Обоснование рациональных параметров промежуточных линейных приводов с прижимными элементами для ленточных конвейеров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.06, кандидат наук Труфанова, Инна Сергеевна

• Труфанова, Инна Сергеевна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Труфанова, Инна Сергеевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1 Состояние изученности вопроса, анализ опыта эксплуатации конвейеров с промежуточным приводом

1.1 Конвейеры с промежуточным барабанным приводом

1.2 Конвейеры с фрикционным приводом

1.2.1 Конвейерный поезд

1.2.2 Фрикционный привод

1.2.3 Привод с автомобильными шинами

1.3 Опыт применения конвейеров с линейными приводами

1.3.1 Конвейеры с промежуточным ленточным приводом

1.3.2 Линейный асинхронный привод

1.3.3 Магнитофрикционый привод

1.3.4 Вакуум-приводы

1.4 Выводы по главе 1

2 Исследование взаимодействия промежуточного привода с конвейерной лентой

2.1 Передача силы тяги линейным приводом

2.2 Передача силы тяги барабанным приводом

2.3 Передача силы тяги вакуум-приводом и магнитофрикционным приводом

2.4 Передача силы тяги фрикционным приводом

2.5 Анализ рассмотренных промежуточных приводов

2.6 Разработанный промежуточный привод с дополнительным прижатием

2.7 Разработанный промежуточный привод с обхватом

2.8 Разработанный промежуточный привод с перегородками

2.9 Разработка математической модели передачи тягового усилия промежуточным линейным приводом

2.10 Выводы по главе 2

3 Установление зависимостей между параметрами прижимных элементов и величиной приращения тягового усилия

3.1 Разработка стенда для определения зависимости тягового усилия от параметров промежуточного привода

3.2 Методика проведения эксперимента

3.3 Сравнение предложенных конструкций промежуточных линейных приводов

3.4 Выводы по главе 3

4 Разработка методики расчета и выбора рациональных параметров привода с увеличенным тяговым усилием

4.1 Разработка структуры модели

4.2 Методика расстановки приводов

4.3 Исходные данные для моделирования

4.4 Анализ результатов моделирования работы промежуточных приводов

4.5 Выводы по главе 4

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование рациональных параметров промежуточных линейных приводов с прижимными элементами для ленточных конвейеров»

ВВЕДЕНИЕ

Устойчивой тенденцией развития горных предприятий является повышение производительности горной техники вкупе со всевозможными попытками снизить эксплуатационные и капитальные затраты. В связи с этим разрабатываются новые виды транспортных установок обеспечивающих лучшую производительность и энерговооруженность. В области карьерного транспорта ведущую нишу заняли автосамосвалы, во многом благодаря своей маневренности. В области магистрального транспорта железнодорожному транспорту назрела достойная замена - ленточные конвейеры.

Основное достоинство ленточного конвейера в его массе. Говоря точнее, в отношении массы конвейера к массе перемещаемого им груза. На единицу перевозимого груза масса конвейера много меньше, чем масса железнодорожного транспорта или, тем более, автомобильного.

Прогресс в конвейеростроении движется в направлении увеличения длины конвейера в одном ставе, что позволяет ощутимо сократить затраты и повысить надежность всей конвейерной линии.

Так, например, конвейерные линии угольных шахт характеризуются значительной протяженностью и многозвенностью. На крупнейшей шахте Печорского угольного бассейна «Воргашорской» длина конвейерных линий превышает 30 км. Конвейерные линии капитальных уклонов этой шахты, длиной до 3 км, состоят из пяти последовательно установленных ленточных конвейеров. Многозвенность конвейерных линий отрицательно сказывается на их надежности. Каскад из пяти последовательно установленных конвейеров обладает коэффициентом готовности 0,75 при коэффициенте готовности отдельного конвейера 0,96-0,98. Этот пример [27] - серьезный повод задуматься над путями усовершенствования ленточных конвейеров.

Решение этой проблемы возможно путем увеличения длины става конвейера с головным барабанным приводом, однако это влечет за собой увеличение прочности, а следовательно и стоимости, конвейерной ленты,

увеличение мощности и габаритов приводной станции, что снижает эффективность применения конвейеров. Поэтому длина конвейеров, применяемых на шахтах, обычно не превышает 1000... 1500 м.

Другое решение задачи увеличения длины става конвейера заключается в применении промежуточных приводов. Применение промежуточных приводов позволяет увеличить длину конвейеров в одном ставе до нескольких километров, используя при этом низкопрочную конвейерную ленту значительно меньшей стоимости. На рисунке 1 приведена выгода в натяжении ленты от применения промежуточных приводов, как это объявлено в рекламных проспектах корпорации Continental Conveyor Ltd [29].

Рисунок 1 - Достоинства промежуточных приводов [29]

Уменьшая натяжение ленты, применение промежуточных приводов имеет только один недостаток - повышение конструктивной сложности, а все остальные свойства конвейера остаются на прежнем уровне - это мощность, скорость, производительность и пр. В настоящее время, когда конструктивная и технологическая сложность больше не представляют собой серьезного препятствия, использование промежуточных приводов является самым перспективным направлением развития конвейерной техники.

К преимуществам многоприводных конвейеров следует отнести:

• увеличение энерговооруженности конвейера за счет дополнительного оснащения приводами, распределенными по длине конвейера, при этом для промежуточных приводов может использоваться типовое приводное оборудование, идентичное с приводным оборудованием концевого барабанного привода модернизируемого конвейера;

• увеличение длины одноставных конвейеров, в том числе действующих, с использованием конвейерных лент меньшей прочности, меньшей массы и стоимости, которая составляет у обычных конвейеров около 70 % общей стоимости. Это существенно снижает капитальные затраты на приобретение конвейера и эксплуатационные при замене изношенной ленты;

• унификацию типоразмера конвейерных лент, применяемых на конвейерах, независимо от общей мощности установленных на них приводов.

