Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Скребковые конвейеры

..pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
19.18 Mб
Скачать

сечение которых отлично от круглого, имеет место в современном конвейеростроении, например запатентована цепь, звенья которой имеют в поперечном сечении некруглую форму.

Узлы крепления скребка к цепи тягового органа передвижного скребкового конвейера. В настоящее время разработано большое число конструкций крепления скребка к цепи [2].

Наиболее широкое распространение получило соединительное звено, представляющее собой скобообразный элемент, конструктивно соеди­ няющий с помощью болта и гайки отрезки высокопрочных круглозвен­ ных цепей и скребок (рис. 1.17). Геометрические параметры соедини­ тельных звеньев цепей приведены в табл. 1.8 (см. рис. 1.17).

Плоскость (см. рис. 1.17), являющаяся проекцией соединительного звена4на плоскость, в дальнейшем будем называть плоскостью соедини­ тельного звена.

В настоящее время для соединительных звеньев применяют сталь марки 35ХГСА, термообработанную до твердости 387... 444 НВ. Основ­ ные механические параметры соединительных звеньев приведены в табл. 1.9.

Основные характеристики болтового соединения для соединитель­ ных звеньев приведены в табл. 1.10.'

Особенностью такого соединительного звена является то, что оно одновременно является как цепным замком (узлом, соединяющим от-

ГеОметрические параметры соединительных звеньев, мм

Размер цепи,

4

В

С,

Б±1,

F,

мм

 

 

не более не более

 

не бо­

 

не более не более

не более не более

 

 

лее

14x50

50

49

16

16X64

64

63

20

24X86

86

84

26

П р о д о л ж е н и е

табл.

1.8

Размер цепи,

F t

G

Н

мм

 

 

не бо­

 

 

 

 

лее

 

14X50

 

22,5

24

17+1

16*64

 

30,0

30

21+1

24x86

 

41,0

41

26+0,5

П р о д о л ж е н и е

т а б л .

1.8

Размер цепи,

 

т,

V

V

мм

не более

+1

+2

14X50

 

14,5

22

18

16x64

 

18,5

29

21

24x86

 

26,0

34

27

14

81

30

51

30

18

103

45

55

41

24

138

63

78

54

R

Испол­

Испол­

Испол­ Испол­

 

нение

нение

нение

нение

 

1

2

1

2

 

S , не более

S 1, не более

8+0,5

32**

27

16.5 **

13,5

1 Of0,5

43**

32

21,5 **

16,0

14+1

53

53

26,5

26,0

v i

V i

V

а

&

 

 

 

 

Факти­

_

18

< Г 3 0 <35

ческий

41

23

+2

45

24

 

 

*Информационный размер.

**Приведенные значения могут относиться и к исполнению ”2”.

Т а б л и ц а

1.9

 

 

 

 

 

Размер

Класс

Пробная

Разрушаю­ Предвари­

Удельная долговечность,

цепи,

прочности

нагрузка,

щая на-

тельная

 

кН

мм

 

кН

нагр узка,

жяornv'11/а

4

 

 

rial рузка,

верхний

 

 

 

кН, не

кН

нижний

 

 

 

менее

 

предел

предел

18x64

С

300

370

13

25

127

 

д

340

430

13

25

127

24X84

с

520

650

23

45

226

 

д

620

780

23

45

226

Пр и м е ч а н и я . 1. Общее удлинение при пробной нагрузке не более 2 %.

2.Остаточное удлинение после разрушения не менее 8 %. 3. Число циклов разруше­ ния 4*104

52

Размер

Класс

Резьба

Класс прочности по

Момент затяжки,

цепи, мм

прочности

 

ГОСТ 1759-70

Н 'м

 

 

 

болта

гайки

 

18X64

с

М20

10,9

10

250-400

24x86

д

М20

12,9

10,2

250-500

с

М24

10,9

10

300-500

 

д

М24

12,9

10,2

300-500

резки круглозвенной цепи), так и соединительным звеном (узлом креп­ ления скребка к круглозвенной цепи тягового органа). Такое сочета­ ние функций является как достоинством, так и недостатком, поскольку вызывает сложные механические процессы в самом соединительном зве­ не.

