Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Промежуточные приводы ленточных конвейеров

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
15.12 Mб
Скачать

Т а б л и ц а 6

Формулы для расчета сроков службы конвейерной ленты

№ фор­ мулы

1

2

3

4

5

Вид зависимости (формула)

Организация - Приложение

 

разработчик

 

методики

Т "

Т

Т

Г -

т

2 0 0 ^ 5 J e / F COS в

(1 + af)pH

JQKJLL

[ПбОНар + Yap.U Т) + 60] vm*

(ИЗО - H O B WLK *

1,75(0.35В - 0.17Ш 03

&V

Гипроникель

Рядовая горная

Гипроруда

масса

Скальные 1рузы

ИГД МЧМ

Для жестких ро-

СССР

ликоопор без

 

подсыпки

УкрНИИ-

Для рыхлых

проект

вскрышных пород

Фирмы Гер-

Для вскрышных

мании (быв-

пород

шей ГДР)

 

Рис. 47. Алгоритм расчета срока службы грузонесущей ленты МПЛК

I *J«M 1

Z E

K ^ K ^ I .,.6

i

Расчет срока службы ленты T}j по формулам

(табл. 6)

сОкончание

» 1-0,6; коэффицент использования конвейеров во времени т в = 1+0,9; размер куска транспортируемого материала а = 0,3 м.

Анализ зависимостей, представленных на рис. 46, пока­ зывает, что срок службы ленты, рассчитанный по формуле (см. табл. 6, п. 1) для тканевых лент с обычными обкладками, жесткими роликоопорами и без подсыпки - 1), мало из­ меняется при увеличении длины конвейера свыше 10 км, из­ менение составляет окло 14 000 ч. Однако для тросовых лент с износостойкими обкладками, упругими роликоопорами и хорошей подсыпкой (А, - 3) срок службы ленты, рассчитанный по той же

формуле (см. табл. 6, п.1), изменяется монотонно с

75

000 ч

при длине 1 км до 204 000 ч при длине 20 км.

для

т в

=

0,6;

Использование

формулы

(см. табл. 6,

п.З)

Т| ■ 1; Кя ■ 1; р

* 1 т/м;

при работе 18

ч в

сутки

дает

фак­

тически не изменяющийся срок службы ленты (рис. 46, кривая 5), который при увеличении длины конвейера с 3 до 20 км почти стабилизируется, изменяясь с 43,5 до 45,3 мес.

Формула расчета сроков службы лент по методике фирм Гер­ мании (см. табл. 6, п.5) дает резко отличные результаты от всех остальных (рис. 46, кривая 5). Необходимо создание но­ вой обобщенной методики расчета срока службы конвейерной ленты, основанной на фактических данных, которая могла бы быть использована в экономико-математических моделях по оп­ тимизации параметров МПЛК, особенно при создании конвейеров тяжелого типа, устанавливаемых на большую длину.

Алгоритм расчета срока службы грузонесущей ленты МПЛК представлен на рис. 47.

5.4. Выбор типа промежуточного привода

Выбор типа промежуточного привода может быть сделан на основе морфологического анализа конструкций сравниваемых приводов методом экспертных оценок.

Этот метод может быть рекомендован ввиду его относи­ тельной простоты, а также по причине отсутствия эконо­ мических данных по многим типам промежуточных приводов (см. табл. 3), которые не апробированы в промышленности. Кроме того, данный метод позволяет произвести учет не только эко­ номических критериев, т.е. получить решение много­ критериальной задачи. В современной литературе по прог­ нозированию методу экспертных оценок уделено много внимания. Достоверность оценок подтверждается определением их зна­ чимости, расчетом коэффициента согласованности (конкордации) мнений экспертов и учетом компетентности каждого эксперта в анализируемом вопросе. При проведении предварительного вы­ бора может быть использован упрощенный вариант метода "Дельфи” [25].

из

Проведение такого анализа может быть сделано при вы­ полнении следующих условий: имеются конструктивные решения по каждому типу анализируемых приводов; тяговая способность всех приводов одинакова (все МПЛК независимо от того, какими типами приводов они снабжены, имеют одно и то же число приводов); за базовый вариант может быть принята цепочка последовательно установленных серийных ленточных конвейеров (который иноща бывает неприменим по причинам потери сорт­ ности материала, высокой стоимости перегрузочных пунктов и пр.). С этим базовым вариантом последовательно сравнивается каждый МПЛК, имеющий свой тип промежуточного привода.