Совершенствованию конструкции промежуточного привода и посвящена настоящая работа.

Цель данной работы - повышение эффективности передачи тягового усилия промежуточным линейным приводом ленточного конвейера на наклонных и изгибающихся участках трассы конвейера.

Идея работы заключается в увеличении тягового усилия, реализуемого конструкциями промежуточных линейных приводов

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выполнить анализ существующих конструкций ленточных конвейеров с промежуточными приводами и принципов их действия, произвести анализ литературных и патентных источников по данной проблематике

2. Разработать на основе выполненного анализа стенд и методику экспериментального исследования параметров промежуточных приводов с прижимными элементами

3. Обосновать компоновочную схему и конструкцию прижимных элементов промежуточных линейных приводов для ленточных конвейеров

Методика исследования

Разработка математической модели усовершенствованной конструкции линейного привода с выбором необходимых параметров, величина которых определяется на основе экспериментальных исследований на разработанном лабораторном стенде

При решении поставленных задач использовались следующие методы исследования:

• анализ и обобщение данных по работе действующих и проектируемых конвейеров с промежуточным приводом;

• методики классической механики;

• лабораторные эксперименты по исследованию взаимодействия и зависимости параметров прижимных элементов и величиной приращения тягового усилия для различных рассматриваемых видов;

• математическое моделирование рабочего процесса.

Научная новизна работы состоит в разработке математической модели новой конструкции линейного привода с прижимными элементами с установлением зависимостей между его параметрами и величиной реализуемого линейным приводом тягового усилия.

Положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель ленточного конвейера с промежуточным линейным приводом с прижимными элементами, описывающая величину тягового усилия, реализуемого лентой промежуточного привода, от величины составляющей тягового усилия, реализуемого лентой основного конвейера, дополнительного воздействия прижимных элементов, угла наклона конвейера и эксплуатационного режима его работы, позволяет определить эффективность передачи силы тяги

2. Рациональные параметры промежуточного линейного привода для реализации эффективной передачи силы тяги и количественного сочетания каждого вида входящих в него элементов определяются зависимостью величины и перепада натяжения на участке линейного привода, которые, в свою очередь,

обусловливаются математической моделью расстановки промежуточных приводов по трассе ленточного конвейера для достижения заданного распределения тяговой нагрузки

Степень достоверности подтверждается проведенными

экспериментальными исследованиями, отчет о которых представлен в главе 3.

Основные положения диссертационной работы докладывались на 52-ой научной конференции студентов и молодых ученых (г. Краков, Польша, 2011 г.), на научной конференции механического факультета Национального минерально-сырьевого университета «Горный» (2013 г.), 11-ой международной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения» (г. Воркута, 2013 г.), на международной конференции молодых ученых во Фрайбергской Горной Академии (г. Фрайберг, Германия, 2013 г.).

1 СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА, АНАЛИЗ ОПЫТА ЭКСПЛУАТАЦИИ КОНВЕЙЕРОВ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ПРИВОДОМ

Тяговое усилие значительно снижается у существующих конструкций промежуточных линейных приводов, применяемых на наклонных трассах. Это происходит за счет того, что реализуемое ими тяговое усилие зависит от нормальной составляющей веса транспортируемого груза, которая уменьшается с увеличением угла наклона конвейера, а также дополнительно снижается при переменной во времени степени заполнения поперечного сечения грузонесущей ветви ленты транспортируемым грузом.

Это вызывает необходимость существенного увеличения длины линейного привода с соответствующим повышением капитальных и эксплуатационных расходов. При горизонтальной установке конвейера длина промежуточного привода может достигать 150 - 200 м, а уже при углах наклона 4-5° длина промежуточного привода вырастает настолько, что делает применение многоприводных конвейеров малоэффективным.

Теперь рассмотрим опыт применения конвейеров с промежуточными приводами.

1.1 КОНВЕЙЕРЫ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ БАРАБАННЫМ ПРИВОДОМ

Барабанный привод представляет собой серийную приводную станцию, установленную в линейной части конвейера в дополнение к основному приводу в концевой части конвейера. В литературе конвейеры такого типа называют конвейеры с ложным сбросом.

Внешний вид такого промежуточного привода приведен на рисунке 1.1, а схема на рисунке 1.2.

Сам термин «ложный сброс» образовался ввиду того, что приводная станция должна быть двухбарабанной для создания угла обхвата на приводном барабане (одном или двух), в результате груз ссыпается с ленты на ленту и продолжает движение уже после приводной станции на той же самой ленте.

т || |п| 1*

Рисунок 1.1 - Внешний вид промежуточного привода по схеме «ложный сброс» [12]

По подобной схеме используется конвейер с промежуточным тормозом, длиной 6,7 км, эксплуатирующийся с 2001 года в Китае (рисунок 1.3). Он оснащен головным сдвоенным приводом и хвостовым приводом. Хотя технически он не оснащен промежуточным приводом, он использует схему «ложный сброс» на устройствах притормаживания в конце спуска. Используется хвостовой привод половинной мощности относительно головной станции: хвостовой 800 кВт, головная 2x800 кВт. Именно хвостовой привод исполняет роль промежуточного, ввиду специфической трассы транспортирования - длинный подъем порожней ветви и длинный спуск груженой.

Рисунок 1.3 - Подземный конвейер в Китае с двухбарабанной приводной станцией и

хвостовым приводом [76]

Этот конвейер имеет такую спецификацию: груз - уголь, 2500т/ч; длина -6757 м; скорость ленты 4 м/с; перепад высот - спуск на 195 м, затем подъем на 42 м; ширина ленты 1600мм. Запуск конвейера - электрогидравлический от фирмы Dodge.

