книги / Современная теория ленточных конвейеров горных предприятий

боковых роликов в плане на угол 2—2,5° Заметим, что на ниж­ ней ветви для конвейеров с высоким натяжением ленты этот угол может быть увеличен до 3—3,5° При точной установке става такой поворот боковых роликов не вызовет существенного увеличения изнашивания обкладок ленты, поскольку в контакте ленты с роликами еще преобладают упругие деформации.

Кроме того, при эксплуатации конвейеров в сложных усло­ виях ленту чаще снимают с эксплуатации вследствие изнашива­ ния бортов, а не нижней обкладки, поэтому в подобных услови­ ях необходимо принимать все меры по повышению центри­ рующей способности става, даже если это связано с возможным увеличением изнашивания нижней обкладки.

Центрирующая способность роликоопор верхней ветви на­ почвенного конвейера с канатным ставом хуже, чем конвейера с жестким ставом, в 1,05— 1,15 раза при расположении между стойками става двух роликоопор и в 1,2— 1,25 раза при распо­ ложении между стойками четырех роликоопор.

Наиболее опасными децентрирующими факторами, вызы­ вающими наибольшие смещения ленты, являются нецентраль­ ная загрузка ленты и неточная установка става, особенно в гори­ зонтальной плоскости. При этом увеличение центрирующей способности роликоопор не приводит к уменьшению боковых смещений ленты, вызванных ее нецентральной загрузкой и от­ клонениями роликоопор от оси конвейера. На небольших кон­ вейерах с резинотканевыми узкими лентами неточности выстав­ ления става вызывают большие боковые смещения ленты, чем на мощных магистральных конвейерах с резинотросовыми ши­ рокими лентами.

Боковые смещения непрямолинейной «серповидной» ленты увеличиваются с увеличением ширины ленты и уменьшением длины искривленного участка. Боковые смещения резинотросо­ вых лент больше, чем резинотканевых, в 1,2— 1,8 раза на ниж­ ней ветки конвейера и в 1,6—2,6 раза на верхней. Непрямолинейность и излом стыка ленты, ее несимметричное натяжение, заклинивание отдельных боковых роликов не могут вызвать бо­ ковой сход ленты на предельно допустимую величину как на верхней, так и на нижней ветви конвейера.

3.6. БОКОВОЙ СХОД ЛЕНТЫ НА КОНВЕЙЕРЕ С ПОДВЕСНЫ М СТАВОМ

Достаточно распространенной конструкцией ленточного конвейера для угольных шахт является конструкция с подвеской става конвейера к кровле выработки (например, типажный кон­ вейер ЛБТ100). При таком способе крепления става наиболее просто обеспечивается подборка просыпей под конвейером.

Особенностью бокового схода ленты на ставе, подвешенном к кровле горной выработки, является то, что из-за боковых отклоне­ ний става происходит сход ленты грузовой и порожняковой ветвей конвейера, причем эти сходы оказываются взаимосвязанными. Бо­ ковые смещения ленты с отличными от нуля ускорениями на одной из ветвей конвейера, согласно известной теореме о движении цен­ тра масс материальной системы, вызывают отклонения става, а следовательно, боковые смещения ленты на другой ветви конвейе­ ра. Стационарные смещения ленты одной ветви также вызывают стационарные отклонения става ленты другой ветви из-за перерас­ пределения усилий в подвесках.

Боковые смещения ленты грузовой ветви конвейера и и по­ рожняковой w относительно неподвижной продольной оси конвей­ ера х сопровождаются силами взаимодействия ленты со ставом F\ и Fi соответственно (рис. 3.16). Боковые отклонения става у приво­ дят к появлению усилий F\ в подвесках става, препятствующих его отклонениям, при этом считаем, что диссипативные силы подобны силам сухого трения с коэффициентом диссипации Т|с-

Схема боковых смещений ленты и канатного става на линей­ ной части конвейера следующая: лента на грузовой и на порож­ няковой ветвях описывается уравнением (3.16) и взаимодействует со ставом с силами F\ и Fi, став представляет собой тяжелую растянутую нить, отклонения которой относительно неподвижно­ го основания сопровождаются усилием F3(см. рис. 3.16).

Заменим периодические сосредоточенные силы взаимодей­ ствия става с подвесками эквивалентными распределенными усилиями и перейдем от реальной системы к ее континуальной идеализации.

Рис. 3.16. Силы, действующие на став подвесного конвейера

Спроектировав на оси и, у, w силы, действующие на элемен­ ты ленты и става (см. рис. 3.16), получим следующие уравнения динамического равновесия систем:

где EJr и EJa — поперечная жесткость соответствующей ветви ленты; Sr и Sn — натяжение ленты на соответствующих ветвях става; кг и кп — коэффициенты изменения натяжения; ц и г|п

— коэффициенты диссипации ленты с грузом и ленты без груза; wr и и/ — коэффициенты сопротивления движению ленты на

грузовой и порожняковой ветвях; рс — плотность 1 м длины става; SK и кк — сила натяжения и коэффициент изменения на­ тяжения в поддерживающих канатах; т|с — коэффициент дис­ сипации колебаний става.

