книги / Современная теория ленточных конвейеров горных предприятий

If

2

ТЯГОВЫЙ

РАСЧЕТ

ЛЕНТОЧНОГО

КОНВЕЙЕРА

Вданной главе рассмотрены современные проблемы тяго­ вого расчета ленточного конвейера.

Первоначально приводятся общие положения тягового рас­ чета и для сравнения рассмотрен вариант ориентировочного расчета при помощи общего коэффициента сопротивления дви­ жению. Далее излагается метод уточненного тягового расчета, основу которого составляют экспериментальные исследования.

Вглаве выполнен обзор наиболее важных и интересных в теоретическом и практическом отношении работ, связанных с определением различных сил сопротивления, возникающих при движении ленты по роликоопорам.

Сиспользованием этих сил получено выражение для сум­ марной силы сопротивления движению на одной роликоопоре, по ней определен общий вид коэффициента сопротивления дви­ жению, составлено и решено дифференциальное уравнение, описывающее изменение натяжения по длине конвейера и опре­ делено тяговое усилие конвейера.

Полученные при применении такого подхода результаты, принципиально отличные от результатов расчета при использо­ вании общего коэффициента сопротивления движению (поскольку подход является более точным), позволяют учесть влияние на коэффициент сопротивления движению всех наибо­ лее значимых факторов, определить некоторые конструктивные параметры, снижающие стоимостные показатели транспортиро­ вания и, в частности, решить такую актуальную в настоящее время проблему, как снижение энергоемкости транспортирова­ ния ленточным конвейером.

Особенность данного метода расчета состоит в том, что при сохранении основных принципов разработанного теоретическо­ го подхода возможно дальнейшее уточнение результатов тяго­ вого расчета по мере получения новых, более точных экспери­ ментальных данных по отдельным составляющим общей силы сопротивления движению на одной роликоопоре.

Предлагаемые ниже исследования выполнены под руково­ дством А.О. Спиваковского и изложены с различной степенью подробности в работах [1, 2, 3].

2.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Силы сопротивления движению, действующие на различных участках, делят на распределенные по длине конвейера и сосре­ доточенные (местные). К последним относят силы сопротивления на поворотных участках, в местах погрузки, промежуточной раз­ грузки, на очистных и центрирующих устройствах, в местах оги­ бания батарей роликоопор на переходных кривых и др.

Для определения тягового усилия используют метод обхода по контуру ленты. Контур, образуемый лентой, состоит из прямоли­ нейных участков разной длины и криволинейных участков различ­ ной конфигурации. Часто контур конвейера состоит из двух прямо­ линейных параллельных ветвей, соединенных между собой прямо­ линейными участками, на которых лента огибает барабаны. Со­ гласно методу, на контуре ленты обозначают точки сопряжений прямолинейных и криволинейных участков, а также другие харак­ терные точки. Нумерацию характерных точек начинают с точки сбегания ленты с приводного барабана. Натяжение ленты в каждой последующей точке контура равно сумме натяжения в предыдущей точке и сил сопротивления на участке между этими точками:

Si+1 = S,.+ ZWI + .,/(/= 1,2, ...,«),

где Si— натяжение ленты в точке /; EW, + i, ,• — силы сопротив­ ления движению ленты на участке между точками / и (/ + 1).

Определяя и суммируя все действующие на участках кон­ вейера распределенные и сосредоточенные силы сопротивления, находят суммарную силу сопротивления движению (тяговое усилие) Wo, равную разности натяжений в конечной Sn и на­

чальной 5, точках:

( 2 . 1)

Так как в начальной точке в сбегающей с привода ветви натя­ жение Sj = 5сб неизвестно, то, задавшись типом привода, т.е. сум­ марным углом обхвата лентой приводных барабанов а, коэффици­ ентом сцепления между барабаном и лентой р, определяют тяго­ вый фактор ецаи составляют второе уравнение тягового расчета:

где 5Нб— натяжение в набегающей ветви; кт— коэффициент за­ паса, зависящий от тяговой способности привода, кт= 1,15— 1,2.

Решив совместно уравнения (2.1) и (2.2), находим числовые значения натяжений 5н6, Sq6 и тягового усилия W0. Минимальное натяжение 5rmin ленты на верхней (грузовой) ветви должно быть проверено по условию расчетного допустимого провисания ленты:

удовлетворяет условию (2.3), то его определяют из равенства (2.3) и соответственно пересчитывают натяжение ленты на всем контуре конвейера. Аналогично по формуле (2.3) при qr = 0 и

расстоянии между роликоопорами на нижней ветви /" необхо­

димо проверить натяжения и на нижней ветви конвейера с по­ следующим пересчетом натяжений в характерных точках.

