книги из ГПНТБ / Эйдерман, Б. А. Методика исследования процесса формирования динамических нагрузок в тяговых цепях забойного конвейера при установившемся режиме работы
.pdfЭкспериментально и теоретически были выведены зависимости изменения периметра контура тягового органа в месте стыка двух рештаков от их взаимного вертикального угла изгиба (см.раздел а также изменения скорости л й перед ударом от вертикального угла изгиба (см .табл.2 и рис.4 .1 ).
а- нарастание скорости во время удара; С- изменение средних усилий;
&- время уменьшения скорости перед ударом
При исследовании процесса возникновения упругой продольной волны деформаций в звене тягового органа, был решен вопрос о мае се, принимающей участие в ударном импульсе:
dm ■& |
= д S Ш 5 |
d t |
гд е тй = К - количество движения.
Интегрируя количество движения по времени, получим
|
d t |
/ га L |
|
|
т |
AS |
d t |
||
d t . |
||||
|
|
пин |
||
|
|
|
Следовательно, приведенная масса, участвующая в ударе, равна
nS |
А ^ван d t |
т — — |
* |
|
dt |
20
|
Однако |
определить массу по этой формуле довольно |
трудно. По |
|||||||||
этому, ^зная, |
что &SiguH~ ml ai i |
|
|
= |
&5дин |
|||||||
АЙ-* |
S f . |
, |
и учитывая многочисленные |
экспериментальные данные, |
||||||||
находим массу dm , принимающую участие в |
импульсе |
на |
каждом |
|||||||||
стыке |
(она |
равна |
примерно |
36 к г ). |
Это составляет приближенно тот |
|||||||
вес |
цепи, |
|
который располагается по |
длине реотана,плюс половина |
||||||||
веса |
|
насыпного |
груза (рассматривается двухцепной |
скребковый |
||||||||
конвейер типа СП63). |
составляющей л S^UH по формуле, |
|
||||||||||
|
Проверка динамической |
пред |
||||||||||
лагаемой |
для |
определения нагрузок |
при ударах Е.В. Александровым |
|||||||||
[ i j |
( |
a S^uw |
= р • a |
■л |
), подтвердила полученные |
дан |
||||||
ные. Разница в результатах расчетов составляет 5—7%. |
|
|
||||||||||
|
Периодические |
воздействия звеньев |
цепи |
на элементы стыка вы |
зывают интенсивный износ концов линейных секций цепи и формируют колебания деформаций в звеньях тягового органа, при которых по являются усталостные явления в цепи. Энергия упругих волн, воз никающая от возмущения на стыке, распространяется по всему звену Единственный выход из данной ловушки - пятно контакта с другим звеном. В изношенных цепях эта точка соприкосновения превращает ся в площадку. В изношенных цепях энергия упругих продольных и поперечных волн, претерпевших различные преломления, значительно полнее и быстрее переходит от звена к звену. Но ввиду того, что контактные усилия довольно резко ослабевают, большая часть энер гии упругих волн, не находя выхода, превращается в поверхностные волны Редея, которые при соприкосновении цепи с рештаком диффун дируют в виде электронного газа; следовательно, происходит демпфирование.
Рис. 4 .2 . График изменения количества энергии
( а |
- основная зона изменения энергии |
в |
забойных передвижных конвейерах) |
' |
до и после динамического удара |
21
Проведенные эксперименты показали, что при 100 ударах тяго вой цепи конвейера на стыке секций частичное разрушение атом ной структуры металла звена происходит примерно в 21 случае.Paa-i рушение атомной структуры на осциллограмме выражается меньшими площадями вторых четвертей амплитуд, пропорциональных энергии деформации (рис. 4 .2 ). Коэффициент диссипации энергии равен
|
|
V = In. |
= tr, |
) |
|
|
|
|
|
Wn+I |
Ca*f |
|
|
где W„,W' |
- |
количество энергии |
соответственно |
перед ударом и |
||
Л |
1 |
после него; |
|
|
|
|
|
С1- |
коэффициент жесткости ; |
с*= /ncdZ |
'f |
||
|
Z - величина амплитуды; |
|
|
|
||
|
V= |
0 ,3 -0 ,б |
(для двухцепных |
забойных конвейеров). |
многочисленные обследования показывают, что выход из строя забойных передвижных конвейеров. СП63, СПМ87Д, СП63М, СПМ87 АП и других после 6-7 месяцев эксплуатации наблюдается вследствие усталостного разрушения. Для уменьшения коэффициента диссипации, то есть уменьшения образования 'усталостных явлений, можно реко мендовать:
увеличение скорости движения тягового органа теоретически примерно до 3 м/сек, так как при данной скорости коэффициент жесткости С практически будет постоянным, а вследствие этого и размах д SgW уменьшится;
изготовление"фасок на концах сопряжений рештаков, применение которых уменьшит абсолютный вертикальный взаимный угол их изгиба,, вследствие этого уменьшится и количество энергии, участвующей в динамическом ударе;
более плотную стыковку рештаков друг к другу, так как , уменьшением величины зазора дифракция напряжений в цепи становит ся более расплывчатой (рис.4.3) и гармоническое затухание колеба ний деформаций происходит быстрее (фактически вначале затухание происходит по апериодическому закону).