Можно считать также, что все типы МПЛК состоят из трех основных узлов: грузонесущей ленты, приводных станций, кон­ вейерного става. Затраты на создание каждого МПЛК можно разбить на три группы затрат. Первая группа включает затраты на строительство необходимых сооружений, монтаж и тран­

спортирование к месту сборки узлов конвейера, вторая

стоимость самого

оборудования, третья

объединяет все

эксплуатационные

затраты.

 

Анализ стоимостных отношений по всем трем группам должен

производиться для каждого узла. Эксперту требуется, осно­

вываясь

на

своем

интуитивном

опыте,

оценить

величину

не-

которого

безразмерного

отношения

Л,

равного Л -

^ I /

к

-т-% вде

А..

стоимость

/-го

узла

(i -

1,

 

2,

 

 

 

4

 

3) для /-го типа про­

межуточного привода ( /, - 1,

2,...,

N)

по

к-й группе стоимо­

стей » 1, 2, 3); А*0 -

стоимость

i-го

узла

базового

ва­

рианта по k-vL. группе стоимостей;

N -

число вариантов.

 

Оценка (Г.. выставляется в соответствующей графе спе­ циальной таблицы по следующему принципу:14

(114)

После того, как экспертами заполнены таблицы по всем графам, эти таблицы необходимо анализировать по каждой оценке. С участием экспертов составляется общая, итоговая таблица, включающая в себя оценки, с которыми согласны все эксперты.

В [7] было установлено, что затраты на приводные станции, ленту и став конвейера приближенно относятся как 4:2:1 для следующих исходных данных:

ГЭ

-

18°;

 

 

<L

-

4000

м;

(*)

J2P

6000

т /ч ,

 

ще 0

угол

установки конвейерной линии; L

длина тран­

спортирования;

Qp - часовая производительность.

 

Выявленное соотношение позволило преобразовать оценки суждений экспертов в трехразрядное число, выраженное в двоичной системе исчисления, т.е. расположить узлы МПЛК по важности.

 

Например, если эксперт посчитал, что

г ' к 1* с '

1*, VС'- q

О,

'1/

2/

ЗУ

 

то для первой группы затрат при использовании /-го типа

привода имеем общую оценку по всем узлам С'

- 110. Ана­

логично

для второй

группы затрат

* 011, а

для третьей

- С? * . -

111; общая оценка при применении в МПЛК /-го типа

1"Л*У

 

3

 

 

 

привода

будет С. -

Z

, . « 110 + Oil

+ 111 -

10 000.

Уw 1-4.7

Минимальное значение С. из девяти соответствует наиболее

экономичному, целесообразному случаю. Соотношение затрат для исходных данных:

0

-

0°;

 

 

 

 

 

<L

-

10 000

м;

 

 

(*•)

 

Qp

-

6000

т/ч ,

 

 

 

на

ленту, став

и приводные станции

относятся как

4 2

1

[7].

 

качестве

примера описанного

выше метода

рассмотрим

В

табл. 7 учета экспертных оценок, где экспертами являлись преподаватели СПбГГИ. Табл. 7 является итоговой по исходным данным (*), итоговую таблицу для данных (**) можно получить из табл. 7. Из этой таблицы видно, что наиболее эффективно для исходных данных (*) применение ленточных промежуточных

приводов

и вакуум-приводов

для

них суммарная оценка ми­

нимальна:

Cj * 1100. Эффективно

могут применяться также

приводы с автомобильными шинами, приводными роликами и кли­ новым зацеплением лент, их оценка незначительно отличается от минимальной: Cj ~ 1111.

Для исходных данных (♦♦) минимальные оценки имеют те же приводы, что и для (*), но применение приводных роликов несколько экономичнее.

При анализе оценок, выставляемых экспертами, учитывалась сложность изготовления узлов специальной конструкции, поэтому

Т а б л и ц а

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итоговая таблица учета экспертных оценок выбора типа привода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Элемен-

 

 

 

Элементы конструкции МПЛК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ты зат­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рат на

При­ Лен

Став

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

 

3

1

2

 

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

создание

вод

та

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МПЛК

1

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стоимость

Базовый

 

1

0

0

1

0

0

1

0

1

1

1

 

1

1

1

 

1

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1

1

строи-

вариант

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тельных,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

монтажных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и транс­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

портных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

работ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стоимость

 

 

 

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

 

1

1

1

 

1

1

1

1

0

0

1 0

0

1

1

1

оборудова­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стоимость

 

 

 

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

 

1

1

1

 

1

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

1

обслужива­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния (эксп­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

луатацион­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ные затра­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ты)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общая

 

 

 

1100

 

10000

 

1111

 

10101

 

10101

 

1111

1111

 

1100

 

10101

 

стоимость

Система

пос­

 

 

 

Тип

промежуточного привода

(см. табл.

