ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

4.1. СРЕДСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И КОНТРОЛЯ ЗАШТЫБОВКИ

ЗАГРУЗОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

Одно из условий работы конвейеров в заданном режиме — обеспечение подачи определенно дозированного по массе грузо­ потока. Для этой цели служат загрузочные устройства в виде бункеров с затворами, сводообрушителями и питателями, во­ ронки (течки) и вспомогательные средства, контролирующие процесс перегрузки материала. Бункера, обычно устанавливае­ мые в начале конвейерной линии, реже в промежутке между конвейерами, выполняют функции аккумулирующих, усредняю­ щих и регулирующих грузопоток механизмов.

Бункера с затворами и сводообрушителями. Регулирование истечения грузопотока из бункера непосредственно на конвейер осуществляется с помощью затворов. Они выполняются в виде клапанов, шиберов (заслонок), поворотных секторов, лотков, челюстных механизмов, подвижных замкнутых ленточных кон­ туров, конусных люков, управляемых вручную или с помощью привода. В некоторых случаях, например, при порционной по­ даче груза на конвейер, разгрузка бункера может осущест­ вляться периодически отдельными порциями. В таком бункере имеются поворотный двухкарманный лоток и уплотняющие пла­ стины (рис. 4.1, а). Вначале заполняется один из карманов лотка. Затем последний поворачивается на 180°, происходит раз­ грузка заполненного кармана, а в это время заполняется грузом другой карман.

Используя заслонки и клапаны, можно получить заданную производительность загрузочного устройства (рис. 4.1, б). Зас­ лонка устанавливается в направляющих бункера на Г-образном поворотном рычаге с возможностью регулирования положения. В нижней части рычаг имеет клапан с окном, относительно ко­ торого располагается седло. Последнее может подниматься или опускаться с помощью винтовой опоры. Клапан снизу подпру­ жинен и имеет относительно стенок бункера зазор. Поток мате­ риала, проходящий заслонку, делится на два: основная масса материала проходит через окно, остальная — через зазор между клапаном и стенкой бункера. В случае увеличения количества материала, поступающего на клапан, последний, преодолевая сопротивление пружины, опускается и с помощью рычага воз­ действует на заслонку, уменьшая тем самым проходное сечение

РИС. 4.1.

Средства регулирования производительности загрузочных устройств:

течки, в результате чего поток восстанавливается. В случае уменьшения количества материала, поступающего на клапан, все элементы устройства смещаются в обратном направлении. Путем регулирования положения заслонки и клапана устанав­ ливается необходимая производительность загрузочного устрой­ ства. Применение конструкции целесообразно при доставке мел­ косыпучих материалов.

Нарушение режима истечения грузопотока из бункеров, вер­ тикальных воронок обычно связано с заклиниванием отдельных кусков или сводообразованием. Такое явление наблюдается при разгрузке кусковых грузов и грузов, склонных к налипанию. Для устранения сводообразования и регулирования истечения грузопотока бункера оснащаются специальными устройствами активного действия. К таким относятся, например, пневматиче­ ские инерционные и диафрагменные вибраторы конструкции НИГРИ. Они прикрепляются к корпусу бункера или выпускной площадке и сообщают им колебания, способствующие равномер­ ному истечению грузопотока [25].

Бункера, имеющие большую вместимость, оснащаются сводообрушающими элементами, непосредственно воздействую­ щими на груз. Они выполняются в виде вращающихся и вибри­ рующих штанг, шнеков.

С целью улучшения режима вибрации бункера он выполня­ ется составным из верхнего цилиндра и упруго подвешенной к нему нижней горловины. В середине бункера проходит вра­ щающаяся сводообрушающая штанга (рис. 4.1, в) с рассекате­ лем грузопотока, вокруг которого жестко на горловине смон­ тированы спиральные направляющие. Горловина оснащается электромагнитным вибратором. Благодаря вибрации предотвра­ щается сводообразование, и грузопоток равномерно поступает из бункера на конвейер.

Прошли опытную проверку бункера с пневматическим и гид­ равлическим сводообрушением материала. В стенки бункера встраиваются сопла, через которые под давлением подается сжа­ тый воздух или вода. Они образуют на стенках бункера слой смазки и одновременно активно воздействуют на материал, не допуская его слеживания. Однако при прямом выпуске сыпу­ чего материала из бункеров с затворами и направляющими теч­ ками возникает сложность в стабилизации истечения и подаче грузопотока со скоростью движения ленты в направлении дви­ жения последней. Это приводит к повышенному пылеобразованию, нарушению формирования грузопотока при поступлении на конвейер, просыпям, интенсивному износу ленты в месте за­ грузки. В этом отношении более совершенны загрузочные узлы, состоящие из бункера в сочетании с питателем и направляю­ щими элементами (лотками, отбойными и ограничивающими щитками). Последние осуществляют принудительную выгрузку заданного количества материала из бункера при снижении вы­ соты падения и обеспечения скорости движения и направления

Ш

Расчетную величину мощности питателей следует увеличи­ вать на 30—40 %.

В ИГТМ АН УССР разработана серия ленточных питателей: ПЛ 3-08, ПЛ 3-10, ПЛ 3-14 длиной 1,5—12 м для выдачи из бун­ керов горной массы крупностью 0—250 мм и плотностью до 1,6 т/м3. Производительность питателей составляет 400—2000 т/ч при ширине ленты 800—1400 мм. В них максимально исполь­ зуются серийно выпускаемые узлы конвейеров. Питатели вклю­ чают в себя раму, барабаны с винтовым натяжным устройством и привод с цепной передачей на последней ступени для улучше­ ния компоновки питателя под бункером. Компоновка рамы поз­ воляет монтировать ленты на барабаны уже в состыкованном виде. В качестве опор для ленты могут быть применены роликоопоры или опоры скольжения. Привод имеет бесступенчатое ре­ гулирование скорости движения ленты и, соответственно, произ­ водительности.

Опытные образцы питателей с опорами скольжения из са­ женаполненного полиэтилена с лентой шириной 800 мм и ско­ ростью движения 0,62 м/с успешно испытаны на обогатительных фабриках ПО «Донецкуглеобогащение». Питатели устанавлива­ лись под бункерами, куда железнодорожными вагонами пода­ вался уголь. Малые масса конструкции и энергоемкость пере­ грузки, возможность взвешивания грузопотока позволяют пита­ телям такого рода успешно конкурировать с традиционными типами питателей. На основе полученных данных разработан типоразмерный ряд ленточных питателей для работы в тран­ спортных комплексах угольных предприятий.

Пластинчатые питатели применяются при выпуске из бунке­ ров кусковых грузов, имеют ширину грузонесущих пластин 600— 3000 мм, длину става 2,5—30 м, скорость движения пластин 0,05—0,40 м/с и производительность 60—2000 т/ч. Регулировка производительности осуществляется ступенчатым изменением скорости движения пластин. Конструкция пластинчатого пита­ теля аналогична конструкции пластинчатого конвейера. Однако пластинчатый питатель устанавливается на более массивной и прочной раме, его пластины изготавливаются из особопрочных материалов, например из марганцовистой стали. Пластинчатый питатель оснащается двигателями постоянного тока или много­ скоростными двигателями переменного тока. Толщина слоя груза не должна превышать половины ширины пластинчатого полотна. Потребляемая мощность пластинчатого питателя в 1,5—2 раза больше, чем ленточного. Расчетное значение мощ­ ности пластинчатого питателя следует увеличивать на 30—50 %. Большое внимание уделяется смазке движущихся и вращаю­ щихся элементов.

Скребковые питатели также успешно применяются для пере­ грузки кусковых грузов и имеют производительность до 3500 т/ч при скорости движения цепей со скребками до 2 м/с. Многоцеп­ ные питатели состоят из нескольких одноцепных контуров, при­

воды которых сблокированы между собой. Грузонесущими могут быть верхняя и нижняя ветви питателя. Энергоемкость скребко­ вых питателей выше, чем ленточных.

Вибрационные питатели отличаются компактностью, надеж­ ностью и возможностью перегружать различные по крупности, в том числе горячие, грузы. Они устанавливаются на упругих опорах и поэтому работоспособны при высоких динамических нагрузках, возникающих от падения крупных кусков груза. Про­ изводительность питателей достигает 3000 т/ч при длине желоба до 10 м. Для определенной группы материалов подбираются свои оптимальные амплитуда и частота колебаний желоба пи­ тателя. При выпуске материалов, склонных к налипанию, уве­ личение угла вибрации способствует росту производительности питателя. Для уменьшения налипания вязких грузов желоба пи­ тателей футеруются полихлорвинилом, полиэтиленом, фторопла­ стом и другими гидрофобными покрытиями.

Регулирование производительности желоба вибропитателя достигается одновременно изменением режима колебаний и угла наклона желоба (рис. 4.1, д). Кроме основного вибратора, мон­ тируемого под днищем желоба, устанавливается дополнитель­ ный вибратор на торцевой стенке желоба. Направление и час­ тота колебаний дополнительного вибратора не совпадают с основным. Это оказывает стабилизирующее воздействие на истечение грузопотока. Угол наклона желоба изменяется путем регулирования длины тяги подвески желоба.

Шнековые питатели применяются для выпуска мелкосыпу­ чих, склонных к пылеобразованию материалов в тех случаях, когда требуются небольшая (до 200 т/ч) производительность и высокая точность дозирования. Желоб питателя может иметь открытое или закрытое исполнение. В верхней части закрытого желоба делается одно окно, равное по размерам отверстию бун­ кера. Для регулирования производительности питателя изменя­ ется частота вращения шнека или шаг установки лопастей шнека. Для различных материалов степень заполнения шнека составляет 15—45% (для угля — 45, песка— 15, цемента — 30, глины — 15%). В соответствии с этим по данным табл. 4.1 вы­ бираются оптимальные частота вращения шнека и производи­ тельность шнековых питателей.

Потребляемая шнековым питателем мощность Nn (кВт):

дг (?n(In -f 3 1 б) [ ( 1 , 8 5 - 1 ,4 8 Р ш) р + 0 ,3 0 4 - 0 , 4 6 5 Р Ш]

где Ln — длина питателя, м; Lб — длина бункера, м; й ш— диа­ метр шнека, м.

В роторных питателях (рис. 4.1, е) рабочим органом является лопастное колесо, диск или барабан. Лопастное колесо имеет горизонтальные лопасти в виде скребков, которые прилегают к задней стенке бункера. При вращении скребки захватывают материал с полки бункера и подают его в лоток, откуда мате-

риал попадает на конвейер. Питатели с вращающимся скреб­ ком успешно используются для крупных бункеров.

рудных концентратов). Производительность их 5—125 т/ч при размере выпускного отверстия бункера до 2,5 м, частоте вра­ щения диска 2—10 об/мин, потребляемой мощности 1,5—35 кВт. Питатель представляет собой вращающийся диск, установлен­ ный под выпускным отверстием бункера (рис. 4.1, ж). Между диском и отверстием располагается спиральный или винтовой воротник, выполняющий функцию регулирующей заслонки и способствующий равномерному истечению материала. Сбрасы­ вающий скребок монтируется в месте наибольшего подъема винтовой линии. В центре диска при вращении образуется кону­ сообразный выступ из материала, занимающий 40—50 % по­ перечного сечения отверстия бункера. Это ведет к увеличению потребляемой мощности. Регулирование производительности пи­ тателя осуществляется изменением высоты слоя материала на диске, положением и параметрами сбрасывающего скребка, ча« стотой вращения диска. Во избежание просыпи материала уста­ навливаются уплотняющие борта.

Рабочим органом барабанных питателей (рис. 4.1, з) служит вращающийся барабан с лопастями. Регулирование производи­ тельности достигается изменением частоты вращения барабана и заслонкой в бункере. Барабанные питатели применяются для перегрузки мелко- и среднекускового материала на углеобога­ тительных фабриках.

Контроль заштыбовки загрузочных устройств. Грузопоток должен поступать на ленту направленно плотной непрерывной струей с минимальным разбросом. С этой целью выходные от­ верстия бункеров, течек, оснащаемых направляющими элемен­ тами, не рекомендуется выполнять излишне большими. Однако такое ограничение увеличивает вероятность сводообразования, которое приводит к заштыбовке загрузочных узлов перегружае-

мым материалом. При заштыбовке загрузочного устройства кон­ вейер останавливается.

Для исключения заштыбовки загрузочных узлов осущест­ вляют контроль процесса загрузки и заполнения бункеров и те­ чек. Известными средствами контроля перегрузки материала являются следующие датчики: реагирующие на верхний уровень заполнения бункера или течки; срабатывающие на прекращение истечения материала в результате сводообразования или закли­ нивания; контролирующие нижний уровень заполнения бункера или течки с целью создания защитной, так называемой пород­ ной, подушки; срабатывающие на переполнение загрузочной ча­ сти конвейера транспортируемым материалом.

Для контроля верхнего уровня материала в течке предназ­ начен датчик ДЗШ-2 (рис. 4.2, а), выпускаемый Днепропетров­ ским заводом шахтной автоматики. Датчик имеет подвижный элемент, который при контакте с материалом наклоняется. Рас­ положенный в подвижном элементе шарик перемещается и за­ мыкает контакт цепи управления. Датчик монтируется в верх­

с магнитоуправляемым контактом. При накоплении в течке материала сверх заданного предела плита поворачивается и магнит воздействует на магнитоуправляемый контакт. Послед­ ний замыкается и включает цепь управления приводом подаю­ щего конвейера, который при замыкании контакта отключается. После ликвидации заштыбовки течки плита освобождается от материала и возвращается в исходное нижнее положение под действием упругого элемента. Магнитоуправляемый контакт размыкается, и подающий конвейер снова включается.

При сводообразовании прекращается истечение материала из выпускного отверстия и одновременно происходит переполнение бункера или течки. Датчики контроля сводообразования монти­ руются на выходе течки. Механические датчики могут выпол­ няться в виде рычага с противовесом (рис. 4.2, б). При непре­ рывной подаче материала рычаг опускается и замыкает кон­ такт в цепи управления подающего конвейера. В случае прекращения истечения материала рычаг поднимается, контакт размыкается и привод подающего конвейера отключается. Вместо рычага может быть использован трос с подвешенным к нему через блок грузом (рис. 4.2, в). Трос поднимается при истечении материала и опускается при отсутствии его, замыкая и размыкая контакт в цепи управления привода подающего кон­ вейера.

Более надежны в работе датчики излучения (радиоактивные или ультразвуковые). При образовании длительных по времени пауз, в течение которых материал не проходит через отверстие течки, интенсивность регистрируемого приемником излучения возрастает и система срабатывает (рис. 4.2, г).

В более универсальных схемах одновременно посредством специальных зондов контролируются верхний уровень заполне­ ния бункера материалом и сводообразование (рис. 4.2, д). Дат­ чик сводообразования предупреждает о возникшем заторе,, а датчик верхнего уровня материала подает сигнал на отклю­ чение привода подающего конвейера, если за заданный проме­ жуток времени затор не ликвидируется.

При перегрузке крупнокусковых материалов включение по­ дающего и приемного конвейеров контролируют таким образом,, чтобы в выходной части течки оставался определенный слой, на­ зываемый породной подушкой (рис. 4.2, е). При одновременном запуске подающего и приемного конвейеров большие куски груза не попадают сразу на ленту, а при падении тормозятся породной подушкой. Для осуществления такого режима работы узла перегрузки течка оснащается датчиком нижнего уровня. В ПО «Карагандауголь» на шахте им. Ю. Н. Костенко для кон­ троля верхнего уровня заполнения приемных бункеров и гезен­ ков используется радиоактивный датчик, а для контроля ниж­ него уровня — датчик аппаратуры контроля воздуха АКВ-2П. Мембрана датчика монтируется на трубке, вставляемой в от­ верстие в бункере. Контакт датчика вводится в цепь реле ИКС2Н, управляющего работой приемного конвейера-питателя. При снижении уровня материала ниже расположения датчика аппа­ ратуры АКВ-2П в зоне расположения датчика снижается дав­ ление воздуха, мембрана прогибается и контакт в цепи реле- ИКС-2Н размыкается — привод приемного конвейера-питателя останавливается.

При эксплуатации автоматизированных конвейерных линий предусматривается контроль заштыбовки загрузочной части конвейера (рис. 4.2, о/с). Для этой цели используется конечный выключатель ВКВ-380, устанавливаемый на консольном крон­ штейне. Выключатель взаимодействует с поворотным рычагом с отбойной плитой. В момент заштыбовки загрузочной части приемного конвейера отбойная плита с рычагом поворачивается, и выключатель ВКВ-380 срабатывает. Привод приемного Кон­ вейера отключается.

