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

книги / Скребковые конвейеры

..pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
19.18 Mб
Скачать

Рис. 2.11. Расчетная схема к определению величины зоны разброса потока мате­

риала с учетом скольжения груза при ас <

Ягр ctg 0*и с3 < с j (а); с3 > С\ (б):

1 - насыпной груз; 2

-

днище конвейера;

3 - последующее транспортное сред­

ство; 4 - скребок

 

 

 

uO i X l

=

и rp COSTt

+

WC'K COS0O

 

uO J 1 =

“ гр5^ ,

мс'к51пво;

 

*с'к 1

 

 

 

 

(2.68)

 

 

 

 

 

2.

 

При ас < Н ctg0' движение частицы можно представить состоя­

щим из следующих фаз: первая является суперпозицией двух движе­

ний -

поступательного со скоростью, равной скорости движения груза,

и движения по плоскости скольжения, вторая —свободное падение. Движение частицы по плоскости скольжения начинается до начала

скольжения груза по днищу рабочего желоба конвейера. При этом частица проходит путь

*(sin0o-/BI,c°s0o)'o

где t Q — время движения частицы по плоскости скольжения до начала скольжения груза по днищу рабочего желоба конвейера.

Очевидно, что

v со

где с0' = tfrpctg0' - ас.

Переход частицы в фазу свободного падения может состояться до достижения грузом скорости скольжения, равной v, и после этого в зави­ симости от соотношения величин съ и , где

сз = ас ~

со -

S os b e '

При

С3 < с ,

(рис. 2.1 1 , а) частица проходит по плоскости скольже­

ния путь

 

 

£(sin0 - / BHcos0) it у

где t J - время от начала скольжения груза до начала свободного паде­ ния частицы, vQ—скорость движения частицы по плоскости скольжения в момент начала скольжения груза по днищу рабочего желоба конвейе­ ра;

V0 = %/2&So'(sin0 - / BHCOS0).

При съ > Cj скорость скольжения груза может достигнуть значе­ ния v. При этом переход частицы в фазу свободного падения может состояться как до, так и после этого.

Рассмотрим случай, когда скорость скольжения груза достигает

значения v - до начала свободного падения частицы (рис. 2.11, б) .

До момента, когда скорость скольжения груза станет равной v9 частица проходит по плоскости скольжения путь

g(sin6

- / BHCOS^O) ('i " )2

 

5 , = ----------------

2----------------------

+ V , •

где t ” —время движения частицы по плоскости скольжения от начала скольжения груза до момента достижения им скорости скольжения, равной v;

Вдальнейшем частица до начала свободного падения проходит по пло­ скости скольжения путь

£(sin0 - / внCOS0) и У

где fJ - время движения частицы от момента достижения грузом ско­ рости скольжения, равной v9до начала свободного падения; vs — ско-

102

vs = y/2g(S{

+ So)(sin0 - / BHcos0).

 

 

 

 

 

 

За время

линия пересечения плоскости скольжения с

днищем

конвейера

переместится на расстояние

 

 

 

 

 

 

^(sin^j

— / j c o s ^ j )

( f 2' ) a + t ^ v

 

 

 

 

 

 

Величины t ' и / 2

получим соответственно из приведенных

ниже

уравнений:

 

 

 

 

 

 

 

 

(с;

+ e/)tg9'

+ (SJ

+ S’/) sine' = Я гр;

 

 

(2.69)

(cj

+ <*2)tg0'

+ (5J

+ S;' + S2) sind' = Hrp.

 

(2.70)

 

 

После подстановок и преобразований будем иметь

 

 

 

 

 

[i>tg<?' + no sin 0 ')2-

2^sin0'(sin0o—/ BHcos0Q) (cQtgff'+ Sjsinfl'— /^,p) ],/2

/,'=

------------

!------------------------

 

 

;------------------------------------------------------

f BHcos0o)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gsin0'(sin0o —

 

 

 

 

 

i>tg0 ' — VgSinff'

 

 

 

 

 

 

 

 

g sin0'(sin0o — / BHcos<V

 

 

 

 

 

 

^(vtg6' + v^sinO') 2 - 2g [tgfl’ csinYj ~

f t cosyt ) + sin0'(sin0o —

-*■

2

 

 

* [(sin7, —/jC o s y ^ tg fl'+ sin0'(sin0o—/ BHcos0o) ]

 

 

 

-

-

^BHCOS0O>1 K'**®'+ (So + 5 ,">sin0' -

" rp lj ‘ П ~ -+

 

 

 

-+

-

(mg0' + vs s\n0')

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнение равенства (2.70) означает, что переход

частицы в

фазу свободного падения происходит при скорости скольжения

гру­

за,

большей V. В противном случае следует воспользоваться

 