Необходимая мощность (кВт) привода соответственно на

где Т) — КПД передаточного механизма двигатель — приводной барабан.

Распределенная линейная нагрузка от транспортируемого груза

где Q — производительность конвейера, т/ч; v — скорость движения ленты, м/с.

Распределенная линейная нагрузка от ленты с тканевыми прокладками

где В — ширина ленты, см; 5 — толщина одной прокладки плюс толщина сквиджа, 5 = 0,25 мм; 5,, 5Н— толщина резино­ вых обкладок соответственно верхней и нижней, выбирается в зависимости от параметров транспортируемого груза, мм; рл — плотность материала ленты, в среднем для бельтинговых лент рл = 1,1 кг/дм , для синтетических рл = 1,0 кг/дм ; i — число прокладок в ленте, принимают средним для ленты данной ши­ рины и уточняют после тягового расчета.

Распределенную линейную нагрузку (далее — линейную нагрузку) от резинотросовой ленты можно определить по ката­ логу завода-изготовителя. Можно приближенно подсчитать ли­ нейную нагрузку от ленты по формуле

где 5Л — общая толщина ленты, мм; dT — диаметр одного тро­ са, мм; дт — линейная нагрузка от одного троса, Н/м, выбирают по каталогу на тросы; iT — число тросов в ленте.

Ориентировочно q„ = аВ, где а — коэффициент, принимает­ ся а = 10 для легких условий эксплуатации, а = 13 — для сред­ них, о=15 — для тяжелых, а = 16 — для очень тяжелых условий.

Линейная нагрузка от вращающихся частей роликоопор со­ ответственно верхней и нижней ветвей:

где G', G ' — масса вращающихся частей роликоопор соответ­

расстояние между роликоопорами соответственно на верхней и нижней ветвях.

П р и м е ч а н и е . В числителе приведены данные для желобчатой роликоопоры в нормальном исполнении, в знаменателе — для прямой роликоопоры; в скобках — для желобчатой в тяжелом исполнении.

Расстояние между опорами на нижней ветви обычно при­ нимают в 2—3 раза больше, чем на верхней. Вес (Н) вращаю­ щихся частей приближенно:

для однороликовых опор нижней ветви

G ' = [60+ 140(5 -0,4)] D;/ \ О4

для трехроликовых желобчатых опор

Gp = [y 4 + 5 ( 5 - 0 , 4 ) ] Z ) p / l 0 4

где Dp— диаметр ролика, мм; В — ширина ленты, м; А и Б — эмпирические коэффициенты; для роликоопор легкого, среднего и тяжелого типов следует принимать соответственно А = 80, 100, 150 Н; 5 = 90, 100, 120 Н/м.

Коэффициент W сопротивления движению ленты по роликоопорам можно выбирать, исходя из условий эксплуатации и конструкции конвейера: для открытых работ — по табл. 2.2, для подземных работ — по табл. 2.3.

Для конвейеров общего назначения руководящими техниче­ скими материалами (ВНИИПТмаш) рекомендуется коэффици­ ент и/ сопротивления движению принимать равным при усло­ виях эксплуатации:

Примечание. В числителе приведены данные для конвейеров длиной до

ных уклонов

i;2;3;4 — соответственно очень хорошее состояние конвейера и малое загряз­ нение; хорошее состояние конвейера, небольшое загрязнение ленты или аб­ разивная пыль; хорошее состояние конвейера и сильное загрязнение ленты; удовлетворительное состояние конвейера, сильное загрязнение и запылен­ ность окружающей среды.

Открытые разработки полезных ископаемых в районах уме­ ренного климата, обогатительные фабрики металлургической, кок­ сохимической и угольной промышленности, эксплуатируемые при температуре + 40 ... - 45 °С, характеризуются тяжелыми условиями работы; при + 40 - 60 °С — очень тяжелыми условиями; уста­ новки топливоподачи тепловых электростанций, работающих при температуре + 35 ... + 1 °С, — средними условиями работы и т.д.

При выборе общего коэффициента сопротивления движе­ нию «вмешивается в расчет» субъективный фактор. Так, для одного проектировщика состояние конвейера и ленты может показаться хорошим, с небольшими загрязнениями, а для дру­ гого — очень хорошим, без загрязнений; понятие «мощный конвейер» также не очень четкое и т.д. Таким образом, субъек­ тивность и приближенность существуют при выборе не только коэффициента сопротивления движению, но и условий работы.

Используя полученное значение тягового усилия Wo, опре­ деляют мощность привода по формулам (2.4) и (2.5). Конвейер, рассчитанный на номинальную мощность двигателя, указанную в его характеристике, может в зависимости от производительно­ сти Q и угла наклона Р транспортировать груз на различное рас­ стояние, т.е. иметь разную длину L.