Т а б л и ц а 1.11

Исполнение

Состояние

Достоинства

Недостатки

Реко менду емая

тягового

работ

 

 

область приме­

органа

 

 

 

нения

Две цепи в на-

Серийное про-

Оптимальное нап-

Ограничение

Лавы с

малой

правляющих

изводство

равнение цепей в

размеров цепей нагрузкой

очист-

(вертикально­

 

профиле решта­

профилем решного забоя

поло-

замкнутый

 

ка. Хороший

така.

го-наклонного

контур)

 

отбор угля всей

 

падения

 

 

 

фронтальной по­

 

 

 

 

 

верхностью скреб­ Неравномерное

 

 

 

 

ка. Снижение

распределение

 

 

 

 

бокового давле­

усилий в цепях

 

 

 

 

ния за счет вос­

на изогнутом

 

 

 

 

приятия части

участке става.

 

 

 

 

его цепями

Аварийность

 

 

 

 

 

из-за большо­

 

 

 

 

 

го числа разом­

 

 

 

 

 

кнутых соеди­

 

 

 

 

 

нительных

 

 

 

 

 

звеньев

 

 

Одна цепь в

То же

Возможность при­ Малая устойчиУгловые конвей-

центре става

 

менения длинных

вость скребка,

еры

 

(вертикально-

 

отрезков цепей и

требующая по­

 

 

замкнутый

 

определенная ве­

вышенного на­

 

 

контур)

 

личина натяжения. тяжения и, сле­

 

 

 

 

Применение це­

довательно уве­

 

 

 

пей повышенного

личения энерго­

 

 

 

размера без зна­

затрат. Ремонт

 

 

 

 

чительного увели­ цепи в месте ее

 

 

 

 

чения высоты про­ обрыва

 

 

 

 

филя. Пригод­

 

 

 

ность для угло­ вых конвейеров

Исполнение

Состояние

Достоинства

Недостатки

Рекомендуемая

тягового

работ

 

 

область приме­

органа

______________ 1

—-----------------

 

нения

 

 

 

 

 

Две цепи в центре става

Одна цепь в центре става (горизонталь­ но-замкнутый контур)

 

Возможность приСклонность к

Лавы со средней

 

мснения длинных

заштыбовкс

и высокой

наг-

 

отрезков цепей.

нижней ветви

рузкой

очистно-

 

Примсненис цепей конвейера

го забоя

 

 

 

повышенного раз­

 

 

 

 

 

мера без значитель­

 

 

 

 

ного увеличения

 

 

 

 

 

высоты профиля.

 

 

 

 

 

Меньшие натяже­

 

 

 

 

 

ния цепей. При об­

 

 

 

 

 

рыве одной из це­

 

 

 

 

 

пей место повреж­

 

 

 

 

 

дения можно пере­

 

 

 

 

 

местить к концу

 

 

 

 

 

лавы

 

 

пластах

Эксперимента­ Возможность приНесколько увс-Лавы на

льное произ­

мснения длинных

личенная шири-мощностью

до

водство

отрезков цепей и

на става. Нсоб-

1,5 м

 

 

 

определенная ве-

ходимость по­

 

 

 

 

личина натяжения, вышенного на-

 

 

 

 

Снижение высоты

тяжения

 

 

 

 

бокового профи­

 

 

 

 

ля и погрузки. Применение цепей повышенного раз­ мера. Свободный доступ к любому участку порожней ветви

Как показывает опыт эксплуатации, порывы приходятся на следую­ щие зоны: утолщение (кулак); граница между утолщением и скругля­ ющейся частью; зона вблизи места контакта соединительного звена с с юдинительным звеном цепи.

Данный тип соединительных звеньев применим в скребковых конейерах с цепями, расположенными в боковых направляющих рештачного става (конвейеры типа СП).

В настоящее время широко распространены конвейеры с цепями, расположенными в центре рештачного става (конвейеры типа СПЦ). Осо­ бенностью узла крепления цепей является то, что отсутствует функция соединения отдельных участков цепи —для этих целей используют спе­ циальные цепные замки.

Наименее надежным элементом данной конструкции считают скобу,

на скребе же наименее надежными зонами являются зоны прилегающие к отверстиям.

Также широко распространены конвейеры с цепями, расположенны­ ми в боковых направляющих рештачного става, типа СП291... СП297.

Основные достоинства и недостатки, а также области применения различных исполнений тягового органа приведены в табл. 1.11.