Также в Китае с 2005 года эксплуатируется конвейер с промежуточным двухбарабанным приводом со следующими параметрами: груз - известняк, 1600т/ч; длина - 8000 м; скорость ленты - 3,5 м/с; перепад высот - подъем на 26,5 м; ширина ленты 1200мм. Привод представлен 5 двигателями = 3x560 кВт -головной; 2x560 кВт - промежуточный. Внешний вид этого промежуточного привода представлен на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Промежуточный привод с двумя барабанами [76]

Примечателен тот факт, что нагрузка между барабанами привода, а следовательно и двигателями, распределяется равномерно с помощью специального устройства.

Компанией Ckit conveyor engineering для Англо-американской корпорации Zondagsfontein был поставлен конвейер с головным и хвостовым приводом (рисунок 1.5) с такими параметрами: длина 15,9 км; перепад высот по трассе от минус 12 до плюс 6 м; производительность 1850 т/ч, уголь; скорость 4,71 м/с; ширина ленты 1200 мм (с возможностью использования 1500 мм). Стоит отметить, что горизонтальные конвейерные линии, кривые в плане, являются довольно распространенными и часто встречающимися, поэтому недостойны отдельного упоминания.

Рисунок 1.5 - Конвейер корпорации Zondagfontein [70]

Еще один конвейер, оснащенный промежуточными приводами по схеме «ложный сброс», применен в Индии на землях Andhra Pradesh для проходки прямолинейного тоннеля №2 Pula Subbaiah Veligonda. Разработчик - Robbins Company [73]. Проектная длина тоннеля ожидается 19,35 км. Особенность этого тоннеля в том, что он соединяет водохранилище Srisailam на реке Krishna с восемнадцатью оросительными системами и проходит под территорией заказника Nagarjunasagar, что делает доступ в тоннель по его длине несколько затруднительным, так как заказник Nagarjunasagar - место проживания тигров. В тоннеле работает проходческий щит и выдает горную массу на этот конвейер. Одноставный конвейер был выбран против каскада коротких конвейеров.

Спецификация этого телескопического конвейера (рисунок 1.6) такова: производительность 800 т/ч (пиковая 1500 т/ч), скорость 3,05 м/с; ширина резинотросовой ленты ST-1600 - 914 мм, три промежуточных привода (рисунок 1.7) и один головной.

Рисунок 1.6 - Конвейер с промежуточным приводом в проходческом тоннеле Pula

Subbaiah Veligonda [73]

; &

I I L ! ; s

' iSi-ljBiti ^Stiffi 8$ ■

«ЩР'.а ИИ ii

' 'й.ГВВ'Ц !!=tl

Рисунок 1.7 - Внешний вид промежуточного привода [73]

1.2 КОНВЕЙЕРЫ С ФРИКЦИОННЫМ ПРИВОДОМ

1.2.1 КОНВЕЙЕРНЫЙ ПОЕЗД

Технически, это не совсем конвейер в традиционном виде. Эта система ближе к железнодорожному транспорту, однако, способна работать в непрерывном режиме. Еще одним поводом упомянуть это устройство в данной работе является тот факт, что это устройство имеет внешние приводы, распределенные по трассе. [84].

Это разработка 60-х годов прошлого века [12], вновь возрожденная фирмой Rail-veyor [31], предлагающей для применения свою транспортную систему под одноименным названием.

Данная система применяется на подземных разработках в руднике Harmony Gold's Phakisa Mine в Южной Африке и соединяет два ствола на дистанции 4,7 км с тремя составами на общем рельсовом пути.

Система представляет собой состав тележек, приводимых в движение распределенными приводами.

Сам состав может двигаться циклично по однопутной трассе, либо непрерывно по двухпутной трассе. Трасса может быть изгибающейся и в плане, и в профиле (рисунок 1.8). Согласно рекламным проспектам, угол наклона трассы в вертикальной плоскости составляет 20%, а радиус закругления составляет минимум 30 метров, в сочетании с компактностью системы это позволяет использовать ее в подземных условиях.

Скорости движения конвейерного поезда достигают 36 км/ч (10 м/с), каждая секция (движимая на двух колесах) может вмещать до 3 тонн, количество секций в поезде технически не ограничено.

Приводные

Рисунок 1.8 - Трасса конвейерного поезда фирмы Rail-Veyor [31]

Приводы представляют собой расположенные по бокам, распределенные по длине трассы, фрикционные приводы (рисунок 1.9), состоящие из двигателя, редуктора, и автомобильной шины с прижимным устройством. Сами вагонетки оборудованы боковыми пластинами (рисунок 1.10).

Рисунок 1.9 - Приводная станция. Внешний вид и схема [31 ]

Рисунок 1.10 - Тележка. Внешний вид и схема [31]

Эта система примечательна тем, что имеет большие скорости движений, может быть проложена по трассе, имеющей перегибы в плане и профиле, способна перевозить грузы любой абразивности, как сыпучие, так и штучные, имеет очень низкий коэффициент сопротивления движению и допускает возможность применения разветвленной сети с развилками и пересечениями. Недостатком этой системы является значительная металлоемкость, а также громоздкость разгрузочной станции (рисунок 1.11).