4.2. СРЕДСТВА ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПЫЛИ И ПРОСЫПИ

Конвейерный транспорт — один из основных источников об­ разования пыли и просыпи (обычно сопутствующие друг другу процессы). Пыль и просыпи ухудшают условия эксплуатации конвейерного оборудования. Образующаяся в перегрузочных уз­ лах и на ставах конвейеров пыль загрязняет воздух, оседает На полу, стенах, выступающих элементах зданий и оборудования. Повышенная запыленность воздуха создает антисанитарные ус­ ловия и снижает безопасность работ для обслуживающего Пер­ сонала, вызывает преждевременный износ оборудования, мо>иет

быть причиной взрывов и пожаров. Из-за уборки пыли и про­ сыпи снижается производительность труда, при этом часто за­ трагивается тяжелый ручной труд. В угольной промышленности пз общем комплексе мер, направленных на повышение безопас­ ности работы в шахтах, мероприятиям по борьбе с пылью при­ дается важное значение. За годы десятой пятилетки на ком­ плексное обеспыливание переведено 678 шахт, 33 разреза, 47 обогатительных фабрик. Средствами пылеподавления оснащены все места перегрузки угля.

Конструкции узлов конвейеров должны способствовать уменьшению измельчения и разбрасывания груза, уплотнению и герметизации участков его движения. Основными узлами совер­ шенствования в этом отношении являются лотки, направляющие •борта и уплотнения, загрузочные устройства, ставы и укры­ тия [26].

Лотки. Для уменьшения пыли лотки должны обеспечивать правильное формирование и истечение грузопотока, снижение ударных нагрузок. Криволинейные лотки позволяют уменьшить высоту падения груза на ленту, придают ему скорость, близкую или равную скорости ленты. Таким образом уменьшаются из­ мельчение груза и пылеобразование в зоне загрузки.

Применение в лотках футеровок из листов обычной резины или снятой с эксплуатации ленты способствует снижению дроб­ ления груза и, следовательно, пылеобразования. Крепление фу­ теровок может осуществляться вулканизацией (или склеива­ нием резины с металлом) и механическими соединительными элементами. С целью улучшения амортизирующей способности футеровки выполняют с профильными выступами, благодаря чему куски груза падают на элементы футеровки под прямым углом (рис. 4.3, а). На шахтах ПО «Средазуголь» в узлах пере­ грузки конвейеров 1ЛБ100 и 1Л 100 используются футеровки :<в виде резиновых листов размером 300x200x40 мм, монтируе­ мых на горизонтальных стержнях, которые устанавливаются с перекрытием на каркасе. Футеровки успешно работают при грузопотоке до 4000 т/сут и высоте падения 2,9 м. Дробление угля снижается до 2 %.

Направляющие борта и уплотнения. К основным требова­ ниям, предъявляемым к бортам и уплотнениям, относятся прос­ тота конструкции, снижение трудоемкости монтажа и замены элементов, износостойкость, минимальное воздействие на ленту, герметичность. Обычно применяют неподвижные борта с уплот­ нениями и реже — подвижные. Неподвижные борта (рис. 4.3, б) включают в себя жесткие продольные элементы прямоугольной формы, устанавливаемые над лентой. Чем больше высота сво­ бодного падения груза и скорость ленты, тем длиннее борта. Последние снабжены сектором с отверстиями, поворотным ва­ лом с фиксатором, кронштейнами и прижимными продольными планками. Уплотнение в виде прямоугольного листа устанавли­ вают с небольшим зазором к ленте между жестким элементом

сирующими выступами. Как только между лентой и уплотне­ нием возникает зазор, уплотнение сдвигается вниз, и зазор лик­ видируется. Для уменьшения износа эластичные уплотнения вы­ полняют составными (рис. 4.3, д) из основного и дополни­ тельного (более эластичного), взаимодействующего с бортовым участком ленты. Материал, попавший за основное уплотнение, не просыпается благодаря контакту дополнительного уплотне­ ния с лентой. Дополнительное уплотнение легко регулируется с помощью кронштейна и болтов. Постоянного прижатия уплот­ нения к ленте можно достигнуть также путем автоматического выдвижения его в направляющих обоймах с подпружиненным толкателем.

Загрузочные устройства. По сравнению с лотками загрузоч­ ные устройства более эффективны в отношении снижения пылеобразования пыли и просыпи. Они лучше приспособлены для формирования грузопотока. Как правило, загрузочные устрой­ ства (рис. 4.4, а) выполняются закрытыми с уплотнениями и блокировками для исключения завала и просыпи. Блокировки в узле загрузки обеспечивают автоматическое отключение по­ дающего конвейера при остановке приемного конвейера. Такая

а

пользуется в качестве регулирующего воздействия для центри­ рования и формирования грузопотока. Формирователь грузопо­ тока (рис. 4.4, г) выполняется в.виде щита с дугообразным вы­ резом для верхнего и бокового ограничения грузопотока. Щит имеет катки, расположенные в направляющих, и стенки с дефлекторными роликами. При поперечном сходе боковые кромки ленты упираются в дефлекторные ролики, что приводит к сме­ щению устройства со щитом. Боковые стенки щита направляют поток груза по центру ленты.

Ставы и укрытия. Компоновка ставов и укрытий должна спо­ собствовать уменьшению образования пыли и просыпи. При по­ вышенных скоростях движения ленты не всегда удается обес­ печить нормальное истечение грузопотока в загрузочном узле.

На линейной части конвейера, где образование пыли связаносо встряхиванием груза на роликоопорах и взаимодействием его с воздушным потоком, преобладает тенденция к применениюлегких быстросъемных укрытий в виде навесов, козырьков ог­ раждений, закрытых кожухов. Укрытия позволяют существенноснизить загрязнение окружающей среды и производственных по­ мещений пылью, образующейся в процессе транспортировки груза. Наиболее простые укрытия выполняются в виде метал­ лических или пластмассовых козырьков (рис. 4.5, а). Козырьки с одной стороны имеют проушины с пальцем для установки в кронштейнах рамы конвейера. Подъем и опускание козырьков: могут производиться вручную. При более герметичном испол­ нении козырьки имеют форму полуцилиндров, телескопически входящих один в другой и снабженных уплотняющими поло­ сами. Особенно нежелательно образование пыли на конвейерах,, устанавливаемых в помещениях, где находятся люди. Если пылеобразование значительно, вся грузовая ветвь ленты герме­ тично укрывается с помощью бортов с уплотнениями и сплош­ ным кожухом, имеющим смотровые окна или поворотные люки. Укрытие монтируется на легких трубчатых конструкциях.

Основываясь на проведенных исследованиях, ИГТМ АН УССР рекомендует применять для подземных конвейеров уголь­ ных шахт укрытия закрытой конструкции, при которой загру­ зочный узел и линейная часть конвейера полностью изолиру­ ются от окружающей среды (рис. 4.5, б). Такие укрытия исклю­ чают взаимодействие воздушных потоков с транспортируемым углем и вынос пыли в атмосферу горной выработки. При отсут­ ствии закрытого укрытия запыленность воздуха в зоне узла за­ грузки достигает 2500 мг/м3 и, хотя резко снижается по мере удаления от узла загрузки, все же может превышать санитар­ ные нормы. Оставшаяся в воздухе пыль в количестве 40— 50 мг/м3 содержит до 98 % опасных для человека мелких фрак­ ций из пылинок размером менее 10 мкм.

Полностью изолирующий кожух (рис. 4.5, в) конвейера мон­ тируется из гибких листовых секций, дугообразно сгибаемых: в верхней части. Листы имеют продольные (внешние и внутрен-

динамическое сопротивление выработок при подаче свежего воз­ духа на участки.

Для конвейеров, устанавливаемых в шлюзовых проемах гор­ ных выработок, вентиляционных сооружений шахт, использу­ ются эластичные уплотняющие элементы в виде фартуков (рис. 4.5, г). Фартуки располагаются над грузонесущей и под холостой ветвями ленты и между ними. Кроме фартуков име­ ются также эластичные стенки и дополнительные уплотнитель­ ные элементы, число которых зависит от величины депрессии в вентиляционном сооружении. Транспортируемый груз верхней ветвью конвейерной ленты перемещается к шлюзовому укры­ тию, поднимает фартуки, которые охватывают его по контуру поперечного сечения. Образовавшиеся вследствие контакта фар­ туков с транспортируемым грузом просыпи ссыпаются и попа­ дают на наклонные щитки, далее на нижнюю ветвь ленты и вы­ носятся за пределы шлюзового проема.

4.3. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЮ И УБОРКЕ ПРОСЫПИ

4.3.1. ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЕ

Поскольку при интенсивном образовании пыли в процессе перегрузки и транспортирования горной массы сложно обеспе­ чить полную герметизацию оборудования, целесообразно пылеподавление с использованием орошения, аспирации, пены, рас­ творов или одновременно нескольких средств.

Пылеподавление орошением. К основным характеристикам пылеподавления орошением относятся влажность груза, запы­ ленность воздуха и расход воды. По данным Черноморниипроекта (г. Одесса), при перегрузке руд и углей запыленность воз­ духа и расход воды можно определить из соотношений

Q — CI PB + D it

Яв= С2<275—£>2,

где Яв — запыленность воздуха в зоне перегрузки, мг/м3; а, Ь— коэффициенты, равные 3731 и 111 соответственно; Гвл — влаж­ ность груза, %; QB— расход воды через форсунки, л/мин; рь — давление воды перед форсунками, МПа; Сь Dx, С2 и Я2— коэф­ фициенты, равные 0,594 и 2,605; 71042 и 44,068 соответственно.

Запыленность в узле перегрузки снижается с увеличением влажности груза. При этом существует порог влажности (для угля 4%), начиная с которого происходит резкое снижение уровня запыленности (рис. 4.6, а). Предварительное увлажне­ ние груза требует значительного расхода воды [27]. Так, при

О0,05 0,10 0,15 0,20 рв,МПа

РИС. 4.6.

Зависимости характеристик пылеподавления орошением:

« —запыленности воздуха от влажности груза; б —расхода воды от давления перед форсунками: 1, 2, 3 —диаметр форсунки 2, 1,5 и 1 мм соответственно; в —запылен­

ности воздуха от расхода воды при диспергированном орошении

производительности перегрузочного узла 100 т/ч и достижении необходимой влажности угля 18 % расход воды составляет 18 м3/ч. Сократить расход воды можно путем диспергирован­ ного орошения в виде водяного тумана из форсунок с малым диаметром и выбора оптимального давления воды (рис. 4.6, б). Расход воды в этом случае'при достижении норм запыленности снижается до 0,3 м3/ч (рис. 4.6, в).

Применение орошения на всех стадиях добычи, транспорти­ ровки и переработки горной массы позволяет уменьшить запы­ ленность воздуха на 60—90 %. Система орошения конвейеров роторных экскаваторов ЭРГВ-630-9/0,5, ЭР-1250/1,5Д, ЭРШРД- ■500-30/7 имеет две форсунки, устанавливаемые в зоне пере­ грузки материала из ковшей ротора на приемный конвейер и

сприемного конвейера на перегружатель.

Всхемах циклично-поточной технологии добычи ископаемых применяются дробильно-сортировочные агрегаты, при работе ко­

торых образуется большое количество пыли. Институтом гор­

Для орошения форсунка ОТЗ-З подключается к водопровод­ ной магистрали. Под давлением воды на зонтичный клапан и поджимную пружину образуется кольцевая щель между зонтичным клапаном и корпусом форсунки. С помощью регу­ лировочной муфты можно ослабить или затянуть поджимную

пружину, изменяя ширину кольцевой щели и регулируя рас­ ход воды на орошение. Оптимальный расход воды во избежа­ ние переувлажнения груза достигается с помощью автомати­ чески действующих форсунок и механизмов, контролирующих: интенсивность поступления грузопотока в загрузочное устрой­ ство или на ленту. Широко используются шиберы, отклоняю­ щиеся под воздействием груза и через систему рычагов вклю­ чающие кран оросительной системы. Чем больше грузопоток, тем больше отклоняется шибер, сблокированный с краном расхода воды. В другом варианте регулирующим механизмом является поворотный подпружиненный лоток с запорным кла­ паном (рис. 4.7, а). При поступлении груза лоток поворачи­ вается и открывает запорный клапан на величину, пропорци­ ональную массе груза.

Всесоюзным научно-исследовательским институтом безопас­ ности труда в горнорудной промышленности (ВНИИБТГ) ус­ пешно испытана на Южном ГОКе (Кривой Рог) автоматическая установка для орошения ленточных конвейеров, транспортирую­ щих железную руду. В установку входят датчик загрузки ленты.

/ — лоток; 2 — кожух

выполненный в виде ролика с рычажным механизмом (рис. 4.7 6), запорный вентиль диафрагменного типа и форсунка. При поступлении руды на конвейер лента прогибается и нажи­ мает на ролик, который поворачивает рычаги. Последние при­ водят в движение шток, диафрагму и плунжер. Между плунже­ ром и стаканом образуется 4—5-миллиметровый зазор, через ко­ торый поступает вода в трубопровод и форсунку.

Прокопьевским заводом шахтной автоматики выпускается аппаратура АО-3 во взрывобезопасном исполнении, предназна­ ченная для автоматического орошения перегрузочного узла лен­ точного конвейера в условиях шахт и рудников. Она включает в себя датчик наличия материала ДНМ контактного типа, ре­ лейный блок и вентиль с электромагнитным приводом включе­ ния клапана. Релейный блок предназначен для создания выдержки времени при включении электромагнита вентиля и переключения его питания на пониженное напряжение. Чтобы уменьшить расход воды, в систему управления орошением вклю­ чается датчик влажности груза. Датчик подает сигнал на от­ ключение орошения, когда влажность груза достигает величины, при которой пыль не образуется.

Пылеподавление аспирацией. Большое распространение в практике пылеподавления в узлах перегрузки получили укры­ тия в сочетании с аспирацией, пылесобирающими элементами и уплотнениями. Применение этих средств целесообразно в усло­ виях интенсивного пылеобразования, например в перегрузочных узлах поверхностных комплексов шахт и дробильно-сортировоч­ ных фабрик.

В загрузочных аспирационных устройствах с вертикальным истечением груза возникает разность скоростей движения груза и воздуха. Последний движется вследствие разрежения и спо­ собствует пылеобразованию. Для устранения этого явления раз­ грузочный фигурный желоб выполняется в виде усеченного ги­ перболоида (рис. 4.7, в). Выходное отверстие желоба герме­ тично соединено с укрытием, закрывающим сверху рабочую ветвь ленты конвейера. На верхней крышке укрытия установлен воздуховод аспирационной установки. Переменное поперечное сечение желоба обеспечивает по всей его длине одинаковую ско­ рость движения груза и воздуха за счет уменьшения скорости падения груза. Благодаря этому уменьшаются эжекция воздуха перегружаемым по желобу грузом и пылеобразование.

Улучшению пылеподавления способствуют специальные m>t- леосадительные элементы и воздухораспределительные пла_ стины. Поверхность пылеосадительных элементов должна быт*, большой. Это достигается применением пространственной ре­ шетки, образованной сферическими пылеосадительными элемец. тами (рис. 4.7, г). Они подвешиваются к подпружиненной сверху раме, расположенной под воздуховодом. Один из сферически* элементов контактирует с грузом, перемещаемым лентой. Запы­ ленный воздух, эжектируемый в желобе грузом, поступает в ук­

рытие и, проходя по каналам, образованным сферическими эле­ ментами, засасывается в воздуховод. При этом пыль налипает на сферические элементы, колебательное движение которых приводит к коагуляции и стряхиванию пыли. Колебательному движению сферических элементов способствует упругая связь рамы с укрытием, а также взаимодействие сферического эле­ мента с грузом.

В процессе транспортирования материала определенная его часть уносится в виде пыли. В этом случае может быть целесо­ образным использовать автономные пылеуловители, встраивае­ мые в узел перегрузки .материала. Постоянный подсос воздуха обеспечивает удержание пыли в пределах кожуха пылеулови­ теля. Уплотненная пыль периодически отделяется от уловителя и возвращается в поток транспортируемого материала. Таким образом отпадает необходимость в громоздких трубчатых систе­ мах для транспортирования пыли и пылесборниках. Уменьша­ ется расход электроэнергии.