3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ледовательно

9,10

 

16

 

 

21

 

 

19

 

 

 

20

 

 

 

22,

23

17

 

 

14

 

15

 

 

 

работающих

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

конвейеров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

приводы, имеющие такие узлы, оказались в худшем положении по сравнению с приводами, в узлах которых используются только серийные конструкции.

Очевидно, что приведенный анализ носит весьма прибли­ женный характер. При разработке конкретных конструкций при использовании данного метода необходимо проводить более де­ тальные опросы экспертов, возможно по усложненной схеме.

Освоение промышленностью технологии изготовления спе­ циальных констукций лент, имеющих тросовую основу по краям и соединенных гибкой металлической сеткой, а также магнитных лент с повышенной прочностью на изгиб, откроет большие воз­ можности для создания МПЛК с промежуточными приводами новых типов (см. табл. 3, п.п. 21, 19, 20, 22, 16, 18).

6. РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКИХ УСИЛИЙ ПРИ ПУСКЕ МНОГОПРИВОДНОГО ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА*

6.1. Необходимость и средства учета динамики пуска многоприводных конвейеров

Существующие методики расчетов ленточных конвейеров предусматривают использование значений коэффициентов запаса прочности лент в пределах 8-10. Такие завышенные значения коэффициентов запаса обусловлены тем, что методики расчета не учитывают некоторых важных условий (см. разд. 5.1), в том числе динамических сил, возникающих при пуске (остановке) конвейеров. Особенно важно учитывать динамику натяжений ленты в многоприводных протяженных конвейерах, когда при­

водные станции рассредоточены по длине конвейера. Учет ди­ намики пуска мощных конвейеров позволит более правильно вы­ бирать число приводов, тип лент, а значит, и получать со­ ответствующий экономический эффект.

Динамические процессы в ленточных конвейерах рассмат­ ривались в последние годы в ряде отечественных работ [3, 10, 11, 14] применительно к конвейерам с одним приводом. В дан­ ной работе дается методика расчета для конвейеров с про­ извольным числом приводов в верхней и нижней ветвях. Для этого сначала решается волновое уравнение движения ленты с учетом распределенного трения, при этом характер затухания волн по длине оказывается в первом приближении экспо­ ненциальным. Такой характер затухания волн приведен в [10], однако коэффициент затухания там описан недостаточно четко.

* Использованы материалы канд. физ. - мат. наук М.М. Ветюкова.

При расчете динамических усилий народу с затуханием упругих волн, необходимо учитывать их отражение и преломление. Очень важен также учет протяженного по времени характера нара­ стания тягового усилия приводов.

Регулирование тягового усилия промежуточных приводов мно­ гоприводных ленточных конвейеров (МПЛК) является важнейшей проблемой создания мощных многоприводных конвейеров. Труд­ ности создания системы регулирования и необходимых для нее датчиков являются основной причиной, препятствующей, внед­ рению в производство МПЛК. Доказано, например, в [23], что при неуправляемых приводах число их не должно превышать 6-8 шт., в противном случае наступает опасное перенатяжение грузонесущей ленты, возникающее в результате:

1)неблагоприятной загрузки конвейера, т.е. в периоды работы привода, когда на грузонесущей ленте в месте ее контакта с тяговой груз отсутствует, а сопротивление движению на ве­ домом участке максимальное;

2)неидентичности механических характеристик электропри­ водов;

3)разности в диаметрах приводных барабанов и пр.

Поэтому промежуточные приводы, тяговое усилие которых четко поддается регулировке, особенно перспективны, при этом необходимо поддерживать натяжение в точке сбегания с при­ вода на уровне See = const. Возможна также установка сле­ дящего привода, приводящего в соответствие натяжение в сбе­ гающей ветви и сопротивления движению на ведомом участке привода. Возможны следующие способы:

1.Общепринятым считается регулирование тягового усилия с помощью турбомуфт с переменным наполнением рабочего объема. Серийно выпускаются муфты ГПП-500, рассчитанные на мощность 100 кВт. Возможно использование управляемых электромагнитных муфт. Применение пусковых муфт позволяет выходить на рабочий участок механической характеристики электродвигателя по на­ грузочной характеристике муфты.