Рисунок 1.11 - Разгрузка конвейерного поезда в вертикальной плоскости[31]

Рисунок 1.12 - Разгрузочная станция с двумя петлями [31]

1.2.2 ФРИКЦИОННЫЙ ПРИВОД

Продолжая тему устройств, подобных конвейерному поезду, следует упомянуть о разработке компании Jervis В. Webb [30], под названием «конвейерная система с фрикционным приводом», предлагаемой для машиностроительных заводов. Состоит из направляющих, по которым движется несущая конструкция коробчатого сечения, приводимая в движение расставленными вдоль трассы приводами с фрикционными колесами (рисунок 1.13,6). Грузонесущие сосуды крепятся к несущей конструкции. Сама несущая конструкция представляет собой ряд сцепленных балок (рисунок 1.13, в) с опорными роликами (рисунок 1.13, а).

Ввиду использования отдельного тягового устройства малого поперечного сечения появилась возможность создания очень сложной пространственной конфигурации трассы: стрелки, развилки и пересечения путей в одной плоскости, что дает возможность реализации в ограниченных площадях машиностроительных заводов. Пример того, на что способна подобная компоновка, показан на рисунке 1.14.

Привод

б

Рисунок 1.13

- Конвейер с фрикционным приводом [30]

Опорные ролик

Несущая конструкция

Рисунок 1.14 - Общий вид трассы конвейера с фрикционным приводом [30]

Особенностями данной системы являются: возможность потолочного крепления с подвеской для грузонесущих сосудов, а также заявленная скорость для машиностроительных заводов 4,5 км/ч.

Достоинства: способность приводить в движение большие грузы при небольшой металлоемкости, возможность нахождения нескольких составов на трассе, малая масса движущихся деталей за счет внешнего привода, с некоторыми ограничениями1 малый радиус разворота.

В потолочном исполнении данная конструкция является серьезной альтернативой монорельсовому транспорту.

Недостатки: сложность перемещения крупногабаритного груза в напольном исполнении по сложной трассе, небольшая производительность для горной промышленности; приводы можно устанавливать только на прямолинейных участках пути.

1.2.3 ПРИВОД С АВТОМОБИЛЬНЫМИ ШИНАМИ

Фирмой Гудрич (США) для разработанного ею протяженного многоприводного ленточного конвейера, транспортирующего руду, применены приводные автомобильные шины (рисунок 1.15), четыре пары которых защемляют краевые участки резинотканевой ленты, армированные медными тросами, и передают ей тяговое усилие посредством сил трения. Холостой ветви ленты конвейера тяговое усилие передается теми же приводами, защемляющими ее края нижними шинами привода и прижимными роликами холостой ветви (рисунок 1.15, а) или расположенными под ней колесными парами автомобильных шин (рисунок 1.15, б). [12, 36]. В последнем случае в качестве грузонесущей могут быть использованы обе ветви ленты конвейера.

К достоинствам этого привода следует отнести возможность использования большого количества покрышек на один привод за счет цепной передачи, что

1 Минимальный радиус определяется длиной секции несущей конструкции, а длина самой кривой определяется длиной всей несущей конструкции.

позволяет реализовать любое тяговое усилие, передачу силы тяги на обе ветви конвейера, а также полную независимость тягового усилия от угла наклона конвейера. Также стоит добавить, что покрышки можно использовать уже отработавшие свой ресурс в качестве автомобильных шин, то есть и экологичность, и экономичность.

л II и [¡»-1= 1— изЦ рз а —ЕЁ

—> т

Рисунок 1.15- Промежуточный привод с автомобильными шинами: а - для конвейера с одной грузонесущей ветвью; б - с двумя грузонесущими ветвями; 1 - грузонесущая лента конвейера; 2 - прижимная колесная пара; 3 - приводная колесная пара; 4 - прижимной ролик холостой ветви конвейера; 5 - привод [36]

К недостаткам - габариты (покрышки рядами и в два слоя), потери полезной ширины ленты, необходимость армировки ленты для предотвращения износа резиновых поверхностей, а также необходимость регулярного контроля состояния самих покрышек.

1.3 ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ КОНВЕЙЕРОВ С ЛИНЕЙНЫМИ ПРИВОДАМИ 1.3.1 КОНВЕЙЕРЫ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ЛЕНТОЧНЫМ ПРИВОДОМ

Одним из наиболее показательных примеров [69, 72] эффективного применения МПЛК за рубежом в прошлые годы являлось использование такого конвейера для транспортного соединения ныне уже закрытых шахт «Нордштерн» и «Zollverein» (рисунок 1.16) компании «Бергбау АГ Липпе» (рисунок 1.17). При производительности 1560 т/ч и длине 4790 м конвейер (самый длинный в Европе) имеет головной и три промежуточных привода типа TT (терминология ФРГ) с суммарной мощностью электродвигателей 1056 кВт. Экономический эффект от применения МПЛК в размере 3,3 млн марок в сравнении с базовым вариантом (каскад конвейеров) получен за счет применения в качестве грузонесущей резино-тросовой ленты с разрывным усилием Sp = 1250 Н/мм вместо ленты ^ = 3150 Н/мм, принятой в базовом варианте.

Рисунок 1.16 — Шахта Zollverein, концевая секция конвейера [72]

В настоящее время хорошим примером многоприводного конвейера можно назвать конвейер фирмы ThyssenKrupp Robins, длиной около 19 км на предприятии Alcoa Rockdale с производительностью 1090 т/ч, скоростью ленты 7 м/с и пятью приводами по 560 кВт каждый (один - хвостовой, два промежуточных, и два в голове).

_£720

650_l 150 L 1150 > 150 t 1400 j.150»

<3

Sl 1JU t IJU | IWU >!3vy

¿z^ (!)

TT1 TT2 TT3

Рисунок 1.17 - Конвейерная установка для транспортного соединения шахт «Нордштейн» и «Zollverein» с тремя промежуточными приводами (ТТ1, ТТ2, ТТЗ): 1 - разгрузочный барабан, 2 - головной привод, 3 - натяжной барабан, 4 - концевой барабан [72]

Россия является одним из пионеров в создании МПЛК, опытный образец которого был создан в 40-х годах прошлого столетия и прошел испытания на одном из песчаных карьеров Подмосковья, однако, несмотря на значительные исследования и проектные разработки, выполненные институтами ВНИИПТМАШ и Московским горным, дальнейшего развития, по разным причинам, эти работы не получили.