Пылеподавление комбинированными и вспомогательными средствами. Наибольший эффект в пылеподавлении достигается применением комбинированных средств, например орошения в сочетании с аспирацией. При транспортировке мелкого угля образуется пыль, подавление которой аспирацией и орошением не всегда обеспечивает снижение запыленности воздуха до са­

пеной (рис. 4.7, д). Материал, обработанный пеной, не образует пыли и в процессе транспортирования. Обеспыливание пеной ис­ пытывалось при доставке угля на поверхностных комплексах шахт, углеобогатительных фабриках, предприятиях топливной промышленности, щебеночных заводах. Эффективность пылеподавления пеной достигает 95%. Высокократная пена, получае­ мая воздушно-механическим способом, вырабатывается пеногенератором. Пеногенератор подает пену в ограниченное фарту­ ками пространство приемного кожуха ленточного конвейера. Запыленный воздух, проходя через пенный фильтр, полностью очищается. Часть пены выносится из кожуха и покрывает сверху слой груза на ленте, что предотвращает вторичное пыление.

Применение пеногенераторов типа ППК-30 для подавления пыли требует равномерного распределения пенного потока.

Всесоюзным центральным научно-исследовательским инсти­ тутом охраны труда ВЦСПС разработана пылеподавляющая ус­ тановка, обеспечивающая равномерное покрытие пеной слоя груза. Лента конвейера проходит через закрытый кожух с лот­ ком и подвижной штангой, соединенной с приводом. На подвиж­ ной штанге крепится пеногенератор. За кожухом монтируется пеноотбойная сетка. На выходе из защитного кожуха образу­ ется пенное облако, которое удерживается пеноотбойной сеткой.

При скорости движения ленты более 2,5 м/с перемещение груза сопровождается фрикционным взаимодействием между

собой отдельных кусков. Последние разрушаются, образуя пыль. Для уменьшения разрушения кусков груза применяют водные? растворы карбамидной смолы и отвердители щавелевой кис­ лоты. По рекомендации Донецкого научно-исследовательского» угольного института смешиваются раствор карбамидной смолы. 30—40 %-ной концентрации и отвердитель 0,8—1,1 %-ной кон­ центрации, содержащий 15—20 % щавелевой кислоты от массы смолы. Растворы смешивают в воздухе путем пересечения их: напорных струй и сжатого воздуха.

4.3.2. УБОРКА ПРОСЫПИ

Применение орошения, аспирации и других средств пылеподавления не исключает частичного осаждения пыли на кон­ вейерное оборудование. Часть просыпи возникает из-за децентрированного хода ленты. Накапливаясь, пыль и куски груза образуют просыпи, которые затрудняют эксплуатацию кон­ вейера. Однако в большинстве случаев основная масса про­ сыпи возникает не из-за появления пыли и децентрированного хода ленты. При транспортировании грузов, склонных к нали­ панию, часть груза прилипает к поверхности ленты и не пол­ ностью удаляется устройствами очистки. Она попадает под хо­ лостую ветвь ленты и загрязняет роликоопоры. С роликоопор> на холостой ветви ленты частицы груза падают под конвейер.

Расчет объема просыпи. Просыпь по длине конвейера рас­ пределяется неравномерно. Чем дальше от разгрузочного бара­ бана конвейера, тем меньше просыпь. УкрНИИпроектом экспе­ риментально установлена степенная зависимость между интен­ сивностью просыпи и параметрами конвейера:

для угля

эффициент, учитывающий полноту очистки ленты от налипшего

где Qnp— суммарный объем просыпей под конвейером, м3; /к^- время непрерывной работы конвейера, ч; L — длина конвейере* м.

На основе формул (4.1) — (4.3) суммарный объем просыпей три транспортировании:

угля

Qnp = 0y03aJlBvtKL0A9

пород

QnP = 0,018алВи/к£0*55.

Расчет накопления просыпи за определенный промежуток времени работы конвейера позволяет более рационально ре­ шать вопросы выбора средств механизации по уборке просыпи. Существующие в настоящее время устройства для уборки просыпи можно подразделить на следующие группы: стационарные скребковые и гребковые, передвижные скребковые и гребковые,

.ленточные и вспомогательные механизмы.

Стационарные скребковые и гребковые устройства для уборки просыпи. На карьерах КМА находятся в эксплуатации шесть конвейерных комплексов, работающих в сочетании с ро­ торными экскаваторами. Общая длина конвейеров около 40 км, число конвейеров более 50. Максимальная длина конвейеров со­ ставляет 1900 м при теоретической производительности 8800 м3/ч грунта, ширине ленты 2000 мм, скорости ее движения 5,24 м/с. Одно из основных направлений комплексной механизации уборки просыпи в этих условиях связано с применением уст­ ройств для переворачивания лент, позволяющих концентриро­ вать просыпи на ограниченных участках конвейера, подборщи­ ков и погрузчиков просыпи.

Для уборки просыпи, образующейся в головной части кон­ вейера под холостой ветвью, разработаны и внедрены в усло­ виях КМА малогабаритные скребковые подборщики (рис. 4.8, а), которые включаются периодически. Рабочим орга­ ном является втулочно-роликовая цепь ВР-50.8 со скребками, закрепленными через каждые 3 м. Привод цепи осуществляется отклоняющим барабаном ленточного конвейера через редуктор РМ-250. Просыпь собирается в желобе конвейера и перемеща­ ется скребками к месту разгрузки. Производительность скреб­ кового подборщика 4,5 т/ч. Механизация уборки просыпи изпод конвейеров улучшила условия труда рабочих, повысила культуру производства, позволила высвободить 12 чел. Цепь со скребками может быть использована одновременно и как меха­ низм для очистки ленты. В определенных условиях целесооб­ разно просыпь перегружать на рабочую ветвь ленты. В этом случае желоб имеет продольную для загрузки просыпи и кри­ волинейную для подъема и разгрузки просыпи части. Такое устройство можно использовать на любом участке конвейера, где образуется просыпь.

На конвейерах длиной до 100 м уборка просыпи может осу­ ществляться по всей длине става с помощью каната со скреб­ ками, устанавливаемыми в желобе или на основании кон­

а

чественные подборщики просыпей типа ППМ-1514 и ПП-Д-443А, разработанные УкрНИИпроектом на базе экскава­ торов Э-1514 и Д-443А, имеют специальное навесное оборудо­ вание с ковшевым рабочим органом. В рабочий цикл подбор­ щиков включаются подъезд к ставу конвейера, ориентирова­ ние и заведение ковша в просыпь под конвейером, выход ковша из-под конвейера, подъем и выгрузка ковша. Производитель­ ность рассмотренных подборщиков просыпей на Грушевском и Шевченковском карьерах Марганецкого ГОКа составила 15 и 18 м3/ч при вместимости ковшей 2,3 и 2 м3/ч.

На буроугольных карьерах ГДР в состав комплексов непре­ рывного действия входят самоходные ковшевые подборщики (рис. 4.8, г), оснащаемые в зависимости от горно-геологических условий и типов конвейеров различным навесным оборудова­ нием. Обычно навесное оборудование включает в себя систему балок и коромысел, шарнирно соединенных между собой и при­ водимых в движение гидродомкратами. Одно из коромысел со­ единяется с рукоятью, на которой монтируется ковш. Для пере­ мещения ковша по заданной траектории также могут приме­ няться гидродомкраты. Работа таких установок происходит по циклам, включающим три основные операции: подъезд уста­

конвейера.

Стационарные ленточные устройства для уборки просыпи.

Подборщики просыпи с ленточным рабочим органом предназна­ чены для предупреждения образования и уборки просыпи под конвейером. Они собирают и перегружают просыпь в специаль­ ную емкость или на конвейер, под которым образуется про­ сыпь, или на другой конвейер транспортной цепи. Нашли при­ менение два типа ленточных подборщиков просыпи: в виде ленточного конвейерного перегружателя и отрезка ленты, пере­ мещаемой возвратно-поступательно гибким тяговым органом. В ленточном конвейерном перегружателе, имеющем минималь­ ные габариты по высоте, нижняя ветвь ленты может опираться не на ролики, а на опоры скольжения, при этом верхняя ветвь ленты скользит по нижней. Лента имеет индивидуальный при­ вод или кинематически связана с грузонесущим конвейером через зубчатую или фрикционную передачу. Просыпь собира­ ется на ленте конвейерного перегружателя и транспортируется к узлу разгрузки.

Подборщики просыпи с возвратно-поступательным пере­ мещением ленты (рис. 4.8, д) включаются в работу периоди­ чески, по мере накопления на них просыпи. Рекомендуется ленту уборщика устанавливать на каретках, перемещаемых по направляющим с помощью канатов лебедки [28].

Вспомогательные средства уборки просыпи. Наряду с под­ борщиками просыпи активного действия работают различные

вспомогательные средства. Они способствуют уменьшению про­ сыпи под конвейером или позволяют производить более тща­ тельную зачистку подконвейерного пространства от просыпи и пыли. При транспортировании относительно сухих грузов реко­ мендуется встряхивать холостую ветвь ленты у приводного барабана и удалять упавшие частицы по лотку в общий грузо­ поток. Для этого в месте установки приводного или отклоняю­ щего барабанов шарнирно монтируется плита, взаимодей­ ствующая с лентой со стороны нерабочей обкладки. Под плитой располагается желоб, подвешенный к раме конвейера посред­ ством рессор. Плите с помощью вибропривода сообщается колебательное движение, которое передается ленте. Последняя встряхивается и очищается от прилипших частиц. Просыпь по­ падает в желоб и транспортируется в разгрузочную течку кон­ вейера.

При децентрированном ходе или перегрузке ленты просыпь попадает на нижнюю ее ветвь. Для удаления просыпи нижнюю ветвь ленты выгибают с помощью нажимных роликов (рис. 4,9, а). Просыпь скатывается на боковые наклонные щитки и попадает под конвейер. В этом случае целесообразно применение для уборки просыпи сборной ленты, периодически перемещаемой к месту разгрузки.

На предприятиях, имеющих шламовое хозяйство, для уборки просыпи широко используется гидросмыв (рис. 4.9, б). Желоба из металлических листов или цементной кладки для удаления потока загрязненной воды выполняются с уклоном 5—10 % и перекрываются съемными решетками. Водонапорная сеть дол­ жна обеспечивать смыв просыпи с полов галерей и зданий гиб­ ким поливочным рукавом длиной 20—30 м. Просыпь с водой попадает в зумпф, где осаждается на дно и выгружается грей­ ферным механизмом в транспортное средство или бункер с пи­ тателем.

На карьерах ГДР нашли применение самоходные пневмоот­ сасывающие установки (рис. 4.9, в). Они состоят из самоход­ ной тележки, всасывающей насадки, воздуховода, перегрузоч­ ного узла и перегружателя. Тележка перемещается вдоль конвейера, при этом всасывающая насадка заводится в подкон­ вейерное пространство, откуда осуществляется отсос просыпи. Просыпь через воздуховод, перегрузочный узел и перегружа­ тель попадает на рабочую ветвь ленты конвейера. Пневмоотса­ сывающая установка может оснащаться барабанным питателем, который монтируется перед всасывающим патрубком, благо­ даря чему повышается производительность установки.

Марганецким ГОКом разработана пневмоотсасывающая пе­ редвижная установка эжекторного типа (рис. 4.9, г) производи­ тельностью 1,5 м3/ч. Она включает в себя всасывающую на­ садку, рукав для подачи сжатого воздуха, эжектор, тканевый фильтр. Все узлы смонтированы на корпусе с выдвижным дни­ щем и тележкой, перемещаемой по направляющим рельсам.

хайловским ГОКом испытана универсальная реактивная уста­ новка УРУ-01, предназначенная для уборки намерзаемой про­ сыпи сдувом. Она смонтирована на базе скрепера Д-357 и тур­ бореактивного авиадвигателя РД-ЗМ. Управление и контроль за работой авиадвигателя осуществляется с пульта управления, установленного в кабине тягача. Регулирование газовой струи задается поворотным механизмом. Технические данные уста­ новки: скорость перемещения 3—20 км/ч, температура газовой струи 450—500 °С, расход топлива 3,5—4 т/ч, масса 25 т.

4.4. ОЧИСТКА КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ

Проблема эффективной очистки лент остается одной из ос­ новных при решении задач, связанных с повышением надежно­ сти работы мощных ленточных конвейеров. Неплановые простои конвейерных комплексов на открытых работах из-за ликвида­ ции загрязнения элементов конструкции составляют не менее 30 % общей продолжительности простоев. Загрязнение рабочей поверхности ленты приводит к резкому уменьшению тяговой

в горнорудной промышленности сыпучие материалы можно раз­ делить на три категории: слабоналипающие, средненалипающие и сильноналипающие. Существенное влияние на величину нали­ пания оказывают вид, влажность, крупность транспортируемого материала, а иногда и время его транспортирования. При до­ ставке, например, мергель из сыпучего переходит в тестообраз­ ное липкое состояние. С уменьшением плотности, крупности и повышением влажности, времени транспортирования налипание материала возрастает. К слабоналипающим материалам можно отнести кусковые, сухие (влажностью до 5%) кварцитовые, гранитные и известняковые породы, руды черных и цветных металлов, уголь; средненалипающим — мелкосыпучие и влаж­ ные (более 5%) материалы, перечисленные выше, продукты их переработки на обогатительных фабриках (агломерат, кон­ центрат), а также сухие мелкосыпучие глинистые породы и

Все известные средства очистки лент можно разделить на три группы: механические, физико-механические и комплекс­ ные. Особенностью механической очистки ленты является сило­ вое воздействие рабочего органа (плотного тела) на прилип­ ший материал путем сдвига, трения, разрушения, среза, отрыва, и других видов деформации. В физико-механической очистке ленты наряду с силовым воздействием можно изменять свой­ ства материала и ленты в направлении снижения их взаимного

прилипания. Это позволяет повысить эффективность механиче­ ской очистки. Комбинация различных средств очистки дает воз­ можность повысить эффективность очистки ленты.

4 .4 .1 . С Р Е Д С Т В А О Ч И С Т К И К О Н В Е Й Е Р Н Ы Х Л Е Н Т

Механические средства очистки лент. Наиболее распростра­ нена механическая очистка лент сдвигом, осуществляемая очистными устройствами скребкового типа (рис. 4.10, а).

Эффективность очистки ленты рабочими органами скребко­ вого типа зависит от геометрии расположения, силы прижатия и материала скребка. Скребки должны устанавливаться на жесткой раме с возможностью регулирования положения рабо­ чей кромки относительно поверхности ленты. Быстрее изнаши­ вается средняя часть скребка, поэтому целесообразно выпол­ нять ее утолщенной. Для очистки сильноналипающих материа­ лов скребки армируют твердыми сплавами, керамикой. Эластичные скребки лучше работают при очистке слабо- и средненалипающих материалов. Различают автоматически прижим­ ные и выдвижные по мере износа скребки, оснащаемые упру­ гими и рычажными механизмами регулирования положения скребка.

Необходимое условие равномерной по ширине ленты очи­ стки— прямолинейность участка ленты, взаимодействующего со скребком. Это хорошо достигается многоскребковыми устрой­ ствами (рис. 4.10, б) очистки клавишного типа с индивидуаль­ ным прижатием отдельных скребков. СО Промтрансниипроекта разработан и широко внедрен на Стойленском ГОКе (КМА) устройство многоскребкового типа (рис. 4.10, в). Он включает поворотные подпружиненные дугообразные держатели со скреб­ ками, армированными твердым сплавом ВК-15 и расположен­ ными в шахматном порядке с шагом 200 мм и перекрытием зон очистки на 20 мм. Небольшая толщина рабочей кромки (20 мм) и угол атаки более 90° позволяют снизить прижатие скребка к ленте, а значит, и ее износ. Усилие прижатия скребков для слабо-, средне- и сильноналипающих материалов выбирается равным соответственно 1—5, 6—10 и 11—15 Н/см. Число скреб­ ков в зависимости от ширины ленты, равной 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800 и 2000 мм, выбирается соответственно 4, 6, 8, 10, 12, 14 и 16 шт. Полнота очистки лент шириной 1800 мм и со скоростью движения 5 м/с, транспортирующих глину и мергель, составила 95%. Дугообразная форма держателей скребков со­ здает условия для беспрепятственного отвода очищенного ма­ териала из зоны расположения скребков.