1.7. ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЗАРУБЕЖНЫХ

СКРЕБКОВЫХ ПЕРЕДВИЖНЫХ КОНВЕЙЕРОВ

По кинематике и конструктивному исполнению зарубежные скреб­ ковые конвейеры подобны отечественным. Развитие передвижных скреб­ ковых конвейеров осуществляется с целью создания и применения вы­ сокопроизводительного оборудования повышенной надежности для ос­ нащения очистных забоев, работающих во всем диапазоне горно-геоло­ гических условий и имеет следующие направления:

повышение производительности конвейеров (до 25, 37, 42 т/мин и

более);

 

 

увеличение

длины

доставки транспортируемого материала (до

300 м);

 

 

расширение

области

применения конвейеров на пласты с углами

падения более 35°; повышение надежности и долговечности узлов и конвейера в целом,

снижение трудоемкости технического обслуживания и ремонта; универсальность основных узлов и элементов конвейеров для при­

менения с различными типами выемочных машин и механизированными крепями;

расширение эксплуатационных и функциональных возможностей конвейеров.

Производительность зарубежных серийных передвижных скребко­

вых

конвейеров, поставляемых шахтами, достигает 17—25 т/мин

при

длине

доставки

до

250 м. Скорость движения скребко­

вой

цепи

не

превышает

1,3-1,4 м/с при ширине рештачного

става

640— 80

мм.

Повышение производительности скребковых

конвейеров обеспечивается увеличением мощности приводных блоков до 335—400 кВт и суммарной энерговооруженности, достигающей 670— 800 кВт при применении напряжения до 5 кВ.

Ресурс зарубежных скребковых конвейеров достигает 1,5—5 млн. т, что обеспечивается Повышением надежности и долговечности за счет комплекса компоновочных, конструктивных и технологических меро­ приятий:

увеличения калибра тяговой цепи до 34—42 мм при вынесении тя­ говых цепей из направляющих и центральном одинарном или сдвоен­ ном расположении;

присоединения скребков и тяговой цепи без специальных соедини­ тельных звеньев;

оснащения скребков износостойкости самоустанавливающимися съемными концами (кулаками);

применения внутренних закладных безболтовых замковых соеди­ нений рештаков и безболтовых соединений с навесным оборудованием;

усиления сечения боковины и концевых элементов рештаков; увеличения сечения средних листов рештаков с введением центри­

рующих элементов в листах, исключающих возникновение уступов при взаимных поворотах рештаков;

установкой днищ, закрывающих холостую ветвь снизу; применение верхних съемных рештаков.

Расширение эксплуатационных и функциональных возможностей конвейеров обеспечивается:

применением компоновок привода с односторонним расположением блока, допускающим работу выемочной машины без ниш;

создалием конструкций угловых конвейеров, выполняющих одно­ временно функции забойного конвейера и штрекового перегружателя;

оснащением дробилками непрерывного действия; оснащение устройствами для.боковой разгрузки.

1.8. ПЕРСПЕКТИВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНВЕЙЕРОВ

При создании новых забойцых конвейеров особую важность наря­ ду с повышенными производительностью, надежностью и ресурсом преобретает комплексная увязка всего оборудования очистного забоя. Про­ веденные исследования указывают на необходимость увязки забойного конвейера с комбайном по производительности с учетом досыпки груза. Необходима увязка конвейера с комбайном и механизированной крепью, допускающая подвижку конвейера к линии забоя и зачистку почвы. Необходимость силовой увязки конвейера с механизированной крепью диктуется устойчивостью комбайна и всей системы в целом. Уве­ личение ширины рештачного става ведет к изменению конструкции эле­ ментов крепи.

При стабилизации грузопотока решается задача управления нагруз­ кой. В этом случае телекамеры фиксируют производительность, грануло­ метрический состав и наличие породы в горной массе. Получение опера­ тивной информации даст возможность изменять при необходимости ре­ жим работы комбайнов.

Ресурс конвейера должен соответствовать ресурсу всего комплекса, и эту задачу помогут решить устройства, предупреждающие аварийные ситуации, вызванные деформацией скребков, порывом цепи и т.п.

При создании новых комплексов очистного оборудования особые требования предъявляются к навесному и вспомогательному оборудова­ нию конвейеров, включая элементы бесцепной системы подачи.