22
Рис, 4 ,3 . |
Кривые |
изменения формы динамических амплитуд |
в зависимости |
от величины зазора между секциями |
|
Лабораторией |
комбайновой выемки и доставки угля с целью |
выявления характера формирования динамических нагрузок на стыках секций были проведены совместно с ИГТМ АН УССР стендовые и шахт ные испытания на конвейерах различных типов, указанных в табл.З.
После обработки на вычислительной машине пРаздан-2" в лабо ратории машинных методов вычисления была получена корреляционная
зависимость (рис. |
4 .4 . ) , |
которую можно разложить |
на три |
основ |
|||
ные составляющие: |
|
|
|
|
|
|
|
1 - экспоненциальную кривую |
|
отражающую статическое |
|||||
изменение усилий в тяговом органе |
в зависимости от длины |
става, |
|||||
характера трассы и загрузки; |
|
|
|
|
|
||
2 - кривую |
-cos { ^ - ) i |
» отражающую |
изменение |
контактных |
|||
нагрузок между звеньями цепи по длине рештака: |
|
|
|||||
3 - кривую -j2- cos (-р ;- ] t ) |
sin. ( |
) |
t |
, отражающую |
|||
изменение коэффициента диссипации |
у = fa |
Wп |
|
|
23
Т а б л и ц а 3
Тип конвейера |
Произ |
Длина, |
Установленная мощ |
Размер |
||
води- |
м |
ность привода, квт |
цепи, |
|
||
|
тель- |
|
головно |
концево |
MU |
|
|
ность, |
|
|
|
||
|
т/ч |
|
го |
го |
|
|
с1г^ Став ОКА |
ЗОО |
60 |
60 |
- |
18x64 |
|
став СПбЗ |
(гидрав |
|
||||
|
|
лическо |
|
|
|
|
СП63/С1 |
|
|
го) |
|
|
|
260 |
АО |
32 |
32 |
18x64 |
|
|
СП63/С1 |
260 |
15 |
32 |
32 |
18x64 |
|
СП63 (специального ис- ' |
|
90 |
44 |
|
18x64 |
|
полнения) |
|
|
|
|||
С1К87ДС |
до 700 |
НО |
55 |
55 |
18x64 |
|
|
|
|
(45) |
(45) |
|
|
!!Меко" |
300 |
153 |
88 |
|
18x64 |
- |
|
|
|
(гидрав |
|
|
|
|
|
|
лическо |
|
|
|
СП63Т |
|
|
го) |
|
|
|
160 |
238 |
64 |
64 |
18x64 |
|
|
СПМ87АП |
400 |
150 |
НО |
55 |
18x64 |
|
Скорость |
Длина |
движения |
реш- |
цепи, |
така, |
м/сек |
и |
0,336, |
1.0 |
0,66, |
,1*35 |
0,963 |
|
0,8 |
1,35 |
0,92 |
|
0,92 |
1,35 |
0-3 |
1,35 |
1,32 |
1,895 |
1,48 |
|
1,75 |
|
0,4, |
1,5 |
0,8 |
|
0,8. |
1,35 |
0,92 |
|
0,85, |
1,895 |
1,115 |
|
Место испытаний
Стенд ИГД
Стенд ИГД
Стенд ФДПИ
Стенд ИГТМ АН УССР
Шахта им. XII съезда КПСС комби ната Красноармейекуголь
Шахта "Централь ная" комбината Красноармейскуголь
Шахта №5-6 им.Димитрова ком бината Красноармейскуголь
Шахта "Краснолиманская" комбина
та Красноармейскуголь
В общей виде изменение колебаний деформаций в данный момент выражается следующей зависимостью:
( S3) s 4 могут быть определены по известной методике [в]),
Йа основании изложенного всю кратмввременную нагрузку на стыке секций в виде всплесков усилий можно разбить на следующие участки (рис. 4 . f ): подъем и поворот звена ( I ) ; соскакивание звена со стыка (2 ); удар в звеньях (3 ).