В Японии успешно применяются скребковые кольцевые очи­ стители (рис. 4. 10, г). При симметричном расположении отно­ сительно оси ленты кольцо оснащается приводом, а при несим­ метричном— работает без привода. Кромка кольца сначала «пропиливает» налипший слой материала, затем сдвигает и

(вибратором) и загрязненной поверхностью ленты. Однако этот вид очистки ограничен слабоналипающими материалами. Обычно вибратор устанавливается на подпружиненной опоре, жестко связанной с осью виброролика, взаимодействующего с нерабочей поверхностью ленты. Виброролики могут выпол­ няться эксцентричными с выступами или ударными билами, встряхивающими ленту, при этом отпадает необходимость в ис­ пользовании вибратора. Упругая компоновка разгрузочных или отклоняющих барабанов обеспечивает частичную очистку ленты встряхиванием и отвод очищенного материала в течку. Для ре­ зинотросовых лент, включающих в себя ферромагнитные тросы, применима бесконтактная схема вибрации с использованием электромагнитной системы.

Очистка ленты деформированием осуществляется на откло­ няющем барабане или на роликах. Вследствие упругих дефор­ маций в ленте при огибании барабана нарушается сцепление прилипших частиц с рабочей обкладкой. Для обеспечения де­ формаций изгиба холостая ветвь ленты проходит через систему роликов. Еще больший эффект очистки от изгиба ленты дости­ гается дисковыми опорами, создающими волнообразные пере­ гибы ленты по ширине. В точках изгиба ленты слой прилипшего материала ломается и под действием сил тяжести и вибрации отпадает.

Физико-механические средства очистки лент. На обогати­ тельных фабриках распространена гидро- и, реже, пневмоочи­ стка ленты. Струя жидкости, направленная под повышенным давлением на ленту, не только механически сдвигает или раз­ рушает слой налипшего материала, но и изменяет его физиче­ ские свойства, в частности липкость, спайность. Очищенный ма­ териал в виде водяной пульпы направленно отводится из зоны очистки и попадает в систему шламового хозяйства. После от­ стойников очищенный материал может быть возвращен по зам­ кнутому циклу на ленту конвейера. Гидроочистка особенно эффективна, если жидкость не только соприкасается с лентой, но и ударно воздействует на нее. Для этого под участком от­ клоненной барабаном ленты устанавливается гидромембрана с лопастным ротором и форсункой (рис. 4.11, а). При подаче жидкости насосом включаются одновременно форсунка и ло­ пастной ротор, создающий через гидромембрану в жидкостном баке ударные волны. Совместное действие струи жидкости и ударных волн повышает эффективность гидроочистки. Остав­ шаяся часть налипшего на ленту материала, увлажненная и ос­ лабленная водой, легко очищается скребком. Гидроочистка — один из самых эффективных способов очистки лент от сильноналипающих материалов.

При пневмоочистке воздушная струя механически сдвигает и отбрасывает частицы материала. Для пневмоочистки очень важно обеспечить постоянство направления и силы воздействия струи воздуха при минимальном расстоянии от сопла до ленты.

РИС. 4.11.

Физико-механические и комбинированные средства очистки лент:

С этой целью пневмосопло снабжают отжимным роликом, под­ пружинивают и устанавливают на гофрированном эластичном основании, обеспечивающем поворот сопла при набегании на ролики неровностей ленты (рис. 4.11, б). Удаление очищенного материала может осуществляться с помощью всасывающей ка­ меры, входящей в состав пневматической системы. Пневмоочи­ стка применяется на конвейерах, транспортирующих слабоналнпающие материалы. Для гидро- и пневмоочистки характерно минимальное разрушающее воздействие на ленту но сравнению с механическими очистителями.

Разновидностью пневмоочистки является тепловая сушка ленты. Известно, например, использование теплового воздуш­ ного потока, подаваемого вентилятором двигателя привода кон­ вейера в коллектор с соплами, обдувающими влажную поверх­ ность ленты. При этом одновременно осуществляются срыв ка­ пель влаги с ленты и ее сушка. Сорванные капли попадают

вкамеру пониженного давления и вентилятором отбрасываются

вкаплесборник.

Очищать ленту от материалов, обладающих ферромагнит­ ными свойствами, можно бесконтактным способом с помощью магнитов, монтируемых на барабане (рис. 4.11, в). Обечайка барабана выполняется из неферромагнитного материала, имеет упоры и смонтированные вдоль обечайки и связанные жестко с ней оси, на которых свободно и эксцентрично подвешены блоки магнитов. Последние в зависимости от углового положе­ ния обечайки опираются на упоры или под действием собствен­ ного веса занимают нижнее положение. В процессе очистки ленты частицы груза верхним магнитом притягиваются к обе­ чайке, а затем при вращении барабана отделяются от него вследствие наличия центробежных сил и ослабления магнитного потока. Затем магнит с помощью упоров занимает рабочее по­ ложение, и цикл повторяется.

Одно из перспективных направлений по борьбе с загрязне­ нием конвейерного оборудования связано с уменьшением при­ липания транспортируемого груза к ленте путем применения гидрофобных (водоотталкивающих) покрытий. На угольных шахтах широко эксплуатируются негорючие ленты на основе поливинилхлорида (ПВХ), которые одновременно обладают и гидрофобными свойствами. На ленту с обкладкой из ПВХ транспортируемый материал прилипает меньше, чем на ленту с обычной резиной. Трение груза о ленты из ПВХ также меньше, что ограничивает их применение на наклонных кон­ вейерах по условию обеспечения устойчивости груза на ленте. В настоящее время создаются ленты с гидрофобными покры­ тиями, фрикционные характеристики которых в сравнении с ха­ рактеристиками обычных лент, изменяются незначительно. Од­ нако в процессе эксплуатации ленты поверхностный слой рабо­ чей обкладки становится шероховатым, в результате чего ухудшаются гидрофобные свойства покрытия.

Промтрансниипроектом рекомендуется гидрофобное покры­ тие выполнять съемным (рис. 4.11, г). Для этого гидрофобная пленка или тонкая гидрофобная лента наклеивается на обыч­ ную ленту только в отдельных точках на краевых участках или в средней части. Транспортируемый материал загружается на пленку. На разгрузочном барабане происходит отрыв мате­ риала от гидрофобного покрытия, и лента самоочищается. Кроме очистительной функции гидрофобная пленка или тонкая лента играет роль защитного элемента, предохраняющего ленту от ударного и фрикционного износа. После износа пленки ее легко отделяют от рабочей обкладки и наклеивают новую.

Для борьбы с налипанием в последние годы проводились ис­ следования по применению различных химических веществ и растворов. Последние в качестве профилактического покрытия наносятся на ленту, выполняя функцию подложки. Прилипание подложки к ленте и транспортируемому материалу меньше, чем прилипание материала к ленте, вследствие чего лента при раз­ грузке очищается.

Свердловским горным институтом им. Вахрушева совместно с заводом резинотехнических изделий испытан ряд профилакти­ ческих растворов (рис. 4.11, д). Наиболее эффективен 45 %-ный раствор хлористого кальция, который рекомендован к промыш­ ленному внедрению. В установку для нанесения раствора на ленту входят емкость с раствором, насос, трубопроводы, вен­ тиль, форсунки. Чтобы исключить попадание раствора на стыки ленты, последняя может оснащаться контактным элементом, взаимодействующим с рычажной системой управления запор­ ным клапаном. Контактный элемент монтируется впереди стыка. При набегании контактного элемента на ролик рычаж­ ной системы запорный клапан прекращает подачу раствора к форсункам. Затем ролик опускается, нажимает на подпружи­ ненный рычаг с грузом, создающий заданную выдержку вре­ мени, и запорный клапан возвращается в исходное положение для подачи раствора.

Известный термодинамический способ борьбы с налипанием и намерзанием горной массы на ленту позволяет также осуще­ ствлять профилактическую обработку поверхности ленты. Об­ разующаяся при сгорании топлива сажа вместе с потоком горя­ чего воздуха напыляется на ленту в виде тонкого слоя. Отрыв липкого материала, находящегося на ленте, происходит по слою сажи. Необходимо стремиться к тому, чтобы влажность сажи была наименьшей, в противном случае резко снижается ее за­ щитное действие [29].

На ленточных конвейерах обогатительных фабрик, транс­ портирующих мелкосыпучие влажные материалы, возможно применение для очистки ленты липких подвижных контуров (рис. 4.11, е). Лента очистного устройства сначала соприкаса­

ются от загрязненной ленты и прилипают к ленте очистного устройства, которая затем очищается водой в ванне. Ленты мо­ гут перемещаться навстречу друг другу или вдвигаться в одну сторону в зависимости от степени ее загрязнения. Устройство, работающее на аналогичном принципе, испытано Днепропет­ ровским горным институтом им. Артема. В отличие от рассмот­ ренного выше лента очистного устройства смачивается через форсунку флотореагентом, обладающим повышенными липкими свойствами (рис. 4.11, oic). Налипшие на ленту очистного уст­ ройства частицы груза счищаются затем скребком. Оставшийся на ленте конвейера флотореагент смывается форсункой, подаю­ щей воду.

Комбинированные средства очистки лент. На конвейерах, транспортирующих сильноналипающие материалы, ни одно из применяемых в промышленности отдельно работающих уст­ ройств не обеспечивает полной очистки лент. Наиболее эффек­ тивно сочетание скребковых, щеточных, вибрационных рабочих элементов, гидроочистки и сушки. На разгрузочном или обвод­ ном барабане устанавливается скребок грубой очистки, снимаю­ щий основной слой налипшего материала. Затем ленту очи­ щают струей воды, выходящей из форсунок, повышенного дав­ ления и дополнительно очищают цилиндрическими щетками, устанавливаемыми прямо или под углом к ленте (рис. 4.11, з). Далее лента проходит через скребки и ролики тонкой очистки, вибрационный ролик и камеру сушки. Многоступенчатая очи­ стка ленты используется на предприятиях, имеющих шламовое хозяйство в транспортных линиях, где по техническим условиям требуется высокая степень очистки ленты. Более полные дан­ ные о некоторых из вышерассмотренных средств очистки и ва­ риантах их исполнения для различных условий эксплуатации конвейеров изложены в работе [30].

4.5. ПЕРЕВОРАЧИВАНИЕ КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ

Переворачивание конвейерных лент (ПКЛ) оказывает су­ щественное влияние на характер эксплуатации основных узлов конвейера, транспортирующего налипающие материалы. Лента при переворачивании опирается на роликоопоры только своей чистой стороной. Отпадает необходимость в очистке ленты, уменьшается загрязнение роликоопор на холостой ветви и соот­ ветственно просыпи на линейной части конвейера, снижается износ ленты и роликоопор, повышается надежность работы и уменьшается трудоемкость обслуживания конвейера, улучша­ ются условия труда. ПКЛ способствует решению проблемы до­ ставки груза одним ленточным конвейером в обоих направле­ ниях, использования в горных выработках конвейеров с нижней грузонесущей ветвью.

Однако ПКЛ не нашло пока широкого распространения, очевидно, из-за того, что требует оснащения конвейера опреде­

положения роликов. Число роликов в гирлянде, их длину и диа­ метр выбирают в зависимости от ширины ленты. Дефлекторный ролик монтируется в плоскости гирлянды с наклоном и предо­ храняет кромки ленты от трения о металлоконструкцию. Регу­ лирование положения роликов позволяет достичь оптимального опорного профиля ленты в зоне переворачивания, при котором обеспечивается наибольшая площадь контакта роликов с лен­ той. Ролики гирлянды создают плавный изгиб ленты.

Внутреннее расположение опорно-направляющих элементов характерно для лент шириной более 1400 мм. В зоне перевора­ чивания широких лент проявляется тенденция к нарушению Со­ образного профиля ленты, так как вес верхней нависающей части ленты превышают силы упругости. При этом лента складыва­ ется с резким изгибом в средней части. Чтобы избежать этого, верхнюю нависающую часть ленты подпирают опорно-направ­ ляющими элементами. Переворачивание ленты с внутренним расположением опорно-направлящих элементов более трудо­ емко в осуществлении, так как требует применения держателей сложной конструкции.

Развитием рассмотренной выше схемы расположения опорно-направляющих элементов является комбинированная, при которой широкие ленты подпираются опорно-направляю­ щими элементами с обеих сторон. При этом обеспечиваются уменьшение влияния веса ленты на вертикальный прогиб всего ее контура и нависающей верхней части.

Выбор схем ПКЛ и конструкции опорно-направляющих эле­ ментов зависит от конкретных условий эксплуатации и пара­ метров конвейеров. Для разработки оптимальных конструктив­ ных решений в технике ПКЛ и практических рекомендаций по их применению были проведены исследования деформации и устойчивости лент при переворачивании.

4.5.2. ДЕФОРМАЦИЯ И УСТОЙЧИВОСТЬ ЛЕНТ

ПРИ ПЕРЕВОРАЧИВАНИИ

Исследовался процесс ПКЛ с целью определения величины и характера деформаций ленты, условий устойчивости ее фор­ мообразования и движения при изменении основных парамет­ ров (типа, натяжения, ширины и скорости движения ленты, длины зоны переворачивания, конструкции и параметров опор­ но-направляющих элементов) и высоты подконвейерного про­ странства. Условиями нормального ПКЛ были приняты: удли­ нение ленты (по основе и утку для резинотканевых и по основе для резинотросовых) в пределах упругой деформации; устой­ чивое формообразование ленты (без резких изгибов и перело­ мов); устойчивое центрированное движение без возникновения автоколебательного режима с большими амплитудами и часто­ тами; отсутствие существенного проскальзывания ленты отно­ сительно опорно-направляющих элементов; осуществление ПКЛ

без реконструкции става по высоте или с минимальной ее кор­ ректировкой.

Экспериментальные исследования проводились на промыш­ ленном ленточном конвейере Челябинского металлургического завода, транспортирующем доломит крупностью 5—15 мм. Ос­ новные параметры стенда: длина 76,5 м, угол наклона 12°, ши­ рина ленты 1200 мм, скорость движения ленты 1,68—3,34 м/с, мощность привода 100 кВт, натяжное устройство — грузовое. Контур ленты выполнен составным из лент на основе тканей ТА-100, БКНЛ-150 и Б-820, состыкованных вулканизацией. Тех­ ническая характеристика лент, состыкованных на эксперимен­ тальном конвейере, приведена в табл. 4.2.

Стенд оснащался опорно-направляющими элементами шари­ кового, дискового, гирляндного типа и прямыми роликоопорами, выполняющими функцию ограничительных роликов. Длина зоны ПКЛ изменялась в пределах 8—145, где В — ширина ленты. Измерение деформации ленты по основе и утку в стати­ ческом режиме осуществлялось с помощью металлической ру­ летки и тензометрических датчиков с электронной аппаратурой, а в динамическом режиме (в процессе движения) — только дат­ чиками. Для исследования формообразования ленты в различ­ ных точках зоны переворачивания использовались гибкие шаб­ лоны, фотографирование и визуальные наблюдения. При прямых линейных измерениях удлинений ленты по основе опре­ делялась последовательно длина участков ленты по кромкам и сравнивалась с базовой величиной, соответствующей плоскому положению ленты за зоной переворачивания. Тензометрические измерения деформаций ленты делались с применением резино­ проволочных датчиков, измерительного моста и 12-канального светолучевого осциллографа.

Деформация лент. Чтобы дать оценку экспериментальным значениям удлинений ленты, связанных с переворачиванием, не­ обходимо знать удлинения ленты в обычных условиях на рабо­ чей и холостой ветвях. Упругое удлинение холостой ветви ленты

от натяжения при номинальной загрузке конвейера меньше, чем на рабочей ветви. Таким образом, разницу в удлинениях ленты на обеих ветвях можно приближенно принять за диапазон до­ пустимых удлинений ленты при переворачивании:

вп. д — ел — е„,

где еп. д — допустимое удлинение ленты на холостой ветви при переворачивании, %; ел — упругое удлинение ленты на рабочей ветви при номинальной нагрузке, %; вн — упругое удлинение ленты на холостой ветви от начального натяжения SH, равного натяжению на сбегающей ветви ленты, Ло­

зная удлинение ленты при рабочей нагрузке и предполагая линейную зависимость между нагрузкой на ленту и ее удлине­

где 5Сб — натяжение на сбегающей ветви ленты; 5 Нб — натяже­ ние на набегающей ветви ленты,

сцепления ленты с приводным барабаном; а — угол обхвата ба­ рабана лентой, рад.