При конвейеризации угольных и рудных шахт Российскими машиностроительными заводами (Александровский, «Сибсельхозмаш») лишь в последние годы освоены МПЛК для угольных шахт с одним и двумя промежуточными приводами. В ОАО «Воркутауголь» на шахте «Комсомольская» эксплуатируется телескопический конвейер 2ЛТКПП 1000 А Александровского машзавода с головным и одним промежуточным приводом длиной 20 м. Конвейер длиной 1830 м установлен в бортовом штреке добычной лавы (рисунок 1.18) взамен двух последовательно установленных конвейеров 1Л1000А и 2Л100У, обычно использовавшихся ранее для этой цели. Применение МПЛК позволило обеспечить бесперебойное транспортирование угля на всей длине выработки. Конвейер хорошо показал себя в эксплуатации. Планируется использовать многоприводные конвейеры и на других шахтах компании.

Бункер V= 250 т ЗЛ100У ¿ = 560 м

1ЛТ100У 1 = 280 м

Передаточный штрек гор. -680 Конв. уклон 12-Цпл. «Четвертого»

1Л120 ¿ = 650 м

Лава 212-е пл. «Тройного»

2Л100У ¿ = 1080 м

1Л100А ¿ = 620 м

Бункер У= 250 т/ 1Л120 ¿ = 550i

Конв. штрек 212-е пл. «Тройного» Лава 412-е пл. «Четвертого»

2ЛТКПП 1000А 1.= 1830 м Конв. штрек 212-е пл. «Четвертого»

/ / / / / V /

/

Рисунок 1.18 - Схема применения МПЛК (2ЛТКПП 1000 А) в конвейерном штреке добычного участка шахты «Комсомольская» [11]

На шахтах Кузбасса используются многоприводные конвейеры с одним и двумя промежуточными приводами.

На рисунке 1.18 показана схема ленточного конвейера шахты «Северная» ОАО «Воркутауголь», который оснащается промежуточным приводом. Конвейер имеет три погрузочных пункта (ПП1, ПП2, ППЗ). Расположение промежуточного привода посередине конвейера на значительном расстоянии от погрузочных пунктов не позволяло осуществить его совместную работу с головным приводом при первоначальной загрузке ленточного конвейера, так как его тяговая способность в этот период была весьма низкой. Вся нагрузка ложилась на головной привод.

Установка еще одного промежуточного привода в пунктах загрузки ПП1 и 11112 позволила осуществить его помощь головному приводу уже в начальный момент загрузки конвейера, что привело к значительному снижению натяжений конвейерной ленты в пусковом и установившемся режиме работы конвейера (144 и 122 кН). Это позволило применить на конвейере грузонесущую ленту значительно меньшей прочности и стоимости.

1.3.2 ЛИНЕЙНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ПРИВОД

К приводам, распределенным по длине конвейера, относятся и линейные асинхронные двигатели (ЛАД). Линейный двигатель можно представить как развернутый на плоскости статор асинхронного короткозамкнутого двигателя; эта часть линейного двигателя является неподвижной, по размещенной в ней обмотке протекает переменный ток, создавая переменное поле, которое движется вдоль статора.

Если в непосредственной близости от развернутой обмотки статора поместить проводник - «ротор» (в действительности его движение не вращательное, а поступательное), то в нем наводится ЭДС и возникает продольная сила, стремящаяся вытолкнуть его из поля статора. Поскольку в развернутом статоре переменное поле представляет собой бегущую волну, то «ротор» начинает двигаться с некоторой скоростью, промежуточной между синхронной и нулевой.

В связи с тем, что в подобной конструкции необходимо замыкание магнитного потока и электрического тока, «ротор» должен обладать хорошей магнитной и электрической проводимостью.

Такой вариант размещения «ротора» и статора ЛАД на ленточном конвейере приведен на рисунке 1.19, а. В ленточном конвейере лента выполнена из гибкой металлической основы с резиновыми обкладками 2, «ротор» 3 размещается посередине ленты снизу, и в непосредственной близости от него находится статор 4. Статоры могут размещаться на определенном расстоянии друг от друга в зависимости от прочности ленты, тягового усилия на участке и т. д.

а

б

Ф

I'

Рисунок 1.19- Схемы компоновки линейных асинхронных двигателей [12]

Улучшить показатели ЛАД можно путем размещения «ротора» между двумя статорами. В этом случае «роторы» 1 размещаются по незагруженным краям ленты, статорные обмотки 2 находятся сверху и снизу ленты. Поскольку силовые линии непрерывно изменяющегося потока замыкаются через магнитные системы статора, то «ротор» в этом случае может быть выполнен из немагнитного материала. В качестве «ротора» для такого варианта ЛАД может быть использован материал с хорошей электропроводимостью (медь, алюминий и др.).

1.3.3 МАГНИТОФРИКЦИОНЫЙ ПРИВОД

Для повышения удельной тяговой способности ленточных промежуточных приводов предложено использовать дополнительные побудители сцепления тяговой ленты привода с грузонесущей лентой конвейера - магнитные силы. В этом случае это достигается путем оснащения верхней ветви ленты постоянными магнитами (рисунок 1.20), взаимодействующими с магнитомягкой конвейерной лентой.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Труфанова, Инна Сергеевна, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. А. с. 1027108 А СССР, МКИ3 B65G 23/18. Промежуточный вакуум-привод ленточного конвейера [Текст] / Васильев К.А., Юнгмейстер Д.А. (СССР). -№ 3408044/27-03; заявл. 15.03.82; опубл. 07.07.83, Бюл.№ 25. - 4 е.: ил.