уравне­

нием (2.69).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полученные величины позволяют определить составляющие

ско-

рости частицы

в начале свободного

падения в первом и втором

слу­

чаях:

 

 

 

 

 

*ск

=

V2g(50'

+ S[) (Sin0o -

/ BHCOS0O);

 

1гр

=

(c0'

+ al ) (sin7i -

/jCOSTj);

 

?CK

= N/^(S 0' + s ' ' + S2)(sine0 -

/ BHcose0"),

 

Здесь £ск и £jp —соответственно скорость деижения частицы по плос­ кости скольжения‘и скорость скольжения груза в начале свободного па­ дения частицы в случае, когда £гр < v, £ск и £гр - величины, имеющие тот же физический смысл, что и £ск и £гр в случае, когда £' > v.

Очевидно, что скорость движения частицы в первом и втором слу­ чаях будет

7* = Т

+~Г •

 

^ск

*гр’

7'

= ? '

+ Т ' .

q

^ск

*гр

В дальнейшем, используя рассуждения, приведенные выше, полу­ чим:

z =

So* (V S ^ + 2 ^ 0 + %oy

(2.71)

Z.l. =

(2.72)

£

 

 

%O X (^(%O Y ^2 +

+

 

 

 

*0.Х .

=

*rpcos?i

+ К к С0$в«’

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

*0,Y

 

=

*rpsin'>,i “

* ' sin0o>

 

 

 

1 1

 

 

r

 

ск

 

 

 

 

 

 

^OjX1

(> /(Ц Kj)2 + 2*Л1 + ?Oj yj)

 

(2.74)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физический смысл величин Zt

RQ, Z r R i и

Z! ,

, Z^,

соответственно

аналогичен смыслу

величин X, Н\

X ,

Y, описанным

ранее.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Используя полученные выражения, можно рассчитать величину зоны разброса с учетом скольжения груза по днищу рабочего желоба в зоне разгрузки. Для этого в соответствующих уравнениях следует заменить слагаемые, полученные без учета этого обстоятельства, на величины, учитывающие скольжение груза.

При скоростях грузопотока, близких к нулю (торможение и пуск), возможно оползнеобразное осыпание груза, находящегося у кромки разгрузочного люка. Однако в этом случае зона разброса не превышает значения £ ^ ах, Рассчитанного с учетом движения тягового органа.

Исследования траекторий движения частиц груза, проведенные с помощью полученных расчетных моделей на ЭВМ Электроника МСО

501-08,позволили заключить следующее.

 

 

Параметр X,

определяющий длину разгрузочного люка,

увеличи­

вается с ростом

скорости движения тягового органа конвейера v и

уменьшается с ростом угла

у наклона конвейера при работе лавы по

простиранию до значения уг

+ 0Q =

величина

 

При уг + 9Q>

незначительно возрастает. При углах

 

^равны х от - 35 до 19,макси­

мальное значение

# тах , определяющее ширину и конструкцию после­

дующего транспортного средства, тем больше, чем больше превыше­ ние частиц над днищем конвейера. Поэтому при расчетах конвейеров, работающих в этом диапазоне значений углов, высоту грузопотока следует определять как максимальную по методике [12].

При углах

начиная с 19°, максимальное значение

 

имеет

место для частиц, расположенных на некоторой высоте Н

кр

над дни-

u

u

W

 

щем конвейера, отличной от максимальной высоты сечения грузопото­

ка # тах и связанной с высотой установки кромки разгрузочного лю-

Рцс. 2.12. Зависимости параметра # кр от высоты установки кромки разгрузочного люка Укр:

1 -

v = 0,75 м/с;

=20°; 2 - и = 1,0 м/с;

7!

= 2 0

°; 3 -

v = 1,0 м/с;

7i =22°; 4 -

v = 1,2

м/с;

7! = 20°; 5 -

и = 1,2

м/с;

7!

= 22°; 6 -

v = 1,4 м/с;

7i = 20°;

7 -

у = 1,4

м/с;

7i

= 22°; 8 -

v = 1,4

м/с;

7I =24°

 

 

 

 

ка над днищем рабочего желоба транспортного средства. С увеличением угла у1 высота установки кромки разгрузочного люка Укр, при кото­ рой в расчетах следует вместо Я т ^х использовать # кр, уменьшает­ ся. На рис. 2.12 приведены зависимости, отражающие взаимосвязь параметров # кр и Укр.

В зависимости от скорости движения тягового органа значение углов 7j, при которых величины # кр и Укр изменяются, колеб­ лется в диапазоне 19 -=■25°. При значениях у1 больше указанных расчет

следует вести для Я рр = 0.