Отношение 5 Нб/5Сб, равное еи“, принято называть тяговым фактором. Допустимое натяжение ленты на набегающей ветви для выбранной ленты

где 5 Р — разрывное усилие ленты; В — ширина ленты; i — число прокладок в ленте; п — запас прочности резинотканевых лент (п=10).

Натяжение ленты на сбегающей ветви с учетом запаса по сцеплению

Из формулы (4.9) следует, что диапазон допустимого удли­ нения ленты при переворачивании пропорционален пределу ее упругого удлинения и величине тягового фактора. Значения еп. д можно определить по графику (рис. 4.14, а). При более точных расчетах величина удлинения ленты на холостой ветви отдельно

для головной и хвостовой зон ПКЛ и соответствующее ему на­ тяжение ленты определяют методом обхода по контуру ленты.

Экспериментальными исследованиями установлен характер изменения и величины деформаций ленты в статическом ре­ жиме при различных условиях переворачивания (рис.4.14, б—г). При свободном ПКЛ графики зависимости удлинений (еп) кро­ мок ленты по длине зоны переворачивания (Ln) имеют волно­ образную форму с максимумами на концевых участках зоны переворачивания (пределы изменения еп составляют0,1—1,1 %). При ПКЛ с использованием опорно-направляющих элементов эти зависимости также имеют волнообразную форму с макси­ мумами на концевых и средней частях зоны переворачивания (пределы изменения еп составляют 0,2—0,8%). Наличие трех максимумов связано с установкой в средней части зоны перево­ рачивания ленты опорно-направляющих элементов [31]. Заметно влияние жесткости ленты на характер изменений удлинений при свободной и направленной схемах переворачивания ленты. Чем жестче лента, тем больше удлинение кромок ленты в сред­ ней части зоны переворачивания. Для ленты БКНЛ-150 оно до­ стигает 0,4% (при SH=1,6% S p и Ln= l3B y е^а = 6). Причем

максимум удлинений для данного случая принадлежит направ­ ленной схеме переворачивания (рис. 4.14, в). В общем случае можно отметить меньший уровень удлинений ленты по кромкам при направленном переворачивании. Это происходит благодаря перераспределению деформации ленты. Опорно-направляющие элементы, уменьшая удлинение ленты по кромкам, одновре­ менно увеличивают поперечный изгиб ленты, т. е. удлинение ленты по утку.

Следует отметить отличие в характере распределения и ве­ личине удлинений обеих кромок ленты. Зависимости имеют противоположное направление, которое соответствует противо­ положному расположению гребнеобразных участков двух кро­ мок лент. Одна из кромок ленты имеет меньший, а другая — больший уровень удлинений, связанных с несимметричным де­ формированием ленты по кромкам. Например, для ленты ТА-100 (рис. 4.15, а) одна из кромок ленты имеет удлинение 0,3—0,8 %, а другая — 0,05—0,45 % (при SH=2,4 % Sp, L„=13B, euo _ 4 ). с увеличением натяжения ленты уменьшаются пре-

делы изменения удлинений ленты в кромках и одновременна происходит некоторое выравнивание удлинений кромок ленты по длине зоны переворачивания (рис. 4.15, б, в). В этом случае также возникает перераспределение деформаций, часть из кото­ рых переходит на уток. С уменьшением длины зоны ПКЛ (рис. 4.15, г, б) рассмотренная закономерность сохраняется, од­ нако при этом возрастают пределы изменения удлинений кро­ мок ленты, которые для кромки с большими деформациями со­

что для лент ТА-100, БКНЛ-150 и Б-820 рациональными явля­ ются следующие сочетания параметров 5„ и Ln:S H= 2,8% Sp и Ln=(ll-f-13)B; SH= 1,9 % 5Р и Ln=13B; 5„ = 4,4 % SpHLn=12B.

На основе полученных экспериментальных данных и расчет­ ных значений удлинений лент в зависимости от натяжения мо­ жно сделать вывод, что при рациональных значениях натяже­ ния ленты и длины зоны переворачивания, а также схемах переворачивания суммарное удлинение ленты не превышает пре­ дела упругого удлинения лент при рабочей нагрузке, составляющего 3—4%. Установлено, что в отдельных случаях максимальные удлинения ленты по основе при переворачива­ нии возникают не на кромках, а по продольной линии, располо­ женной в центре между бортом и осью ленты в зоне между гра­ ницей участка переворачивания и опорно-направляющими эле­ ментами. Характер распределения удлинений ленты в зоне переворачивания зависит от длины этой зоны, натяжения ленты и установки опорно-направляющих элементов. Величина удли­ нений утка ленты ТА-100 (при SH= 2,8 % Sp и Ln=13fi) состав­ ляет 0,05—2,1 % при смещении максимума по ширине ленты к прилегающей к одной из кромок зоне и по длине зоны пере­ ворачивания к одному из концевых участков.

Исследовались удлинения ленты по основе и утку в дина­ мическом режиме. При пуске конвейера в ленте возникает коле­ бательный процесс с небольшой амплитудой и переменной ча­ стотой, который быстро затухает. В первый момент времени натяжение ленты падает, а ее растяжение уменьшается. В даль­ нейшем удлинение ленты по основе и утку возрастает, превы­ шая статическое не более чем на 25%. В установившемся ре­ жиме удлинения ленты близки к статическим. Аналогична торможение конвейера не оказывает существенного влияния на характер удлинений ленты.

Характер и величина деформаций резинотросовых лент при переворачивании отличается от резинотканевых. Резинотросо­ вые ленты имеют большие массу и продольную жесткость и меньшую поперечную жесткость. Процесс формообразования в зоне переворачивания резинотросовых лент более сложен (одновременно действуют сложный изгиб и сдвиг), так как тросы при рабочей нагрузке имеют меньшее упругое удлинение (до 0,25%). Малое удлинение и большая масса резинотросовых

лент приводят к увеличению длины зоны переворачивания и ограничивают выбор схемы. Установлено, что для резинотросо­ вых лент может быть рекомендовано только направленное пере­ ворачивание с внешним расположением опорно-направляющих элементов для лент шириной до 1200 мм и комбинированным расположением опорно-направляющих элементов для лент ши­ риной 1400—2400 мм. При этом Ln> \bB и возрастает с увели­ чением ширины ленты (например, для лент шириной 900 мм Хп=14—15В, а для лент шириной 1800 мм — Ln = 20—255).

Устойчивость лент. Нарушение формообразования ленты при переворачивании, связанное с переходом ленты из С-образного положения в S-образное, характеризует потерю устойчивости деформирования ленты. При S-образном положении ленты резко возрастает ее деформация по утку. Наблюдается тенден­ ция к «выбегу» перевернутого участка ленты, в результате ко­ торого возникает опасность разрушения ленты. Переход к S-об- разному сечению ленты происходит с увеличением натяжения ленты и уменьшением длины зоны переворачивания. Исследо­ ван механизм и граничные условия потери устойчивого движе­ ния ленты. При оптимальных значениях натяжения ленты и длины зоны переворачивания лента в средней части зоны пере­ ворачивания имеет С-образное сечение и процесс переворачива­ ния ленты происходит устойчиво. На концевых участках зоны переворачивания располагаются гребни, а в средней части лента диагонально сложена (рис. 4.16, а). С уменьшением натяжения ленты или длины зоны переворачивания у ограничи­ тельных роликов на участке, прилегающем к гребню, образу­ ется конусовидное вздутие. Это свидетельствует о возникнове­ нии неустойчивого режима движения ленты. Дальнейшее увели-

П ар ам етр ы

<С- или S-образная)

равление, до минимума снижают предварительное натяжение. В хвостовой части конвейера на длине 20—24В снимают под­ держивающие ролики холостой ветви. На расстоянии 10—12В от натяжного барабана вручную или с помощью лебедок ленту переворачивают на 180° (рис. 4.17, а, б). В этом месте устанав­ ливают ограничительные ролики, в результате чего образуются две зоны переворачивания, одна из которых расположена между натяжным барабаном и ограничительными роликами, другая — между ограничительными и крайним поддерживаю­ щим роликом (рис. 4.17, в). В средней части второй зоны пере­ ворачивания ленту перевязывают канатом и предварительно натягивают. Периодическими запусками конвейера перевязан­ ный участок ленты перемещают в сторону приводного бара­ бана. Через каждые 20—30 м в процессе протягивания ленты поддерживающие ролики перед этим участком снимают, а затем устанавливают вновь, причем минимальная длина перемещае­ мого участка поддерживается в пределах 10—12В (рис. 4.17, г). Далее вторая зона переворачивания перемещается до головного барабана и фиксируется ограничительными роликами (рис. 4.17, б). Съем и установку поддерживающих роликов осу­ ществляют вручную или с помощью специальных приспособ­ лений. Все поперечные связи става в подконвейерном простран­ стве, мешающие перемещению ленты, снимают. После фикса­ ции обеих зон переворачивания кольцевую обвязку снимают и монтируют опорно-направляющие элементы. Наладку устрой­ ства производят при неподвижной ленте (рис. 4.17, е), регули­ руя положение узлов. После этого проверяют работу устройства в процессе движения ленты, контролируя устойчивость и прямо­ линейность хода ленты, характер ее взаимодействия с узлами.

Опыт внедрения. Внедрение направленной схемы перевора­ чивания ленты с опорно-направляющими элементами гирляндного и роликового типов осуществлялось на конвейерах Магни­ тогорского металлургического комбината, Балаклавского рудоуправления им. А. М. Горького и производственного объ­ единения «Глинозем».

В табл. 4.4 дана характеристика внедренных устройств для переворачивания ленты на предприятиях.

На конвейерах Магнитогорского металлургического комби­ ната внедрены устройства для переворачивания ленты с внеш­ ним расположением опорно-направляющих элементов гирляндного (рис. 4.18, а) и роликового (рис. 4.18, б) типов. В устройстве с гирляндными опорно-направляющими элемен­ тами вместо верхнего прижимного ролика может быть исполь­ зована прямая роликоопора холостой ветви ленты, выполняю­ щая функцию верхнего габаритного ролика. Аналогичные роликоопоры в целях уменьшения габаритов рабочего простран­ ства устанавливаются на концевых участках непосредственно над основанием конвейера. Длина зоны переворачивания ленты на конвейерах М-20 и СДР-1 составляла 12,6—15,3 м, т. е.

а

Схемы переворачивания лент:

парой ограничительных роликов вдоль конвейера составляет 500—600 мм. По вертикали ограничительные ролики могут уста­ навливаться с перекрытием друг друга или с зазором до 300 мм. Зазор между гребнями ленты и базовой балкой конвейера не должен быть меньше 100—150 мм ввиду возможных колебаний ленты. Отмечено, что нижние ограничительные ролики могут служить для стабилизации прямолинейного хода ленты, для чего устанавливаются с возможностью регулирования в плане на 5—10° Верхние ограничительные ролики выполняют также функции габаритных или отклоняющих.

Устройство для переворачивания ленты с опорно-направляю­ щими элементами гирляндного типа создает оптимальный па­ раболический «опорный профиль» для ленты в зоне перевора­ чивания. Наибольшую нагрузку испытывают нижние ролики гирлянды. При неправильном расположении роликов гирлянды в ленте могут возникать изломы. С дефлекторным роликом гир­ лянды взаимодействует чаще только нижняя кромка ленты или

переворачивания ленты. Однако все это количество просыпи приходится на головную (30%) и в большей мере (70%) на хвостовую зоны переворачивания ленты. Увеличение количе­ ства просыпи на участках переворачивания ленты объясняется се дополнительным деформированием и ломкой налипшего слоя материала. Таким образом, применение переворачивания ленты связано, как правило, с решением вопроса механизиро­ ванной уборки просыпи на участках переворачивания ленты.

На конвейерах Стойленского и Михайловского ГОКов (НИИКМА) эффективно используется кольцевой подборщик просыпи с ковшами в сочетании со скреперным подгребающим механизмом. Просыпь, упавшая в желоб, перемещается тяговым канатом со скребками к ковшам, совершающим кольцевое движение. Разгрузка ковшей происходит над рабочей ветвью ленты. Из других известных средств можно рекомендовать передвижные подборщики просыпей с гребковым рабочим ор­ ганом непрерывного или циклического действия.

На четырех конвейерах роторного комплекса «Стойлен- ский-П» (НИИКМА) (с лентой шириной 1800 мм и скоростью ее движения 5 м/с) с целью улучшения отвода просыпи внед­ рена новая схема расположения двух зон переворачивания ленты с опорно-направляющими элементами роликового типа. Хвостовой участок переворачивания ленты перенесен на рабо­ чую ветвь ленты и располагается между концевым отклоня­ ющим барабаном и загрузочным устройством. Просыпь, упав­ шая с хвостового участка переворачивания ленты, отводится в сторону наклонными щитками и не попадает в подконвейер­ ное пространство.

4.6. БОРЬБА С НАМЕРЗАНИЕМ ТРАНСПОРТИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА НА КОНВЕЙЕРЕ

рактерных для угольных предприятий Северного Урала, Казахстана и Сибири, в значительной мере связано с намерза­ нием транспортируемого материала на отдельные узлы кон­ вейера (ленту, барабаны, роликоопоры). Уголь, обычно содер­ жащий влагу, при понижении температуры не только смерза­ ется сам, но и, попадая на ленту, барабаны, роликоопоры, примерзает к последним. Примерзание материала к узлам кон­ вейера ведет к его загрязнению при налипании. Кроме того, резко ухудшаются условия эксплуатации ленты, связанные г пробуксовкой в период пуска конвейера, нарушением пря­ молинейности хода, образованием просыпей, повышением за­ трат мощности. Уменьшить или исключить намерзание транс­ портируемого материала на узлы конвейера можно путем об­ работки материала и ленты сушкой и растворами, нагрева и очистки барабанов, очистки роликов.

Обработка транспортируемого материала сушкой. Пример­ зание груза к ленте объясняется в основном кристаллизацией влаги в контактирующих поверхностях и образованием струк­ турных связей между ними. Для уменьшения примерзания груза необходимо влагу, содержащуюся в нем, перевести в кристаллическое состояние или удалить до погрузки на ленту. Процесс кристаллизации влаги в материале называют холодной сушкой (рис. 4.20,а). Перемещаясь в загрузочном устройстве, материал находится во взвешенном состоянии, при котором хорошо поддается обдуву потоком холодного воздуха, поступающего от охладителя. Куски материала покрываются коркой толщиной 0,1—2 мм в зависимости от режима охлаж­ дения.

Большое распространение получила тепловая сушка транс­ портируемого материала (рис. 4.20,6), которая позволяет умньшить содержание влаги в материале и степень его при­ мерзания. Тепловую сушку материала рекомендуется произ­ водить в узлах перегрузки. Загрузочное устройство оснаща­ ется корпусом с калориферной установкой, включающей в себя нагреватель и привод с вентилятором. Сыпучий материал про­ ходит через камеру, обдуваемую потоком горячего воздуха. Охлажденный воздух поступает в отсасывающий патрубок. Высокая степень сушки достигается во вращающемся бара­ банном сушителе, выполняющем одновременно функцию за­ грузочного устройства (рис. 4.20,в). Образующаяся в бара­ бане пыль отсасывается вентилятором и подается в сепара­ тор, где отделяется от воздуха и поступает на ленту раньше, чем материал из барабана. Сухая подложка из пыли позволяет уменьшить налипание и примерзание материала к ленте.

намическое перегрузочное устройство на базе передвижной реактивной установки типа ПРУ-01, предназначенное для сушки и подачи влажных вскрышных пород к загрузочному узлу роторного комплекса. Реактивный двигатель РД-ЗМ-500 с поворотной платформой монтируется на трайлере грузоподъ­ емностью 4 т и через трубопровод подачи соединяется со сме­ сительной камерой, в которую поступает порода из бункера роторного экскаватора. В смесительной камере порода крупно­ стью до 500 мм подхватывается и просушивается газовой горя­ чей струей на глубину 1—2 мм и одновременно по транспорт­ ному трубопроводу диаметром 1—1,2 м и длиной 30—50 м переносится к загрузочному устройству конвейерной линии. Производительность устройства составляет 5000 м3/ч при рас­ ходе топлива (на основе керосина ТС и дизельного топлива) 3—7 т/ч. Термодинамическая сушка материала может осуще­ ствляться и в процессе уборки просыпи на участках перево-

Средства борьбы с намерзанием транспортируемого материала на конвейере:

рачивания ленты. При этом исключается намерзание просыпи на сборный желоб и ее прилипание, если просыпь возвраща­ ется перегружателем на конвейер.