2. А. с. 1104070 А СССР, МКИ3 B65G 23/18. Промежуточный вакуум-привод ленточного конвейера [Текст] / Васильев К.А., Юнгмейстер Д.А. (СССР). -№ 3523668/27-03; заявл. 20.12.82; опубл. 23.07.84, Бюл.№ 27. -4 е.: ил.

3. А. с. 1361072 AI СССР, МКИ3 B65G 23/18. Промежуточный вакуум-привод ленточного конвейера [Текст] / Васильев К.А., Эйст Ю.А., Юнгмейстер Д.А. (СССР). - № 3998629/27-03; заявл. 30.12.85; опубл. 23.12.87, Бюл.№ 47. -4 е.: ил.

4. А. с. 1426897 AI СССР, МКИ3 B65G 23/04. Промежуточный вакуум-привод ленточного конвейера [Текст] / Васильев К.А., Юнгмейстер Д.А., Соловьев B.C., Шиляев А.К., Картель А.Н. (СССР). - № 4161483/27-03; заявл. 10.11.86; опубл. 30.09.88, Бюл.№ 36. - 4 е.: ил.

5. А. с. 1474037 AI СССР, МКИ3 B65G 23/18. Промежуточный привод ленточного конвейера [Текст] / Сивков В.Г., Нугманов Г.Ф. (СССР). - № 4212938/27-03; заявл. 18.03.87; опубл. 23.04.89, Бюл.№ 15.-3 е.: ил.

6. А. с. 1555233 AI СССР, МКИ3 B65G 23/18. Промежуточный вакуум-привод ленточного конвейера [Текст] / Котов В.И. (СССР). - № 4445168/27-03; заявл. 20.06.88; опубл. 07.04.90, Бюл.№ 13. - 4 е.: ил.

7. А. с. 1648856 AI СССР, МКИ3 B65G 23/18. Промежуточный вакуум-привод ленточного конвейера [Текст] / Васильев К.А., Эйст Ю.А., Пинский B.JI. (СССР). - № 4696455/03; заявл. 29.15.89; опубл. 15.05.91, Бюл.№ 18.-4 е.: ил.

8. Андреев A.B., Шешко Е.Е. Транспортные машины и комплексы для открытой добычи полезных ископаемых. — М.: - Недра, 1970. - 430 с.

9. Биличенко Н.Я., Высочин Е.М., Завгородний Е.Х. Эксплуатационные режимы ленточных конвейеров. Киев: ГИТЛ УССР, 1964. - 263 с.

10. Васильев К.А., Николаев А.К. Транспортные машины. - СПб., 2003.

11. Васильев К.А., Николаев А.К., Сазонов К.Г. Транспортные машины и грузоподъемное оборудование обогатительных фабрик. - СПб.: Наука, 2006. - 359 с.

12. Васильев М.В., Волотковский B.C., Кармаев Г.Д. Конвейеры большой протяженности на открытых работах. -М.: Недра, 1977. - 248 с.

13. Васильев М.В., Фаддеев Б.В., Хохряков B.C. Наклонные подъемники на карьерах. М., 1962. - 153 с.

14. Дробин Г.Ф., Павленок Ф.Л., Хабло К.Ю., Дядечкин Н.И. Проект вертикального конвейерного подъема на шахте им. Артема // Горный журнал, №11, 2007.-С. 65-67

15. Дьяков В.А., Жариков B.C. Приводные устройства ленточных конвейеров. - М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1972. - 29 с.

16. Дьячков В.К. Многоприводные ленточные конвейеры большой

протяженности. - M.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ 1974. - 31 с.

17. Заявка 2012149834 Российская Федерация, МПК7 B65G 15/00.

Промежуточный линейный привод [Текст] / Тарасов Ю.Д., Труфанова И.С., Кузьмин А.О.; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». - № №2012149834/20(079814); заявл. 22.11.2012; - 7 с.: ил.

18. Зеленский О.В. Справочник по проектированию ленточных конвейеров. - СПб.: - Недра, 2009. - 376 с.

19. Зенков P.JI. и др. Машины непрерывного транспорта: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Подъемно-транспортные машины и оборудование» / P.JI. Зенков, И.И. Ивашков, Л.Н. Колобов, - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 432 с.

20. Ивченко В.Н., Курсов C.B., Давыдов C.B., Бабай В.Я. Опыт эксплуатации конвейеров с подвесной лентой // Горный журнал, №3, 2003. - С. 66-70

21. Иоффе A.M., Лопатин В.В., Камнев E.H., Прохоренко Г.А. Разработка и обоснование технологических схем ЦПТ в условиях действующих и проектируемых карьеров // Горный журнал, №4-5, 2003. - С. 57-62

22. Кармаев Г.Д., Тюлькин А.П. Формирование грузопотока на конвейерах комплексов циклично-поточной технологии // Горный журнал, №11, 2003.-С. 22-24

23. Картавый А.Н. Перспективы применения крутонаклонных конвейеров с прижимной лентой при ЦПТ // Горный журнал, №6, 2003. - С. 52-56

24. Красовский Г.И., Филаретов Г.Ф. Планирование эксперимента. БГУ.: 1982. 304 с.

25. Кучерский Н.И., Малыгин О.Н., Сытенков В.Н., Ларионов Е.Д., Иоффе A.M., Шелепов В.И. Эффективность проектируемого комплекса ЦПТ-руда с крутонаклонным конвейером для карьера «Мурунтау» // Горный журнал, №11, 2005.-С. 59-63

26. Ланков П.Ю., Труфанова И.С., Сидорова К.И. Применение ленточного поворотного конвейера в условиях шахты «Воркутанекая» // Труды 11-ой международной научно-практической конференции Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения. Воркута, 2013. - С. 97-99.