+ вQ) значения я/2 составляющая ско­

При достижении суммой

рости частиц, обусловленная движением по плоскости скольжения, стновится равной 0. В этом случае параметр В 'тах также имеет наи­ большее значение при # гр = 0.

Транспортирование горной массы вверх по простиранию пласта при углах 19° < ух < 35° является нежелательным, так как в этом случае происходит перемешивание груза в зоне разгрузки, его частич­ ная бункеризация, что снижает производительность узла перегрузки, ухудшает сортность транспортируемого угля, вызывает дополнитель­

ные энергозатраты.

 

 

 

 

 

 

 

Замена максимальной высоты сечения грузопотока

 

ах на вели­

чину

Н

 

существенно влияет на значение параметра

Ят

. Так, при

7t =

25°,

v =

1

м/с, У0 =

1 м величина Я ^ ах(# кр)

на 25 % превы-

шает величину В ’

(Нтах).

 

 

 

 

 

 

Зависимость

5 тах от

высоты

установки

кромки разгрузочного

люка

YQ

над днищем рабочего желоба транспортного средства изме­

няется при различных значениях угла наклона конвейера

при работе

лавы

по простиранию у1 и скорости движения тягового органа v (см.

рис.

2.13

и 2.14). С ростом угла 7

значение В9

уменьшается, а с

ростом v

увеличивается.

 

 

 

 

 

 

Определение

параметров узла

перегрузки.

Зависимости,

полу­

ченные ранее, позволяют выбирать длину разгрузочного люка X

и ши­

рину желоба транспортного средства

2?тр, которые должны соответст­

вовать максимальному вылету частиц груза, т.е.

 

 

 

 

ЛГ > Х\

я

тр

> в 9

 

 

 

 

 

 

л

 

 

шах

 

 

 

 

 

 

Исходя из данных, полученных проф. Е.З. Позиным, класс круп­ ности угля 0 — 50 мм при работе узкозахватной техники составляет 90 %. Поэтому для обеспечения надежной разгрузки горной массы значения Хп и 2?тр определяют из выражений

Хл =

Х +0,05;

(2.75)

В

тр

= В '

+0,05.

(2.76)

 

шах

 

На практике выбор транспортного средства, удовлетворяющего условию (2.76), не всегда представляется возможным. Одним из путей выполнения этого условия при использовании средств с недо­ статочной шириной рабочего желоба является использование лотка, установленного на кромке разгрузочного люка. Изменяя уго)т его накло­ на и длину,можно регулировать величину зоны разброса В' в пределах

В 1 '< В' < В'шах»,

где В'х —величина зоны разброса, полученная при

* m in

=

arct8/ji>

 

{ 2 .1 1 )

где

фтin — минимально возможный угол наклона лотка к горизон­

тальной

плоскости; / — коэффициент

трения груза

о поверхности

лотка.

 

 

 

Попадание частиц груза в точку Б

(см. рис. 2.9)

возможно при

v0. В этом случае проекция скорости движения частицы по лотку

vбудет

vOX = V2grn(sin фтЫ -

/ ncosV/min)cos * min;

 

vOY

= V2^rn(sin 4>min -

f acos * min)sin*min>

 

где r

—длина лотка.

 

Vp% на

V 'QX , a VQ Y на V'QY•

лРешаем уравнение (2.43), заменив

Кроме того, произведем замену Н' на

Y , где

у

Г = Yo - rnsin ^min:

Тогда вылет частицы после ее схода с лотка

Х ' =

vO X (^ vO Y+2gr' + vOY)

(178)

g

 

 

 

Значение

Я '

••можно определить графически, наложив на

одни

кривые

(см.

рис.

2.15) кривые,

приведенные на рис. 2.13 и

2.14,

с учетом

расстояния г лсо$^ т\п-

Расстояние между точками

пере­

сечения линии, параллельной оси ординат, с соответствующими кри­ выми будет равно В | .

Зависимости параметра X* от высоты установки кромки разгру­ зочного люка при различных значениях угла наклона лотка к горизон­

тальной плоскости фл и параметра г

приведены на рис. 2.15.

 

В итоге, значение В'х

определяют соотношением

В ' — В '

г

cos ф

X '

(2.79)

1

шах

л

r min

 

 

Кроме регулирования зоны разброса с помощью лотка воз­ можно использование^ дополнительного борта, установленного на транспортнрм средстве.

При этом соотношения между параметрами борта рекомендуется принимать следующими:

Лб =

« . а х " V tg * '’

<12-80>

где h б —высота борта;

ф9—угол установки борта;

 

ф’ =

arctg/6,

 

(2.81)

где А

- коэффициент трения материала о поверхность борта.

 

При необходимости следует использовать комбинацию

описан­

ных способов регулирования зоны разброса.