Обработка ленты сушкой. Удаление примерзшего материала с ленты конвейеров, эксплуатируемых в условиях открытых работ, осуществляется преимущественно термодинамической сушкой. Последняя основана на подсушивании прилипшего к ленте слоя материала высокотемпературной газовой струей. При воздействии горячей струи на загрязненную поверхность ленты происходит перераспределение влажности. Поверхност­

териал возникает водяная пленка, которая уменьшает силу сцепления материала с лентой и способствует очистке [321.

Высушенный слой материала теряет сплошность, покрывается сетью трещин, и образуется твердая сухая корка, отдельные части которой при изгибе ленты на барабанах или при встря­ хивании отслаиваются. При температуре газовой струи 800— 1000 °С, длине сушильного желоба 20—22 м и тепловом по­ токе 62,5- 104 ккал/(м2*ч) обеспечивается подсушка налипшего материала толщиной 8—10 мм и влажностью до 30 %. Лента, движущаяся в желобе со скоростью 5 м/с, подвергается на­ греву в течение 4—6 с и на выходе из желоба нагревается до допустимой по условиям нагрева температуры 45—50 °С. Пол­ ная очистка ленты от примерзшего материала достигается обычно за три цикла (три оборота ленты). Продолжительность непрерывной работы термодинамической установки составляет 10 мин при длине конвейера 500 м и скорости движения ленты 5 м/с. Повторное включение установки производится через 35—40 мин.

Термодинамическая установка для сушки ленты конструк­ ции Московского горного института и НИИКМА включает осе­ вой вентилятор с диффузором и корпусом, в котором парал­ лельно размещены две камеры сгорания топлива, свеча зажи­ гания и форсунки. В камеры сгорания поступают воздух от вентилятора производительностью 190—420 м3/мин и топливо по трубопроводу с расходом 0,1—0,4 т/ч. Образовавшаяся го­ рючая смесь воспламеняется с помощью свечи зажигания, на­ правляется в диффузор, а затем в нагревающий желоб, внутри которого проходит холостая ветвь ленты. Для снижения потерь тепла горелки с диффузором можно устанавливать на участке переворачивания ленты, выполняющей функцию теплового же­ лоба.

Для нагрева резинотросовых лент может быть успешно ис­ пользован индукционный нагрев (рис. 4.20,5). Холостая ветвь ленты размещается в проеме замкнутого магнитопровода с об­ моткой переменного тока. При подключении обмотки к источ­ нику переменного тока возникает электромагнитное поле и в тросах ленты, вызывая ее нагрев, индуктируется ток. Путем подбора сечения и числа витков обмотки, частоты напряжения изменяют интенсивность нагрева ленты. Так, для конвейерного комплекса «Стойленский-1» длиной 3400 м и с температурой

воздуха до —30 °С — 54 шт.

Обработка ленты растворами, понижающими температуру смерзания. При температуре окружающей среды ниже —10 °С эффективны растворы, уменьшающие температуру смерзания контактирующих поверхностей. Растворы, подаваемые на ленту путем опрыскивания, позволяют существенно снизить прочность примерзания сыпучего материала к ленте. Промышленное применение получили растворы хлористых солей натрия, каль­ ция, магния или нигроина по ТУ 38-1015—70. В среднем рас­

ход раствора составляет по массе 30—50 г на 1 м2 поверхности ленты. По данным Свердловского горного института, водный 25—45 %-ный раствор хлористой соли кальция уменьшает прочность примерзания горных пород к ленте в 8—10 раз без заметного ухудшения упруго-прочностных характеристик ленты. Обычно раствор хлористой соли подают на ленту перед ее за­ грузкой и затем периодически через 1—2 ч. Раствор соли раз­ жижает нижележащий на ленте слой материала, устраняя его примерзание. Удаление прилипшего после действия раствора материала производится скребковыми очистителями. Для этого рекомендуются растворы хлористых солей в сочетании с меха­ ническими очистителями. Известно также использование хло­ ристых солей в аналогичных целях, но подаваемых на ленту в кристаллическом состоянии. Такая посыпка способствует раз­ мягчению ленты и улучшению условий ее эксплуатации. Од­ нако при этом увеличивается расход соли.

Обработка ленты гидрофобными растворами. Гидрофобные растворы снижают адгезионную активность материалов благо­ даря низкой температуре замерзания и большой вязкости. К ним относятся кубовые остатки оксосинтеза спиртов (КОС), газойль, гликоль и продукты перегонки нефти. Устройство для подачи жидкости КОС на ленту включает в себя насос, ем­ кость, трубопроводы и форсунки [33]. Установлены параметры режима нанесения жидкости КОС. При транспортировании угля и температуре окружающей среды —1 5 ...—20°С количество одноразового в течение суток нанесения жидкости составляет 30—50 г на 1 м2 ленты. Толщина жидкости покрытия 30— 50 мкм. Жидкость КОС как профилактическое покрытие реко­ мендована для применения в сочетании с механическими очис­ тителями на конвейерах, транспортирующих уголь и вскрыш­

творов, наносимых на ленту конвейера при отрицательных тем­ пературах, получили распространение водно-кремниевые эмульсии.

Нагрев и очистка барабанов. На мощных конвейерах часть барабанов (обычно отклоняющих) обхватывается загрязнен­ ной стороной ленты. При отрицательных температурах окру­ жающей среды налипшие на барабан частицы материала при­ мерзают, образуя твердую корку. Это явление ухудшает усло­ вия эксплуатации конвейера из-за схода и дополнительного износа ленты. Для исключения намерзания материала на ба­ рабан используют электрические инфракрасные нагреватели мощностью 10—15 кВт с термореле, обеспечивающие нагрей обечайки барабана до температуры 40—50°С. После прогрев^ барабаны очищают скребковыми или дисковыми приводными очистителями. Хорошие результаты получены при использова­

нии барабанов с самоочищающимися эластичными футеровками. Эластичная футеровка крепится с зазором к обечайке ба­ рабана, на поверхность которой посыпается тальк или наносится смазка. Удаление подсушенного на поверхности барабана ма­ териала происходит под действием упругой деформации футе­ ровки, причем тальк исключает адгезионное прилипание футе­ ровки к корпусу обечайки. Известно также применение бара­ банов с решетчатой или пластинчатой конструкцией обечайки. Продольные элементы обечайки, имеющие различную конфигу­ рацию, проскальзывают относительно ленты и счищают с себя и с ленты прилипший материал, который попадает внутрь обе­ чайки и затем удаляется.

Очистка роликов. Обогрев роликов не применяется. По­ этому при эксплуатации конвейеров в условиях воздействия низких температур на холостой ветви ленты рекомендуется ус­ танавливать самоочищающиеся роликоопоры (дисковые гумми­ рованные и прутковые со спиралевидной опорной поверхно­ стью). Для очистки обычных роликоопор может быть рекомен­ довано специальное приспособление (рис. 4.20,в). Оно состоит из опорного башмака и рычага с шарнирной опорой под ленту. Башмак устанавливается на раму конвейера, а рычаг заво­ дится под ленту. Путем поворота рычага поднимают ленту под углом 40°. Затем с помощью дугообразного скребка произво­ дится зачистка обечайки роликоопоры.

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ И УМЕНЬШЕНИЕ ИЗНОСА ОСНОВНЫХ УЗЛОВ

ОБОРУДОВАНИЯ

5.1. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И НАДЕЖНОСТЬ РОЛИКООПОР

Роликоопоры и составляющие их ролики являются самым массовым элементом ленточного конвейера. В СССР ежегодно выпускается 9,5—10 млн. роликов, в эксплуатации находится свыше 40 млн. шт. Ролики весьма разнообразны по конструк­ тивному и технологическому исполнениям.

Работа роликов на мощных конвейерах оказывает сущест­ венное влияние на износ ленты — самого дорогостоящего эле­ мента ленточного конвейера. На ролики приходится до 40 % всех затрат на обслуживание и ремонт конвейера или до 80— 90 % всех затрат на обслуживание и ремонт механического оборудования. Ролики относятся к числу невосстанавливаемых элементов. Их отказ не приводит к останову конвейера, но нарушает работоспособность последнего.

Условия эксплуатации роликов в горнорудной промышлен­ ности изменяются в широких пределах из-за различных зна­ чений производительности (нагрузок на ролики), свойств тран­ спортируемых материалов (абразивности, плотности, крупно­ сти, влажности, температуры, склонности к пылению), лент (массы, способа стыковки, состояния поверхности), окружаю­

при весьма низких температурах. К тяжелым условиям эксплу­

тов). В подземных выработках угольных шахт и рудников на работе конвейеров особенно неблагоприятно сказываются ог­ раничение габаритов ставов (из-за чего жесткость элементов крепления недостаточна), пучение почвы и кровли, накопление просыпи на трассе. Ролики часто работают в запыленной и влажной (до 85—90 %) среде, обладающей повышенной кис­ лотностью. Загрязненность конвейерных лент приводит к заштыбовке роликов, повышенному сопротивлению вращения. В условиях взрывоопасной среды угольных шахт ролики дол­ жны быть огнестойкими и с малой электростатичностью.

Срок службы роликов на рабочей ветви ленты (по данным Днепропетровского горного института) на конвейерах Кривбасса,

пустимое радиальное биение роликов для скоростей движения ленты до 3,15 м/с составляет 0,015 DH (DH— наружный диа­ метр трубы ролика). Для скоростей свыше 3,15 м/с норматив на допустимое радиальное биение отсутствует, тогда как совре­ менные высокопроизводительные конвейеры имеют скорости движения ленты до 6—7 м/с. Институтом геотехнической меха­ ники АН УССР измерялось радиальное биение 968 роликов верхней и 178 роликов нижней ветвей ленты. Установлено, что радиальное биение корпуса роликов верхней груженой ветви находится в диапазоне 0,5—2,5 мм при DH 159 мм, т. е. биение находится в допустимых пределах, а у большей части роликов нижней ветви биение корпуса больше, чем у верхней.

Для уточненных расчетов подшипников роликов целесооб­ разно определять дополнительные нагрузки, связанные с разностенностью и, соответственно, с биением корпуса. На рис. 5.1 показаны зависимости дополнительных нагрузок на подшипники, полученные расчетным путем для роликов про­

[34]. Из рис. 5.1 видно, что нагрузки на подшипники от разностенности корпуса ролика достигают значительной величины и сравнимы с весами ролика и транспортируемого груза. Пол­ ная радиальная нагрузка Р на подшипники ролика при экс­ плуатации

P = Q + q cos (Dyfp,

где Q — радиальная нагрузка на подшипники от весов ро­ лика, ленты, транспортируемого груза, неправильной установки но высоте; q — дополнительная нагрузка; соу — угловая ско­ рость вращения ролика; tp— время действия нагрузки на ро­ лик.

Полная радиальная нагрузка на подшипники имеет цикли­ ческий характер. При работе конвейера вхолостую дополни­ тельная нагрузка на подшипники может быть больше радиаль­ ной, и полная радиальная нагрузка будет иметь знакопере­ менный характер. Кроме радиальной нагрузки от груза и ленты на подшипники могут действовать силы от неуравно­ вешенности корпуса, связанной со смещением оси вращения ролика от его геометрической оси. Наименования изнашивае­ мых деталей и причины износа роликов приведены ниже.

Испытания. Созданию более долговечных и надежных в ра­ боте роликов в значительной мере способствуют испытания. Последние проводятся на моделях, стендах, опытных установ­ ках и непосредственно в производственных условиях. Наиме­ нее трудоемки первые два вида испытаний, так как позволяют оперативно моделировать различные режимы нагружения и подбирать оптимальные параметры роликов. Чаще при оценке роликов пользуются ходовыми характеристиками роликов, к которым относят момент сопротивления и коэффициент со­ противления вращению. Измерение момента сопротивления вращению роликов на заводах обычно осуществляется посред­ ством зажима в виде ремня (рис. 5.2,а), к которому прикреп­ ляются контргруз и измерительная линейка с подвижным гру­ зом. В исходном положении с помощью контргруза и груза линейка занимает горизонтальное положение, соответствующее равновесию ролика перед испытанием. Затем медленно пере­ мещают груз вдоль линейки до начала поворота корпуса ро­ лика и определяют момент сопротивления вращению

Мс= Gr (Rr—Лги)>

где Gr — вес груза; RTi Rr0— расстояние груза от начальной точки соответственно при повороте и равновесии ролика.

Действующие на ролики динамические нагрузки определя­ ются, например, посредством пьезоэлектрического измерителя ускорений с записью на шлейфовый осциллограф. Эффективно также использование при исследовании динамических нагру­ зок на подшипники тензометрических датчиков, наклеиваемых рядом с подшипниками с обеих сторон шлифованной оси (рис. 5.2,6). Для увеличения чувствительности измеритель­ ной системы в плечи полумостов включают датчики, располо­ женные в зонах сжатия и растяжения и наклеиваемые в вер­ тикальной и горизонтальной плоскостях. Для имитации фрик­ ционных нагрузок на корпус роликов (рис. 5.2, б) применяется стенд в виде короткого конвейера с нагрузочными роликами, к осям которых подвешиваются грузы. Величину проскальзы­ вания роликов можно регулировать путем поворота их в го­ ризонтальной плоскости. Величина и характер износа ролика по длине определяются с помощью микрометров путем постро­ ения профилограмм толщины корпуса ролика.

ВНИИПТмашем проведены лабораторные исследования со­ противления вращению роликов, серийно выпускаемых Сыз-

Ролики фирмы «Монтан» (ГДР) имеют тонкостенный штам­ пованный вкладыш, сваренный с корпусом плазменной сваркой; шарикоподшипник защищен многозаходным лабиринтом из трех пластмассовых шайб. Во время обкатки wc изменяется незначительно и составляет в среднем 0,011 при максималь­ ном 0,013 (рис. 5.4,в). У роликов практически отсутствует пе­ риод приработки. Уплотнение полностью предохраняет под­ шипник от попадания пыли. Ролики имеют массу в 14,7 кг. Ролики СТЗ такого же типоразмера имеют массу 25,5 кг.

В соответствии с полученными данными приняты к исполь­ зованию при проектировании конвейеров значения сопротив­ ления движения ленты по роликоопорам, в которых кроме со­ ставляющей сопротивления вращению роликов учитываются (согласно РТМ 24.093.04—80) составляющие сопротивления ог деформации ленты и груза, вдавливания роликов в ленту, а также влияние длины и условий эксплуатации конвейера. Значения коэффициента сопротивления движению ленты по роликоопорам wc приведены ниже.

ботан специальный ролик с вкладышем, имеющим эксцен­ тричную расточку и элементы фиксации относительно корпуса. Поворачивая вкладыш, можно изменять величину эксцентриси­ тета оси, а следовательно, биение ролика и динамические на­ грузки. Последние измеряются тензометрическими датчиками, устанавливаемыми на оси.

ВНИИПТмашем, УкрНИИпроектом, НИГРИ созданы экс­ периментальные установки для исследования действия ударных нагрузок на ролики, имитирующие работу конвейера при до­ ставке крупнокусковых грузов. Ролики с помощью системы грузов и рычагов прижимаются к футерованному барабану со сферическими выступами (рис. 5.5,а). При вращении бара­ бана ролик находится под постоянной статической нагрузкой и одновременно подвергается ударам от выступов. Статическая нагрузка регулируется сменными грузами, а вывод ролика из контакта с барабаном осуществляется посредством педалей. Недостатком данного стенда является отсутствие системы

Стенды для исследования динамических нагрузок на роликоопоры при до­ ставке крупнокусковых грузов:

груз — лента — роликоопора. В конструкции стенда с ленточным контуром имеется колесо с грузами, имитирующими крупные куски груза (рис. 5.5,6). Грузы подвешиваются на гибких сваях и входят во взаимодействие с лентой. При набегании груза на роликоопору в системе груз — лента — роликоопора возникает удар. Таким образом, моделируется прохождение крупных кусков груза через роликоопору, близкое к реальному.

Испытание подвесных роликоопор в производственных ус­ ловиях требует длительного периода — не менее 2—3 лет. Для ускоренного испытания одновременно двух подвесных ролико­ опор, устанавливаемых в месте загрузки, УкрНИИпроектом используется стенд с лентой шириной 1200 мм и скоростью движения до 4,9 м/с. Ударный механизм включает в себя два

кинематически связанных между собой вала со сменными би­ лами (рис. 5.5, в) с регулируемыми по длине держателями. Частота ударов регулируется путем изменения частоты враще­ ния валов, а сила ударов — изменением длины держателей и массы бил. Регулировка натяжения канатов става конвейера осуществляется винтовым механизмом, а контроль натяже­ ния— тензометрическими датчиками. Билы поочередно уда­ ряют по среднему и боковым роликам подвесных роликоопор. При этом предполагается, что общая деформация упругой си­ стемы незначительна по сравнению с местной, т. е. за время удара упругая система не воздействует на массу роликоопоры.