В Ы В О Д Ы
I . Анализ расчетов, приведенных в методике,свидетельствует о необходимости учета динамических нагрузок, возникающих при про хождении мест сопряжения секций вертикальным звеном цепи забойно-
25
го конвейера, так как интенсивное разрушение тягового органа и направляющих боковин рештаков вызвано этими нагрузками.
2 . Результаты исследования нарастания нагрузок на стыках при увеличении скорости двикения тяговой цепи свидетельствуют о не линейном повышении динамических нагрузок.
3. Анализ динамических нагрузок на стыках секции |
показал, |
|
что необходимо наличие фасок или радиусных |
округлений |
на со |
прягаемых поверхностях в месте соединения |
секций. |
|
4 . Анализ расчетов, приведенных в методике, свидетельствует о необходимости разработки новых тяговых органов, способствующих снижению динамических нагрузок на стыках секций конвейера.
|
|
|
Л И Т Е Р А Т У Р А |
|
|
|
|
|||
1. |
АЛЕКСАНДРОВ Е .В ., |
СОКОЛИНСКИЙ В.Б. Прикладная теория |
соударения |
|||||||
стержней о торцами произвольной формы. |
|
М., ИГД им.А.А.Скочинского, 1964. |
||||||||
2 . |
ФРОЛОВ А .Г ., |
ЭЙДЕРМАН Б .А ., |
БЕРМАН А.В. |
Методика исследования пере |
||||||
движных скребковых забойных конвейеров |
|
с плосковерхим приводом, вынесенным |
||||||||
на штрек. И., ИГД им.А.А.Скочинского, |
1971. |
|
|
|
|
|||||
3. |
ЭЙДЕРМАН Б.А. |
Исследование |
углов поворота |
и выбор |
рационального^ |
|||||
шага скребков конвейера |
повниенвой |
изгибаемости, |
- В об. "Научные сообще |
|||||||
ния", |
вып. 93. И ., ИГД им.А.А.Скочинского, 1972. |
|
|
|
||||||
4. |
Методика исследования режимов работы многоприводвых |
забойных пере |
||||||||
движных скребковых конвейеров. М., |
ИГД им.А.А.Скочинского, |
1972. |
|
|||||||
-gpj 5. |
ПАНОВКО Я.й. Введение в теорию механических колебаний. М., "Наука®, |
|||||||||
'6 . |
БАБАКОВ И.М. |
Теория колебаний. |
М., "Наука", 1968, |
|
|
|||||
7. |
ДОКУКИН А .В ., |
КРАСНИКОВ Ю.Д. |
и |
др. |
Динамические процессы горных |
|||||
машин. М., "Наука", 1972. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
8 . |
ЗШЩРМАН Б .А ., УЛЬЯНОВСКИЙ Д.Э. |
|
Методика тягового расчета передвиж |
|||||||
ных скребковых забойных конвейеров. |
М., |
ИГД т.к.к.Скочанского, |
1968. |
Борис Александрович Эйдерман, Александр Валерианович Берман
МЕТОДЖА ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК В ТЯГОВЫХ ЦЕПЯХ ЗАБОЙНОГО КОНВЕЙЕРА ПРИ УСТАНОВИВШЕМСЯ РЕЖИМЕ РАБОТЫ
|
Редактор А.Ф.Кустова |
|
|
Т-05804 |
Тисах 500 |
Изд. №6949 |
Заказ №/& |
Типография Института горного дела им. А.А.Скочинского |
|||
1,75 у ч .-и зд ..л . |
|
Подписано к печати |
22/Ш 1973 г . |