Усилия F, и F2 включают в себя восстанавливающие си­ лы prFrbr( u - y ) и рп/гп^п(со-у), силы взаимодействия ленты с роликами:

и

а также скатывающие силы prFrg£2, и pnFng£2, (£2, — угол на­ клона роликоопор к горизонту) соответственно.

Зависимость угла £2, и силы F3 от величины отклонений става конвейера определяется геометрией подвески става, схе­ матично изображенной на рис. 3.17.

Сила F3 определяется по формуле

F3 = [/?, sin£22+R2sin£23]/Ln,

где R \,2 — усилия в подвесках; £2г,з — углы наклона подвесок к вертикали; L„ — расстояние между подвесками по длине кон­ вейера.

Для определения углов £2|>2.з необходимо найти положение точек В\ и Ci (см. рис. 3.17) из условия совместности перемеще­ ний подвесок:

A5sin£22= у +0 ,5 (A D -ВС), АВ. = АВ,

BtCt = ВС,

DC. = DC.

Рис. 3.17. Геометрические соотношения для подвесного конвейера

Усилия в подвесках R[ 2 определим из уравнений статиче­ ского равновесия става:

R, C O S Q 2 +R2COS£23 = рFgL„,

•R^BC^mBfi^D =

=[0,5pF|5C|+prFr ( и - y)+pnF„ (w -yjjgcosB & B,

где pF = prFr +pnFn +pcFc.

При имеющих место небольших отклонениях става и рас­ положении подвесок, близком к параллельному (\AD -BC\<

<0,4|Afi|), угол Q, и силу F3 приближенно можно представить

влинейном виде:

Ц= к^у,

F3= pF к2( и - у ) +к2Ь& - ( w - y ) - k 2y .

Р Л

Из формул (3.50) и (3.51) следует, что на грузовой ветви конвейера, поскольку коэффициенты кх и к2 неположительны, наименьшие относительные смещения ленты имеют место при параллельном расположении подвесок. При наклонном распо­ ложении подвесок относительные смещения ленты увеличива­ ются (рис. 3.18, б), так как при отклонениях става роликоопоры наклоняются в сторону схода ленты и дополнительно децентрируют ее с силой prFrgkxy Относительные смещения ленты на порожняковой ветви конвейера 5П существенно уменьшаются при увеличении центрирующих свойств роликоопор (коэффи­ циентов Ьх и Ьп), а при параллельном расположении подвесок становятся равными нулю (рис. 3.18, б).

Система уравнений (3.49) справедлива при желобчатых роликоопорах, установленных на порожняковой ветви (Ьп Ф0). Для случая, когда порожняковая ветвь конвейера оборудована одно­ роликовыми опорами (Ь„ = 0), уравнения (3.49) должны учиты­ вать члены, содержащие производные dw /dx. Однако для про­ тяженных конвейеров при действии постоянной по длине децен­ трирующей силы dw/dx - 0, поэтому боковые смещения ленты порожняковой ветви практически не зависят от отклонений ста­ ва и относительные смещения ленты 5Пможно считать равными отклонению става у

Рис. 3.18. Зависимость коэффициентов kt— (а) и к,ги к1п(б) от параметров подвески:

1, 2 иЗ — для коэффициентов к\, кг и к) соответственно; 4 и 5 — для к\г и ki„

Таким образом, для уменьшения относительных смещений ленты на порожняковой ветви, оборудованной однороликовыми опорами, необходимо уменьшить отклонения става.

Из системы уравнений (3.49) следует, что отклонения става без учета смещений ленты порожняковой ветви определяются по формуле

Рк2

У ~ Р А [ b,k,+gk,kt Y

При параллельном расположении подвесок (к2 ~ 0 ) откло­

нения става, вызванные перекосом роликоопор, равны нулю.

174

Боковые смещения ленты, вызываемые нецентральной за­ грузкой, идентичны смещениям ленты при перекосе роликоопор грузовой ветви и определяются формулами (3.53) с подстанов­ кой вместо Р значения Р \.

Рассмотрим боковой сход непрямолинейной ленты по гру­ зовой ветви конвейера. Как отмечалось выше, непрямолинейность ленты можно рассматривать как результат действия фик­ тивной внешней силы R, вызвавшей искривление ленты. По­ скольку фиктивная сила R движется вдоль става со скоростью v, то боковые смещения ленты и отклонения става описываются системой уравнений (3.48), где в правой части первого уравне­ ния вместо нуля необходимо ввести силу R (x - v t) . Для протя­

женных конвейеров смещения ленты и става под действием си­ лы R на линейной части конвейера удобнее записать в подвиж­ ной системе координат, движущейся вдоль става со скоростью v. Для этого смещения и, у и w представим как функции одного

аргумента {t, = x - v t ) . Уравнения смещений ленты и става в подвижной системе координат имеют вид

EJ ^ - s ^ + p rFA { u - y ) ^ p , FA g y = R (^),

- (9cF y - - 2 S K) ^ +{pFgk29rFvbx)L +A,y +A W = 0, (3.54)

где