книги / Скребковые конвейеры
..pdfРис. 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 = |
7Г |
7Г |
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