Контактная сила удара

F к — Ai&p -f- А 2&р»

удара.

Частота колебаний роликоопоры во время контакта ее с би­ лом

где Zр — жесткость роликоопоры; те, щ — соответственно массы била и роликоопоры.

Максимальное перемещение роликоопоры по направлению удара

где ибр— относительная скорость соударения била и ролико­ опоры.

Комплекс экспериментальных исследований, связанных с изучением работы мощных конвейеров в условиях доставки крупнокусковых грузов, позволяет проводить опытная уста­ новка конструкции ВНИИПТмаша. Она включает основной конвейер (длиной 36,5 м, с приводом мощностью 55 кВт, лен­ той шириной 1600 мм и скоростью движения 1—2,5 м/с) и на­ грузочный цепной конвейер с подвешенными к цепи грузами, движущийся Над лентой синхронно с ней или со смещением. Основной конвейер оборудуется жесткой и гибкой (канатной) частями става, амортизирующими частями в виде ленточного контура и секции амортизирующих роликоопор, жесткими и подвесными гирляндными роликоопорами. Таким образом, ус­ тановка обеспечивает испытание разных узлов конвейера, спо­ собствующих снижению динамических нагрузок на элементы конструкции»

Уменьшение износа роликоопор. Мероприятия по уменьше­ нию износа роликоопор можно свести к четырем основным группам: выбор оптимальных эксплуатационных параметров узлов конвейера; улучшение технологии изготовления роликов; создание более совершенных конструкций, особенно в части вы­ полнения подшипниковых узлов, уплотнений, систем и вида смазки; улучшение техники и технологии монтажа, обслужи­ вания и ремонта роликов.

По проекту ГПКИ Союзпроммеханизация и ВНИИПТмаша предусматривается шесть типов роликов по подшипниковым узлам, данные по которым приведены ниже.

При этом ролики делятся на группы: для лент шириной 400— 650 мм, 800—1200 мм и 1400—1600 мм. Для каждой группы предусмотрены два — три типа роликов (легкий, нормальный и тяжелый). Таким образом, при шести типах для лент различ­ ной ширины имеется 40 типоразмеров роликов, предназначен­ ных для различных условий работы. Новые ролики имеют за­ крытые шарикоподшипники с долговременной закладной смаз­ кой, бесконтактное лабиринтное уплотнение из штампованных деталей.

Выбор типа роликоопоры для конвейеров общего назначе­ ния осуществляется [35] в зависимости от группы абразивности транспортируемого груза в соответствии с данными табл. 5.2.

Снижению динамических нагрузок на подшипники мощ­ ных ленточных конвейеров в значительной мере способствует выбор оптимального диаметра роликов. Последний определя­ ется в зависимости от ширины ленты, плотности транспортиру­ емого груза и скорости движения ленты в соответствии с дан­ ными, приведенными в табл. 5.3.

При проектировании высокопроизводительных ленточных конвейеров большой протяженности характерно стремление к установлению оптимального шага роликоопор по всей трассе транспортирования. Это позволяет улучшить технико-экономи­ ческие показатели благодаря уменьшению капитальных и экс­ плуатационных расходов на роликоопоры. Рекомендуется, в частности, за основу принимать расстояние между роликоопорами в зависимости от ширины ленты, массы и размеров отдельных кусков груза только для средней части конвейера. Расстояния между верхними роликоопорами рекомендуется вы­ брать в соответствии с данными табл. 5.4.

Расстояния между роликоопорами на других участках кон­ вейера принимаются обычно на 15—20% большими в зонах наибольшего натяжения. При доставке кускового груза в зоне

нагрузками на подшипники роликов, натяжением и попереч­ ным колебанием ленты. Для высокопроизводительных конвей­ еров с повышенными скоростями движения ленты необходимо также учитывать возможность скольжения груза на ленте, от­ рыва его от ленты, лотковость ленты и технико-экономические показатели. Рекомендации Казахского политехнического ин­ ститута по выбору оптимального расстояния между роликоопорами для подземных конвейеров с учетом устойчивости груза и технико-экономических показателей даны в табл. 5.5.

На отечественных заводах технология изготовления роли­ ков постоянно совершенствуется. Николаевский машинострои­ тельный завод подъемно-транспортного оборудования, Арте­ мовский и Краснолучский машиностроительные заводы изго­ товляют ролики только с литыми чугунными вкладышами. Гороховецкий завод подъемно-транспортного оборудования использует вкладыши из волокнита и древесно-смолистого плас­ тика. Полевский машиностроительный завод получает эти де­ тали методом литья из алюминиевого сплава, а также из во­ локнита. Донецкий машиностроительный завод им. Ленин­ ского комсомола Украины производит ролики со стальными штампованными вкладышами. Александровский машинострои­ тельный завод наряду с чугунными литыми применяет сталь-

ТАБЛИЦА 5.5

Конвейер и угол его наклона, градус

ные штампованные вкладыши. Белохолуницкий машинострои­ тельный завод и Узловский машиностроительный завод для роликов тяжелых конвейеров используют чугунные вкладыши, а все остальные ролики оснащают вкладышами из древесно­ смолистых пластиков. Наиболее надежны и долговечны ролики со стальными и чугунными вкладышами. Вкладыши из неме­ таллических материалов менее стойки к воздействию влаги, масел, абразивной среды, ударных нагрузок.

На Сызраиском турбостроительном и Белохолуницком ма­ шиностроительном заводах для предотвращения попадания в полость подшипников продуктов коррозии и окалины в роли­ ках тяжелого типа со стороны внутренней стенки трубы уста­ навливают защитную трубу между наружными кольцами под­ шипников, а вместо шариковых радиальных применяют роли­ ковые конические подшипники. Смазка роликов легкого и нормального типов — долгодействующая закладная, у роликов тяжелого типа смазка осуществляется шприцеванием через пресс-масленки или как централизованная от насосной мас­ ляной станции. Ролики тяжелого типа входят в состав оборудо­ вания [36], изготовляемого для десяти конвейерных трактов карьеров Минчермета СССР. В таких конвейерах приняты же­ сткий став и трехроликовая желобчатая роликоопора с роли­ ками повышенной точности со сквозной осью на конических подшипниках. Средний ролик смещен в плане относительно боковых, установленных с наклоном 30°, что обеспечивает бо­ лее равномерное распределение нагрузки между роликами, уменьшает высоту става, улучшает условия обслуживания и снижает сопротивление движению ленты, она меньше повреж­ дается острогранным грузом.

Восьмилетний опыт эксплуатации роликов на Ингулецком ГОКе показал, что принятая конструкция роликоопор имеет высокую работоспособность. Наработка роликов до выхода из строя — до 100—120 млн. т крупнокусковой руды. При этом долговечность средних и крайних роликов примерно одина­ кова, так как при полном заполнении ленты рудой только 45— 50 % всей нагрузки приходится на средний ролик, а нагрузка на смежные подшипниковые узлы средних и крайних роликов примерно одинакова. Холостая ветвь также принята желобча­ той. Роликоопора — двухроликовая с наклонным роликом до 10°. Ролики со сквозной осью на шарикоподшипниках футеро­ ваны резиновыми кольцами. Ролики рабочей и холостой вет­ вей должны пополняться смазкой БНЗ-З один раз в год через пресс-масленки в торцах осей. Это снижает трудоемкость их обслуживания в 10 раз по сравнению с применением заклад­ ной смазки, требующей снятия, разборки, сборки и обратной установки роликов. По опыту эксплуатации трудоемкость по­ полнения смазки пресс-масленки составляет 150 чел-ч на каж­ дый километр става конвейера. Уплотнения, выполненные ме­ тодом штамповки из стальной ленты, имеют минимальные

зазоры, более стойки к воздействию влаги, масел, абразивных частиц и менее трудоемки в изготовлении.

На многих металлургических предприятиях СССР и за ру­ бежом ресурс роликов, работающих в абразивной среде, повы­ шается в несколько раз путем оснащения их сплошными или дисковыми футеровками из различных материалов, например резины, неопрена с вискозным волокном, цинка, полиуретана, каменного литья, ситаллов, шлакоситаллов и др. Крепление футеровки может осуществляться с помощью клеевой массы, заполняющей пространство между фигурными выточками фу­ теровки и корпусом ролика. В Великобритании для подземных конвейеров применяются термоусадочные футеровки, стойкие к действию влаги, щелочей и кислот. Для повышения жесткости соединения футеровки корпус выполняется с фигурными па­ зами, в которые входят выступы футеровки.

В ФРГ, США и Великобритании все большее распростране­ ние получают ролики из пластмассовых полиамидных матери­ алов с пределом прочности 46—47 МПа. Пластмассы имеют меньшую массу, хорошо штампуются и обрабатываются, стойки к действию шахтных вод, износостойки и недороги. Пластмас­ совые ролики из ударопрочного поливинилхлорида, выпускае­ мые фирмой «Аргуто» (США), имеют высокие жесткость и стойкость к ударным нагрузкам, самосмазывающиеся подшип­ ники, низкие коэффициент сопротивления вращению и уровень шума при работе. В определенных условиях к пластмассовым роликам предъявляется требование антиэлектростатичности. Они оснащаются электропроводными стопорными кольцами, проводящими заряды от корпуса к подшипникам, осям ролика

идалее на металлоконструкцию конвейера.

ВСССР и США имеется некоторый опыт изготовления и применения роликов с деталями из древесного материала (твердой высушенной древесины, пропитанной смазочным ма­ териалом, древесной стружки, пропитанной фенолформальде­ гидной смолой и прессованной на гидравлических прессах, дре­ весного композиционного пластика, армированного стеклово­ локном). Подшипники скольжения из древесины, пропитанной смазкой, обладают самосмазывающимся свойством. При увели­

чении нагрузки подшипник размягчается и смазка выступает на поверхность и смазывает ее. В некоторых конструкциях подшипники выполняются с резервуарами, заполняемыми смазкой, которая равномерно расходуется в процессе работы.

В Могилевском технологическом институте создан ролик комбинированной конструкции, корпус которого выполняется из древесины, а втулка и подшипники — металлическими серий­ ного производства. Известные конструкции роликов с дета­ лями из дерева пока не нашли широкого применения прежде всего из-за невысоких эксплуатационных качеств (повышен­ ного коэффициента сопротивления вращению, низкой стойко­ сти к ударным нагрузкам и надежности в работе).

Установлено, что ударные нагрузки на роликоопоры и ленты не могут быть снижены только за счет амортизирующей подвески. На силу удара существенное влияние оказывает уп­ ругость роликов. Применяемая для футеровки резина обладает относительно малой податливостью. Использование же резины

смалым модулем упругости малоэффективно и неэкономично.

Всвязи с этим изыскиваются пути создания роликов, облада­

ющих большой податливостью. Целесообразно связь корпуса с подшипниковыми стаканами осуществлять через пластинча­ тые упругие элементы (рис. 5.6,а1). Последние позволяют уменьшить динамические нагрузки на подшипники и став кон­ вейера, а также существенно снизить изгибающий момент на подшипники от изгиба оси. Величина момента, воспринимае­

АН УССР). Упругие элементы можно выполнять переменными в сечении в виде двутавра (рис. 5.6, б) с возможностью регу­ лирования их жесткости. При этом упругий элемент соединя­ ется со стаканом подшипника путем вулканизации, раскреп­ ляется конусными кольцами между корпусом ролика и стака­ ном подшипника и стягивается конусными кольцами посред­ ством болта и гайки. Внешняя поверхность упругих элементов смазывается клеем для лучшего соединения с корпусом.

В конструкции ролика, разработанного ИГТМ АН УССР, упругие элементы выполнены со сферической поверхностью, расположенной с зазором по отношению к корпусу (рис. 5.6,б). Упругие элементы опираются на стаканы подшипников через кольцевые выступы. Подшипниковые стаканы с упругими эле­ ментами вставляются в расточки корпуса ролика и завальцовываются. Вулканизация упругих элементов, шайб и выступов стаканов производится в пресс-форме совместно. При взаимо­ действии кусков груза с роликом в соударении сначала уча­ ствуют только корпус и боковые участки упругих элементов, работающих на сдвиг. Затем корпус ролика вступает в контакт с упругими элементами и сжимает их. Упругий элемент выпол­ няет роль амортизатора с нелинейной характеристикой жестко­ сти, работающего последовательно на сдвиг и сжатие.

Для повышения надежности крепления упругих элементов ролик оснащается стяжными крышками (рис. 5.6,г). При сжатии упругих элементов на них образуются выступы, кото­ рые заполняют отверстия в корпусе и препятствуют смещению упругих элементов относительно корпуса. В другом варианте упругие элементы выполняются с расположенными с обеих сторон фигурными выступами. Верхние вьгступы входят в пазы

нах роликоопоры. Подшипники закрыты крышками и зафикси­ рованы стопорными кольцами. Торцевые части корпуса имеют переменное сечение с утолщением в местах наибольшей кон­ центрации напряжений. Роликоопоры с роликами моноблочной конструкции изготавливаются желобчатыми с углом наклона боковых роликов 20 и 30° и вынесенным вперед средним ро­ ликом, а также прямыми.

Параметры унифицированных роликов моноблочной кон­ струкции приведены ниже.

Исполнение корпуса ролика закрытым делает его герметич­ ным, исключающим проникновение продуктов коррозии и ока­ лины из внутренней полости корпуса в узел подшипника. Ме­ таллоемкость ролика снижена на 30 %. Уменьшение числа де­ талей и исключение соединения корпус — вкладыш позволяет уменьшить трудоемкость изготовления ролика в несколько раз. Улучшен доступ для осмотра и смазки подшипниковых узлов. Упрощается комплекс оборудования для изготовления и сборки роликов. Уменьшается сопротивление вращению роли­ ков, а следовательно, и затраты электроэнергии благодаря уменьшению массы вращающихся частей. Предполагается уве­ личение срока службы роликов моноблочной конструкции по сравнению с выпускаемыми обычного исполнения в 1,5—2 раза. Дальнейшее совершенствование роликоопор с моноблочной компоновкой связано с применением подшипников, обеспечива­ ющих работу роликов не менее трех лет. Производство моно­ блочных роликов освоил Николаевский машиностроительный завод подъемно-транспортного оборудования для лент шири­ ной 650 и 800 мм, а также Белохолуницкий машиностроитель­ ный завод для лент шириной 1400 мм (нижние ролики).

5.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСА КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ

Согласно статистическим данным, стоимость ленты состав­ ляет в среднем 50—60 % стоимости конвейера, а для шахтных конвейеров достигает 67 %. Еще больше эксплуатационные рас­ ходы, связанные с заменой и ремонтом лент. Затраты на амор­ тизацию лент на шахтах составляют 70—80 % всех затрат на амортизацию конвейеров. Поэтому изучение вопросов ресурса и износа лент имеет большое практическое значение. Ресурс конвейерных лент — это наработка лент от начала эксплуата­ ции или после восстановительного ремонта до наступления предельного состояния, определяемого конкретными условиями.

Ресурс конвейерных лент зависит от характера действующих на нее нагрузок и видов износа. Многие факторы в той или иной мере влияют на износ ленты. Наибольший интерес пред­ ставляют те, которые являются доминирующими и степень влияния которых можно эффективно изменять с положитель­ ным эффектом без ущерба процессу доставки груза, принятому порядку расчета и выбора оборудования, технико-экономиче­ ским показателям, правилам техники безопасности и условиям труда.

Виды износа лент можно классифицировать по характеру

приятиях черной и цветной металлургии дали следующее рас­ пределение видов износа по элементам конструкции ленты: ра­ бочей обкладки — 56%, каркаса — 20%, бортов— 13%, нерабо­

по характеру износа для конвейеров угольной промышленности составляет: истирание средней части рабочей обкладки — 27%, полосовое истирание рабочей обкладки, порезы, вырывы рабо­ чей обкладки и прокладок —19%, износ бортов— 13%, исти­

связанное с воздействием температуры и агрессивной среды (шахтных вод),— 4 %, усталостный износ обкладок и кар­ каса — 6 %.