27. Логинов И.Г., Слепян В.И., Малыгин О.Н. Конструктивные особенности крутонаклонного конвейерного подъема скальных руд на карьере «Мурунтау» // Горный журнал, №11, 2005. - С. 63-65

28. Ляхов В.П., Александров В.А., Мельников H.H., Найко Ю.П., Николаев К.П. Развитие циклично-поточных технологий добычных и вскрышных работ // Горный журнал, специальный выпуск, 2002. - С. 21- 26

29. Материалы сайта компании [Электронный ресурс] / Режим доступа. www.continentalconveyors.in

30. Материалы сайта компании [Электронный ресурс] / Режим доступа. www.jervisbwebb.com

31. Материалы сайта компании [Электронный ресурс] / Режим доступа.

www.railveyor.com

32. Машины непрерывного транспорта. Под ред. Плавинского. - М.: Машиностроение, 1969. - 111 с.

33. Механизация горного производства. Транспорт горных работ: Методические указания к курсовому проекту. / Санкт-Петербургский государственный горный университет. Сост.: ШО. Ланков, И.С. Труфанова, П.В. Шишкин. СПб, 2011. - 26 с.

34. Михайлов Ю.И. Конвейерный транспорт при подземной добыче руды. -М.: Недра, 1966.-306 с.

35. Монастырский В.Ф., Кирия Р.В. Особенности проектирования перегрузочных узлов ленточных конвейеров // Горный журнал, №11, 2003. - С. 53-59

36. Мулухов К.К. Транспортные машины на горных предприятиях США. -М.: -Недра, 1981.-190 с.

37. Пат. 2004471 С1 Российская Федерация, МПК7 5 B65G 23/18. Магнитофрикционный привод конвейера [Текст] / Мелия В.А..; заявитель и патентообладатель Инженерный научно-производственный центр «Внедрение». -№ 4928363/03; заявл. 17.04.91; опубл. 15.12.93, Бюл.№ 45-46. - 4 е.: ил.

38. Пат. 2456570 Российская Федерация, МПК7 G01M 17/00, B65G15/00. Стенд для исследования параметров ленточного конвейера с размещением нерабочей ветви ленты с возможностью ее взаимодействия с роликоопорами грузонесущей ветви лент [Текст] / Тарасов Ю.Д., Труфанова И.С.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)». - № 2010154735/11; заявл. 30.12.2010; опубл. 20.07.2012. - 4 е.: ил.

39. Пат. 2476851 Российская Федерация, МПК7 G01M 17/00. Стенд для исследования параметров промежуточного линейного привода ленточного конвейера [Текст] / Тарасов Ю.Д., Труфанова И.С.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный горный университет». -№2011140311/11; заявл. 04.10.2011; опубл. 27.02.2013. - 3 е.: ил.

40. Пат. 2478548 Российская Федерация, МПК7 B65G 15/08, B65G 15/60. Крутонаклонный магнитофрикционный ленточный конвейер [Текст] / Тарасов Ю.Д.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный горный университет». - № 2011145386/11; заявл. 08.11.2011; опубл. 10.04.2013, Бюл.№ 10.-6 е.: ил.

41. Пат. 2482044 Российская Федерация, МПК7 B65G 23/14. Промежуточный линейный привод ленточного конвейера [Текст] / Тарасов Ю.Д.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный горный университет». - № 2011150583/11; заявл. 12.12.2011; опубл. 20.05.2013, Бюл.№ 14. - 7 е.: ил.

42. Пат. 2482043 Российская Федерация, МПК7 B65G 23/04.

Крутонаклонный магнитофрикционный ленточный конвейер [Текст] / Тарасов Ю.Д.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный горный университет». - № 2011150586/11; заявл. 12.12.2011; опубл. 20.05.2013, Бюл.№ 14. - 5 е.: ил.

43. Пат. 2487071 Российская Федерация, МПК7 B65G 23/04. Промежуточный линейный привод ленточного конвейера [Текст] / Тарасов Ю.Д., Труфанова И.С.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный горный университет». - № 2012102222/11; заявл. 23.01.2012; опубл. 10.07.2013, Бюл.№ 19.-7 е.: ил.

44. Пат. 2498260 Российская Федерация, МПК7 G01M 17/00, B65G 23/14. Стенд для исследований параметров промежуточного линейного привода ленточного конвейера [Текст] / Тарасов Ю.Д., Труфанова И.С., Кузьмин А.О.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». - № 2012146723/11; заявл. 01.11.2012; опубл. 10.11.2013, Бюл.№ 31. - 7 е.: ил.

45. Пертен Ю.А. Крутонаклонные конвейеры. JL, «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1977.-216 с.

46. Поляков Н.С., Штокман И.Г. Основы теории и расчеты рудничных транспортных установок. - М.: Госгортехиздат, 1962. - 491 с.

47. Пригунов A.C., Бро С.М., Гуменик И.Л. Современное состояние и перспективы применения циклично-поточной и поточной технологий открытой разработки в Кривбассе// Горный журнал, №4-5, 2003. - С. 62-65

48. Пухов Ю.С. Теоретические и экспериментальные исследования ленточно-канатных конвейеров. -М.: - Недра, 1968. - 85 с.

49. Резников Е.Л., Штейнцайг P.M. Повышение эффективности и расширение области использования геотехнологий с конвейеризацией транспорта крепких пород// Горный журнал, №6, 2003. - С. 17-21

50. Реутов A.A. Моделирование стационарных режимов работы приводов ленточных конвейеров. // Тяжелое машиностроение. - 2007. - № 2. - С.34-36.

