бокового ролика, по которому движется ближняя к центру кривизны сторона ленты конвейера (имеющая меньший радиус кривизны). Кроме того, как возможный вариант, могут быть использованы фиксированные повороты в плане всей роликоопоры и отдельных роликов.

Допустимый радиус кривизны в плане трассы ленточного конвейера R (м), исхо-

дя из условия отсутствия бокового схода ленты на криволинейном участке, может быть определён из формулы [2]

S (1 - f sin у)

R —-----7---------г ,•

Чл (sin У + f)

где S - натяжения в ленте на участке кривизны в плане трассы конвейера, Н; f - коэффициент трения ленты по роликоопо-рам, установленным на криволинейном участке трассы с углом наклона в вертикальной плоскости у

Допустимый радиус кривизны в плане осевой линии трассы ленточного конвейера определяется, прежде всего, устойчивым движением ленты (отсутствием бокового схода) при отсутствии груза на ленте криволинейного участка для такой схемы загрузки конвейера по длине, когда на этом участке возникают максимально возможные натяжения.

На рис. 2 приведена номограмма для определения допустимого радиуса кривизны в плане трассы ленточного конвейера [1] в зависимости от приведённых выше параметров.

Для практического использования номограммы необходимо определить величину коэффициента трения ленты по ролику f затем перейти к углу наклона трёхроликовой роликоопоры у, переместиться в область определения погонного веса ленты q, перейти в область определения необходимого радиуса кривизны R и определить необходимое значение радиуса кривизны в зависимости от натяжения в ленте на криволинейном участке.

Для этого необходимо рассчитать натяжения в характерных точках контура конвейера с учётом радиусов кривизны трассы конвейера в вертикальной и горизонтальной плоскости.

Следует отметить, что сила трения, возникающая между поверхностью ленты и трёхроликовой опорой, может препятствовать боковому сходу ленты. Для этого на криволинейных в плане участках трассы конвейера трёхроликовые роликоопо-ры, имеющие угол наклона в вертикальной плоскости, одновременно, должны иметь некоторый угол перекоса в плане по отношению к радиусу кривизны трассы конвейера.

Устойчивость нижней (порожней ветви) конвейера также должна быть обеспечена, однако, она не зависит от схемы загрузки конвейера с податли-вым натяжным устройством.

Для конвейера с жёстким натяжным устройством максимальное натяжение на криволинейном в плане участке нижней ветви конвейера будет иметь место при его холостом ходе.

При проектировании ленточных конвейеров со сложной трассой (наличие криволинейных участков в горизонтальной и вертикальной плоскости) необходимо точное определение диапазона изменения натяжения в ленте на этих участках в различных режимах работы конвейера: режим пуска, полная загрузка, режим холостого хода.

Рис. 2. Номограмма для определения допустимого радиуса кривизны в плане трассы ленточного конвейера

Выводы

Устойчивое движение ленты на криволинейных в плане участках конвейера

может быть потеряно при пуске или торможении конвейера.

Для конвейеров со сложной конфигурации трассы необходимо точное знание динамических натяжений в ленте на криволинейных участках трассы, что вызывает необходимость анализа закономерностей формирования нагрузок и деформаций в период распространения вдоль тягового органа (ленты) упругих волн в период пуска и торможения ленточного конвейера.

От правильной установки поддерживающих ролико-опор на криволинейных участках трассы конвейера (угол установки в вертикальной и горизонтальной плоскости) зависит отсутствие бокового схода ленты.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Запенин И.В., Гладких М.А. Метод расчета на АВМ переходных режимов ленточных конвейеров со сложным профилем трассы. Сб. Шахтный и карьерный транс-

порт, вып 2., - М.: Недра, 1975, с. 67-71.

2. Шахмейстер Л.Г., Дмитриев В.Г. Теория и расчёт ленточных конвейеров. - М.: Машиностроение, 1978., с. 296-305. Н5ГД=Д

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ --------------------------------------------------------------------

Галкин Владимир Иванович - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой, Сазанкова Е. С. - аспирант,

Московский государственный горный университет,

Moscow State Mining University, Russia, [email protected]