Представляет интерес распределение видов износа в зави­ симости от крупности транспортируемого груза. По данным ИГТМ АН УССР, при транспортировании горной массы круп­ ностью 0—160 мм на предприятиях черной металлургии рас­ пределение видов износа следующее: истирание средней части

доставки горной массы крупностью 0—300 мм из-за износа рабочей обкладки, общей потери прочности ленты (из-за сты­ ков и качества изготовления лент), усталостного износа и про­ дольных порывов выходит из строя — 70, 17, 7 и 6 % лент со­ ответственно. При транспортировании горной массы крупно­ стью 0—400 мм количество изношенной ленты составляет: из-за общей потери прочности ленты (связанной со стыковкой, ка­ чеством лент) — 43%, износа каркаса и нерабочей обкладки — 33 %, износа рабочей обкладки — 24 %.

Данные о распределении конвейеров по крупности транс­ портируемого груза, полученные ИГД Минчермета СССР, ИГД им. А. А. Скочинского, ВНИИнерудом и ПромтрансНИИпроек-

том, показывают, что 80—85 % ленточных конвейеров транс­ портируют горную массу или продукты ее обработки крупно­ стью 0—160 мм. В этих условиях при правильной эксплуата­ ции лент доминирующим видом износа ленты (60—80 %) является истирание рабочей обкладки с последующим разруше­ нием каркаса. Таким образом, износ и, соответственно, ресурс рабочих обкладок является решающим фактором в определе­ нии ресурса или срока службы ленты.

Сроки службы конвейерных лент на предприятиях горной и металлургической промышленности колеблются в широких пределах — от нескольких месяцев до 7—8 лет. Среднестати­ стические сроки службы лент составляют для предприятий ме­ таллургической промышленности — 24—27 мес, угольной — 27—30 мес, нерудной — 30—35 мес. На некоторых предприя­ тиях даже при доставке абразивных грузов среднестатистиче­ ские сроки службы лент достигают 50—70 мес. Большое зна­ чение в повышении ресурса лент имеют прогнозирование долговечности, выбор параметров ленты и ее отдельных эле­ ментов.

Износ рабочей обкладки. Износ рабочих обкладок конвей­

Из фундаментальных работ по трению и износу высокоэла­ стичных материалов следует, что для определения механизма износа необходимо знание комплекса признаков. В частности, для обкладок лент выбраны признаки, по которым можно су­ дить о механизме износа обкладок в конкретных условиях экс­ плуатации. К таким признакам относятся свойства взаимодей­

скольжения; интенсивность износа; характер поверхности и рисунок истирания обкладки.

Известные предположения о механизме изнашивания ре­ зиновой обкладки, основываясь только на данных абразивно­ сти грузов, сводятся к тому, что рабочие обкладки испытывают абразивный износ. Этот вид износа связан с микрорезанием поверхности эластичной обкладки острыми твердыми микро­ выступами груза. В этой связи изучены, в частности, геомет­ рические и минералогические характеристики поверхностей Же­ лезных руд и карбонатных пород и резиновой обкладки. Ре­ льеф поверхности кусков груза определяется минералогической структурой и характером технологической обработки. Геомет­ рия (шероховатость) поверхности кусков груза образуется в ре­ зультате спайки зерен минералов, которые через свои выступы контактируют с обкладкой ленты (рис. 5.8,а, в). Главной формой рудных минералов и минералов карбонатных пород является ромбоэдрическая, а кварца и корунда— удлиненно­ призматическая. Поверхность таких минералов может быть мо­ делирована сферой и конусом (рис. 5.8, б) [38].

РИС. Б.8.

Минералогические (а, б) и микрогеометрическая (в) характеристики груза:

1—4 — формы минералов гематита, кварца, корунда и кальцита; 5—8 — их модели как единичных выступов груза; 9—11 — номинальная, контурная и фактическая площади контакта куска груза с обкладкой

Для исследования геометрических характеристик и площа­ дей касания образцов железных руд, карбонатных пород и ре­ зиновой обкладки применен метод профилографирования. Про­ филограммы (рис. 5.9, а—г) снимали по точкам — ординатам неровностей поверхности путем суммирования участков, охва­ тываемых окуляром микроскопа МИС-11. Одновременно иссле­ довали микрогеометрию поверхностей шлифовальной шкурки монокорунд-150 и металлических сеток, применяемых при ис­ пытании резин на истирание (рис. 5.9,в,г). Обработку профилограмм и расчет геометрических характеристик проводили по методу Н. Б. Демкина с использованием математической обра­ ботки результатов измерений.

в виде набора жестких сфер, расположенных с постоянной плотностью, а обкладка — гладкой, весьма упругой поверхно­ стью. В соответствии с этим металлическая сетка более близко моделирует поверхность руд и карбонатных пород, чем шлифо­ вальная шкурка монокорунд-150.

При фрикционном воздействии шероховатых поверхностей различают номинальную, контурную и фактическую площади касания и, соответственно, номинальное, контурное и факти­ ческое давление (нагрузки). Интенсивность износа при трении зависит от фактической площади касания. Номинальная пло­ щадь в рассматриваемых условиях определяется габаритными размерами кусков груза, а в общем случае — площадью за­ полнения ленты горной массой. Контурная площадь образуется как сумма пятен касания кусков груза с обкладкой. Установ­ лено, что для железных руд и карбонатных пород контурная площадь контакта может быть приближенно принята равной номинальной. Таким образом, контурное давление принима-

РИС. 5.10.

Зависимости влияния различных факторов на фактическую площадь касания груза с обкладкой ленты г|ф

Во время проскальзывания горной массы поверхностный слой обкладки подвергается воздействию большого количества выступов. Многократные нагружения, имеющие место в области контакта, вызывают усталостное разрушение и отделение частиц обкладки, если число циклов превысит некоторый предел. Этот предел зависит от фрикционной усталости обкладки. Количе­ ство циклов до отделения обкладки можно получить из уравне­ ния кривой усталости для резин

где K G — коэффициент, учитывающий неравномерность контакт­ ных напряжений (для железных руд /Сб=1 ,4 9 , для известняка Кв= 1,5).

В соответствии с найденными значениями шероховатости груза и коэффициентов уравнения интенсивности износа имеют вид:

для железной руды

J„ = 0,92P^1+0•шp£0’89'p-, ( - i-J p ;

для известнякаL

Решение уравнения (5.6) с помощью ЭВМ при вариации зна­ чений входящих в него параметров, характеризующих различ­ ные условия эксплуатации лент, позволило установить следую­ щее (рис. 5.12). Интенсивность износа обкладок значительно возрастает при увеличении нагрузки, коэффициента трения и па­ дает с увеличением разрывной прочности и коэффициента динамической выносливости обкладки. Износ также увеличива­ ется с ростом модуля упругости обкладки при условии постоян­ ства усталостно-прочностных характеристик. В противном слу­ чае при определении зависимости интенсивности износа от модуля упругости необходимо учитывать изменение усталостно­ прочностных характеристик.

Экспериментальные исследования характера и интенсивно­ сти износа рабочих обкладок конвейерных лент проводились в лабораторных условиях (рис. 5.13) и на действующих конвей­ ерах Балаклавского РУ им. А. М. Горького. В качестве груза использовались железные руды, гранитный и известковый щебни.

Экспериментальные значения интенсивности износа известця.

куска 60 мм, коэффициенте трения 0 ,6 , нормальном давлении 0,01 МПа).

о преобладании фрикционно-усталостного износа. На нерабочей обкладке имеются поперечные трещины, связанные с усталост­

с трех промышленных конвейеров, отличающихся интенсивно­ стью воздействия груза на рабочую обкладку. На всех кон­ вейерах зафиксировано шевеление и скольжение груза на роликоопорах верхней ветви ленты и в месте загрузки. На кон­ вейере № 1 был установлен криволинейный лоток, который позволил существенно снизить проскальзывание груза в месте загрузки.

Рабочая обкладка ленты конвейера № 1 после 39,5 мес экс­ плуатации имеет сравнительно гладкую поверхность с попереч­ ными трещинками (длиной 2—2,5 мм) усталостного порядка (рис. 5.15,а). В данном случае по характеру поверхности рабо­ чей обкладки преобладает фрикционно-усталостный износ.

На наклонном конвейере № 2 наблюдалось более интенсив­ ное проскальзывание груза на роликоопорах и в месте загрузку причем количество воздействий груза на ленту в месте загрузки больше в 9 раз, чем на конвейере № 1 , так как больше соответ­ ственно число циклов ленты. Лента после 21 мес работы снята с эксплуатации. Поверхность ее рабочей обкладки имела ярко выраженную шероховатость, царапины, выступы и впадины ко­ торой располагаются беспорядочно, образуя осповидную по­ верхность (рис. 5.15,6). Характер поверхности рабочей обкладки свидетельствует о совместном действии фрикционно-усталостного и абразивного износа.

Рабочая обкладка конвейера № 3 после 13 мес работы в еще более тяжелых условиях (транспортировался известняк крупн^-

232

ленту горной массы, наблюдаются переходы от одного вида из­ носа к другому или совместное действие нескольких видов из­ носа.

Следует, однако, отметить, что при высоком техническом уровне эксплуатации лент, транспортирующих горную массу крупностью 0—160 мм, преобладает фрикционно-усталостный износ в совокупности с усталостным. Эти виды износа менее ин­ тенсивны, чем абразивный и ударное разрушение. В практике необходимо стремиться к тому, чтобы воздействия потока гор­ ной массы на ленту были минимальны. Срок службы лент в та­ ких условиях достигает больших значений.

На рис. 5.16 представлены фотографии поверхности обкла­ док на конвейере № 1 Балаклавского рудоуправления имени А. М. Горького после 5 лет эксплуатации. На рабочей обкладке отсутствуют такие виды износа, как порезы, пробои, вырывы, благодаря обеспечению безударной погрузки горной массы на ленту и без существенного проскальзывания. Износ рабочей обкладки происходил в основном в средней части (рис. 5.16,а), рабочая обкладка в которой имела сравнительно гладкую (ос­ повидную) поверхность с редкими усталостными трещинками, что свидетельствует о преобладании фрикционно-усталостного износа. Бортовые участки рабочей обкладки, свободные от гор­ ной массы, мало изношены по толщине; на поверхности их ча­ сто расположены поперечные трещины усталостного порядка (рис. 5.16,6). На участках рабочей обкладки, расположенных между средним и боковым роликами, имелись глубокие и длин­ ные усталостные трещины (рис. 5.16,в). В этой зоне происхо­ дит так называемое «жевание» ленты с многократными резкими продольными изгибами. Для лент с малым числом прокладок этот вид износа в ряде случаев может быть решающим. В со­ временных конструкциях роликоопор средний ролик смещен по ходу движения ленты, что позволяет уменьшить изгибы ленты. На нерабочей обкладке по всей ширине ленты фрикционно­ усталостный износ не является преобладающим, в то время как проявление усталостного износа более существенно. Поверхность нерабочей обкладки покрыта трещинками различного направле­ ния, образующими сетку (рис. 5.16,г).

Поскольку при многих исследованиях абразивное истирание отличалось в неразрывной связи с ударными разрушениями (аб­ разивно-ударный износ), можно предположить, что эти два вида износа возникают чаще одновременно, так как сильное про­ скальзывание груза в большинстве случаев связано с предше­ ствующим ему ударным воздействием груза на ленту. Это об­ стоятельство также подтверждает самостоятельное значение фрикционно-усталостного износа и определенность условий его возникновения. Кроме того, следует различать абразивно-удар­ ный износ рабочей обкладки и ударно-усталостный каркаса. В первом случае происходят разрушение и удаление поверхно­ стного слоя ленты рабочей обкладки, а во втором — усталостное

кладка ;лентьг, расположенной'*®» жесткой роликоопоре,'повреж­ дается сразу при падении* куска^груза./массой 30—50 кг с вы­ соты 2—3 м. Различными мероприятиями (применение специаль­ ных загрузочных устройств; 1^лён1\ Ставов и подсыпки) добива­ ются снижения ударных нагрузок, а значит, уменьшения доли ^Ьразкйно’-ударногб изноба.

Усталостный к химический виды йзноса’ рабочей обкладки также сопутствуют друг другу и, как правило, самостоятельного значения не имеют. Однако в^определенных условиях (напри­ мер, при длительном воздействии низких и повышенных темпе­ ратур, влаги с ^включением щелочи и кислоты, солнечных лучей) эти виды износа могут быть основными. Длительное воздей­ ствие низких и повышенных температур, влаги с включением щелочей и кислот, солнечных лучей приводит ,к резкому ухуд­ шению упруго-прочррстных характеристик обкладки. Соответст­ венно возрастает скорость фрикционно-усталостного, абразив­ ного и ударного видов износа. Повышением качества изготов­ ления лент, применением новых материалов, защитных соору­ жений, систем охлаждения добиваются снижения усталостного и химического износа на ресурс лент.

Ресурс рабочих обкладок. Установление видов, особенностей и интенсивности износа рабочих обкладок позволяет более полно подойти к проблеме ресурса конвейерных лент. Известно, что на конвейерах, транспортирующих горную массу крупностью О—160 мм, ресурс ленты до восстановительного ремонта может быть определен через ресурс рабочей обкладки. После износа обкладки каркас ленты, как правило, сохраняет свою целост­ ность и тягово-несущую способность. Дальнейшая эксплуатация ленты без обкладки приводит к ее быстрому разрушению, в ре­ зультате чего восстановление ленты становится практически не­ возможным. Период эксплуатации ленты до полного износа ра­ бочей обкладки может быть принят как гарантийный. В этом случае предлагается определять ресурс ленты по продолжитель­ ности износа рабочей обкладки. Основные положения настоя­ щей методики сводятся к следующему. Износ рабочей обкладки происходит вследствие ее истирания транспортируемым грузом в месте загрузки и на роликоопорах с учетом дополнительных повреждений в виде усталостных трещин, пробоев, вырывов, порезов.

Ресурс ленты (рабочей обкладки) в часах (при загрузке конвейера во времени в продолжении смены, равной 0,75— 0,85):

Длина участка проскальзывания груза на ленте в месте за­ грузки

где von— начальная скорость проскальзывания, мм/с; g — уско­ рение свободного падения, мм/с2.

Для определения начальной скорости проскальзывания и, со­ ответственно, длины участка проскальзывания примем допуще­ ния: частица заменяет поток груза, частица скользит по ленте без перекатывания и проскоков, лента в средней части пред­ ставляет собой гладкую поверхность. Формулы выведены для следующих основных случаев погрузки на ленту конвейера [40].

I случай — погрузка с питателя или конвейера: при транспортировании вверх или вниз

при транспортировании по горизонтали

с- 10V .

"2gf ;

пада лотка, м; /л — коэффициент трения горной массы о днище лотка; ai — угол наклона лотка, градус; аг — угол наклона кон­ вейера, градус.

В приближенных расчетах Von можно выразить через v. Уста­ новлено, что при использовании в местах загрузки конвейеров

криволинейных лотков, и специальных загрузочных устройств (обеспечивающих подачу грузопотока без существенного про­ скальзывания) 0 On^O,2 i;, а при использовании прямоли­ нейных (обычных) лотков и других направляющих элементов

1>оп«0,4и.

Sp= т к п ,

где Кп — коэффициент проскальзывания груз^ на роликоопоре рабочей ветви ленты, характеризующий отношение пути прог скальзывания груза на одной роликоопоре к расстоянию между роликоопорами.

На конвейерах N° 1— 3 Балаклавского рудруправления им. А. М. Горького экспериментально исследовалась величина про­ скальзывания груза на роликоопорах. Пррскадьзывание опреде­ лялось путем измерения линейного перемещения окрашенных кусков груза по всей длине .става конвейера. На рис. 5.17 пока­ зан характер проскальзывания груза на конвейере № 1 после перемещения слоя груза от места погрузки до разгрузочного барабана.

Из рис. 5.17 видно, что на среднем участке ленты проскаль­ зывание груза больше, чем на боковых. Более крупные куски груза имеют наибольший путь проскальзывания. Среднее значе­ ние коэффициента проскальзывания груза на роликоопорах со­ ставило 0,0024.

Значения показателей износа рабочих обкладок в месте по­ грузки A/zn и на роликоопорах A/ip, полученные на основе теоре­ тических и экспериментальных данных, приведены в табл. 5.10.

С учетом режима работы конвейера и коэффициента допол­ нительных повреждений ленты ресурс ленты по обкладке рас­ считывается по формуле