51. Реутов A.A., Гончаров К.А. Анализ совместной работы концевого и промежуточного приводов ленточного конвейера. // Вестник Брянского государственного технического университета, № 2(26), 2010. - С. 42-45

52. Спиваковский А.О. Общая теория конвейеров. - М.: Изд. МИРГЭМ, 1964.-69 с.

53. Спиваковский А.О. Рудничный транспорт. М.: - Углетехиздат, 1958. -

592 с.

54. Спиваковский А.О., Потапов М.Г., Котов М.А. Карьерный конвейерный транспорт. - М.: Недра, 1963. - 344 с.

55. Тарасов Ю.Д. Совершенствование тормозных и улавливающих систем мощных наклонных ленточных конвейеров // Горный журнал, №9, 2002. С. 53-55

56. Тарасов Ю.Д., Васильев К.А. Разработки в области конвейерного транспорта// Горные машины и автоматика, №5, 2003. - С. 15-18

57. Тарасов Ю.Д., Труфанова И.С. Ленточные конвейеры для увеличенных углов наклона // Естественные и технические науки, №2, 2014. - С. 180-184

58. Тарасов Ю.Д., Труфанова И.С. Усовершенствованные промежуточные линейные приводы ленточных конвейеров с увеличенным тяговым усилием // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Отдельные статьи (специальный выпуск). — 2014. — № 4. — 13 с.

59. Татаренко A.M., Максецкий И.П. Рудничный транспорт. Учебное пособие для техникумов. М.: Недра, 1984. - 264 с.

60. Труфанова И.С., Ланков П.Ю. Инновационные разработки в области транспортирования сыпучих материалов // Труды 11-ой международной научно-практической конференции Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения. Воркута, 2013. - С. 197-199

61. Тушов А.И., Марек П. Трубчатые конвейеры - экологичный вид поточного транспорта// Горный журнал, №1, 1998. - С. 57-58

62. Франке М. Компьютерная система контроля за состоянием конвейерных лент// Горный журнал, №5, 2000. - С. 67

63. Фурсов Е.Г. Состояние и перспективы развития поточной технологии на подземных рудниках // Горный журнал, №11, 2003. - С. 20-21

64. Шахмейстер Л.Г, Солод Г.И. Подземные конвейерные установки. Под ред. А.О. Спиваковского. - М.: - Недра, 1976. - 432 с.

65. Шахмейстер Л.Г., Дмитриев В.Г. Расчет ленточных конвейеров для шахт и карьеров. Учебное пособие. - М., 1972. - 298 с.

66. Шешко Е.Е., Картавый А.Н. Эффективный транспорт для глубоких карьеров// Горный журнал, №1,1998. - С. 53-57

67. Штокман И.Г., Эппель Л.И. Прочность и долговечность тяговых органов. - М.: - Недра, 1967. - 231 с.

68. Яковлев В.Л. Перспективные решения в области циклично-поточной технологии глубоких карьеров // Горный журнал, №4-5, 2003. - С. 51-56

69. Alspaugh М.А. Latest developments in belt conveyor technology// MINExpo 2004, Las Vegas, NV, USA. - 11 p.

70. Alspaugh M.A. The evolution of intermediate driven technology// Bulk solids handling, vol. 23 (2003), No. 3. - 5 p.

71. Bulk to the right way. Catalog, 2012, France.

72. Chadwick J. Conveying the message // International mining, October 2008. -p. 30-40.

73. Dean Workman. Extensible Conveyor Systems for long tunnels without intermediate access. // Rapid Excavation and Tunneling Conference Proceeedings. -Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, 2009. - P. 363-369.

74. Foster M. Conveyor overview and innovation // Bulk handling conveyors, Seminar delegate book, 2006. - p. 51-57.

75. Grabner K., Kessler F., Weber W. Improved cornering with the bico-TEC at Titan-Cement. World Cement, June, 1997.

76. Kakar V. Distributed drive systems for long belt conveyors. [Электронный ресурс] / Режим доступа, http://www.bulk-solids-handling.com/distributed-drive-

systems-for-long-conveyors-v-18084-9336

77. Kessler F. Recent developments in the field of bulk conveying // FME Transactions (2006), 34. - p. 213-220.

78. Kessler F., Grabner K., Grimmer K.-J. ,,bico-Tec" A new type of belt conveyor with horizontal curves. Bulk solids handling, Volume 13, Number 4, November 1993, p. 741-747.

79. New conveyor drive with feedback circuit soft starts for loaded mine belts. Engineering and Mining Journal, September, 1975. - P. 130-131

80. Peacock T. Belt conveyor standardization. An aid to mine planning // Marketing Manager-International Department/Huwood Limited ENGLAND, p. 325332.

81. Pringle S., Barry M., Gawinski M. Motorised pulley solves dirt conveyor problem at UK coal colliery // 23rd Annual international coal preparation and aggregate processing exhibition and conference, Lexington, KY; May 2-4, 2006. - 7 p.

82. Swiderman R.T., Goldbeck P.E., Marti A.D. Foundations. The practical resource for total dust and material control. Martin Engineering, Neponset, Illinois, U.S.A, 2002.-223 p.

83. Swinderman R.T., Goldbeck L.J., Marti A.D. Foundations. The practical resourse for total dust and material control. Martin Engineering Neponset, Illinois. USA, 2002. 216 p.

84. Trufanova I.S. Innovations in conveying technologies // Scientific reports on resource issues. Volume 1, Part 1. Efficiency and Sustainability in the mineral industry - Innovations in Geology, Mining, Processing, Economics, Safety, and Environmental Management. TU Bergakademie Freiberg. 2013. P. 106-110