 

Выбор параметров угла разгрузки негабаритов. Как было ска­

зано

выше, в составе

грузопотока возможно наличие негабаритов, в

Рис. 2.13. Зависимости параметра /?тах от высоты установки кромки разгру­ зочного люка Уо при v = 1,0 м/с и 7i = = var:

1 - 7 l = - 3 5 ° ; 2 - 7 I = - 1 5 ° ; 5 - 7 I =

= 0°; 4 —7I =15°; 5 - 7 I = 3 5 °

Рис. 2.14. Зависимости параметра B'max от высоты установки кромки разгру­ зочного люка У0 при 7i = 0° и v =

I - v - 0,75 м/с; 2 -

и -

1,0 м/с; 3 ~

и = 1,2 м/с; 4 ~ v - \ A

м/с

 

Рис. 2.15. Зависимости параметра Х'от высоты установки кромки разгрузочного люка У0 при г„ =0,25 м и ф„ =var; \рл =45° и r„ = var:

*1 ~- ггдл ~= 0,2;5 м;

ф„ =45°; 2 - гл = 0,25 м; фл = 30°; 3 - г„ = 0,25 м; фл =60°;

4-ф л= 45с гл

=0,15 м; 5 - фл =45°; гл =0,35 м

процессе разгрузки не попавших в разгрузочный люк и перемещае­ мых тяговым органом к приводу конвейера. Это создает опасность заклинивания тягового органа в зоне корректирующей направляю­ щей, что может привести к порыву цепи и поломке элементов кон­ вейера.

Для предотвращения подобных аварийных ситуаций должен быть предусмотрен сбрасыватель негабаритов, установленный перед кор­ ректирующей направляющей под углом к направлению транспорти­ рования и вместе с завальной кромкой корректирующей направляю­ щей образующий поверхность,, осуществляющую разгрузку негабари­ тов.

С целью определения оптимального угла установки сбрасывателя будем исходить из того, что кромка сбрасывателя и завальная кром­ ка корректирующей направляющей лежат в плоскости, перпендику­ лярной к днищу конвейера и расположенной под углом к направле­ нию транспортирования.

Заменив опорную поверхность, образованную тяговым органом, плоскостью, рассмотрим наиболее тяжелый случай разгрузки несколь­ ких негабаритов одновременно, лежащих на тяговом органе и после­ довательно взаимодействующих, и плоскостью, осуществляющей их сбрасывание со става (в дальнейшем — плоскостью сбрасывателя). Используем известную методику исследований К.Е. Ивановского для случая транспортирования штучных грузов в горизонтальной плос­ кости и определим оптимальные значения угла ас при наличии углов наклона конвейера при работе лавы по простиранию у и падению — восстанию у2.

Условно положительными будем считать у при движении негабари­ та вниз и у2 —при расположении сбрасывателя по падению.

Поскольку местонахождение негабаритов на тяговом органе по

Рис. 2.16. Расчетная схема движения негабарита по кромке сбрасывателя:

а —схема действующих сил; б —схема скоростей; 1 — негабарит; 2 —кромка сбрасывателя

ширине става конвейера и их форма заранее не известны,

то основ­

ным

критерием выбора оптимального значения угла ас принимаем зат­

раты

мощности NMна перемещение негабаритов вдоль плоскости сбра­

сывателя, так как мощность не зависит от длины участка

контакти­

рования грузов с этой плоскостью. Силы, действующие на негабарит, и соответствующие им составляющие скорости его движения приведе­

ны на рис. 2.16.

 

Из рис. 2.16, а следует, что при движении негабарита вдоль

пло­

скости сбрасывателя на него действуют составляющие силы

тяжести

Gs\nyl и Gsin7 COS7J, сила трения о несущую плоскость Gfncosyl coS72,

где /

—коэффициент трения о несущую плоскость. Равнодействующая

этих сил i?c уравновешивается

силой Рс = ТУдЛ + /*> составляющей

угол

Рг с направлением транспортирования, где NQ —нормальная реак­

ция

плоскости сбрасывателя, /

—коэффициент трения груза об эту

плоскость.

Значение j3j определяют из выражения

[(j / ncos71COS72sin (р2 + ас) + C s i^ ] tg0 =

= Gsin^cosTj + Gfncosylcosy2cos (p2 + ac),

где p2 —угол отклонения направлений действия силы G /ncos71cos72 от нормали к плоскости сбрасывателя; р2 = arctg/*c, как

fn cosy

cosy cos(p

+ а ) + sin7

cos7

Рг = arctg — ------

!----- --------------

5---------

-------*------

/ nc°s71cos72sin(p2 + ac) + sin7j

Очевидно, что движение груза по вертикальной плоскости возмож­ но при условиях

110