2.Если в приводные станции включен электродвигатель с фазным ротором, смягчение его механической характеристики возможно введением дополнительного сопротивления в цепь ро­ тора. Упрощая аппаратуру управления, уменьшают число сту­ пеней пускового сопротивления. Переключение ступеней с по­ мощью контактов двигателей (при многодвигательном приводе) сглаживают пульсации динамический усилий.

3.В аппаратах управления двигателей с фазным ротором используют индукционные реостаты. Активные потери мощности возникают в железе сердечника обмоток в результате перемагничивания вихревых токов. Когда в реостате, а значит, и в

роторе частота тока равна частоте тока в сети - сопро­ тивление максимально. В начале вращения меняется скольжение, а значит и частота тока ротора, т.е. момента двигателя. Пе­

не

реключая число витков контакторами, можно получить необ­ ходимую форму пусковой характеристики двигателя.

4. Наиболее пригодны для создания плавности пуска и рас­ пределения нагрузки на приводные блоки в зависимости загрузки тиристорные преобразователи или станции управления (ТСУ). Они пригодны и для двигателей с коротко замкнутым ротором. ТСУ состоит из двух тиристорных преобразователей. Один является управляемым выпрямителем, второй - управляемым инвертором. Частота тока изменяется путем подачи импульсов с разной частотой на инвертор. Регулирование напряжения и изменение частоты тока в результате дают семейство ха­ рактеристик, позволяют осуществить пуск с необходимой плав­ ностью и без потерь.

5. Промежуточные вакуум-приводы, приводы с ЛАД и не­ которые приводы с выпуклым профилем и подвижной рамой (см. табл. 3) дают возможность создавать различное тяговое усилие при изменении некоторых параметров привода (разрежения в системе, угол, определяющий выпуклость, число рабочих ро­ торов и т.д.) при сохранении малой длины привода. Это дает возможность создания следящей системы, поддерживающей постоянное натяжение So в ленте конвейера в точке ее сбегания с привода.

6.2. Влияние распределенного сопротивления на волновые процессы при пуске многоприводного конвейера

Рассмотрим достаточно протяженный участок конвейера вблизи одного привода (рис. 48).

Считаем, что сила тяги привода очень быстро (мгновенно) возрастает до своего постоянного значения Snp. Уравнение движения ленты запишем в виде волнового уравнения для сме­ щения и(х, t) с учетом силы сопротивления движению ленты по роликам

Рис. 48. Схема расчета динамической составляющей тягового усилия привода

где Е - модуль упругости ленты; р плотность ее материала; g * 9,8 м/сг - ускорение свободного падения; w- коэффициент сопротивления, который считаем малым; с - скорость распре­ деления продольной волны. Уравнение (115) необходимо решать при следующих начальных и граничных условиях:

в 0

- -

_ о

ди

 

(116)

дх

EF

и’

dt

и»

дх

 

t - 0

 

t - 0

 

х - +0

 

Последнее

условие

описывает

скачок продольной силы в

ленте конвейера на величину Snp при переходе через привод.

Решение этой задачи при отсутствии сил трения (если w -

= 0, можно представить в виде прямой и обратной прямо­

угольных

волн,

распространяющихся

в обе стороны от привода

со скоростью с:

 

 

 

 

 

 

 

v («

-

А

О < х

<

ct;

 

 

и

* «

f) •

-с ' t

<

х

< 0;

■£д рс

(117)

 

 

о

 

| JC|

>

ct\

v -

 

 

 

2EF

где v начальная скорость ленты, определяемая последним условием (115); F площадь сечения ленты. При учете сил трения ■будем считать, что интенсивность волны при пуске убывает экспоненциально с расстоянием х до привода. Это можно обосновать строго, решая задачу (115), (116) с помощью преобразования Лапласа. Так, для прямой волны и ** v exp х х (-/!•*/2 с)« - -), где коэффициент ц считаем малым и про-

порциональным

и\ Это

 

 

с учетом того,

что

д2и

 

 

----

 

 

 

 

d t2

 

 

И* ,

Л

QW

 

с2 ¥ - ve 2с \t -

-]

(118)

PF

дх2

1

с)

Отбросив здесь, после дифференцирования слагаемые порядка (J.2, для р приближенно находим

aw

М * v

Соседние файлы в папке книги