Рештачный став конвейера остается неизменным при различной кон­ струкции комплекса, меняется лишь навесное оборудование, обеспечи­ вая сокращение ручного труда при зачистке почвы, подтягивании кабе­ ля, передвижении конвейера. Необходимы дальнейшее совершенствова­ ние констркции зачистных лемехов, повышающее эффективность их ра­ боты, а также унификация узлов сопряжения механизированной: крепи с конвейером, установка при необходимости на узлах сопряжений эле­ ментов, зачищающих почву и препятствующих поступлению штыба в зону крепи. Габариты узла сопряжения должны допускать расположение рейки механизма подачи комбайна, а направляющие выдерживать макси­ мальные нагрузки от опор комбайна. Навесное оборудование должно обеспечивать взаимное регулирование положения механизированной крепи и става конвейера. Дальнейшее развитие навесного оборудования ведется в направлении безболтового крепления. Эти работы пока и у нас, и за рубежом не вышли из стадии экспериментальных конструкций. Работы по кабелеукладчику должны не допускать дальнейшего увели­ чения высоты петли. Снижение массы траковой цепи возможно за счет применения пластмасс. Навесное оборудование конвейера —базы комп­ лекса должно обеспечивать наиболее целесообразную увязку выемочной машины става конвейера и механизированной крепи, соединяя их в еди­ ный агрегат. При этом нужна увязка устройств распора и удержания приводов конвейера с крепью сопряжения либо специальной крепью около штрековой зоны.

Новые конвейеры должны допускать применение модификаций как с вынесенным механизмом подачи, так и с реечным либо установлен­ ным на комбайне (цепным).

Для конвейеров, предназначенных для работы на пластах мощностью до 0,7—0,9 м, целесообразна компоновка с центральной цепью, замкну­ той в горизонтальной плоскости, и скребками, складывающимися на холостой ветви. Высота погрузки в этом случае может быть снижена до 60—90 мм. Внедрение конвейера с горизонтально-замкнутой централь­ ной цепью будет способствовать выделению из лавы людей, занятых расшгыбовкой конвейера, зачисткой лавы, устранением частых аварий с тяговым органом.

В перспективных конструкциях; будет продолжено направление по созданию приводов9способствующих ликвидации ниш. С этой целью ведутся работы по созданию приводов, обеспечивающих работу комбай­ на с их рамы и по созданию угловых конвейеров, либо конвейеров с боко­ вой разгрузкой, т.е. п$ред приводной звездочкой. При применении угло­ вого конвейера сокращается один из пунктов перегрузки, уменьшаются пылеобразование и измельчение угля, заштыбовка забойной части кон­ вейера, появляется возможность выхода комбайна на штрек.

В будущем должны быть созданы средства доставки для селектив­ ной выемки угля и породы. С этой целью должны быть созданы моди­ фикации тормозного конвейера, а также модернизированы конструк­ ции конвейеров с работой по падению и восстанию-

Устройства распора и удержания приводов конвейера должны быть увязаны с крепью сопряжения либо специальной крепью около штреко­ вой зоны.

Выполнение дополнительных функций, позволяющих ликвидировать ручной труд на концевых участках лавы, еще более повысит роль кон­ вейера в механизированном комплексе. Успешное выполнение работ по изготовлению и внедрению новых скребковых конвейеров должно быть обеспечено технологической базой заводов угольного машино­ строения.

Внедрение в полном объеме более совершенных передвижных скреб­ ковых конвейеров, разработка передвижных скребковых конвейеров нового поколения будут способствовать дальнейшему росту произво­ дительности очистных забоев угольных шахт.

В части разборных скребковых конвейеров планируется создание ряда конвейеров, которые заменят конвейеры С50, 2СР70М и СРЦ70, и будут по назначению соответствовать технологическим процессам транспортирования горной массы по участковым выработкам, при под­ готовительных работах и на поверхности.

2.РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОНВЕЙЕРОВ

2.1.ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Производительность конвейера должна выбираться в соответствии с производительностью выемочной машины и технологической схемой работы комплекса. Процесс формирования производительности забой­ ного конвейера может быть представлен следующим образом [11, 12]

е „ ]

 

в„+ е „ )

<2.1)

М

производи­

где QM — производительность выемочной машины; Qn

тельность по грузопотоку при зачистке почвы; Qn - производитель­ ность конвейера в зоне погрузки; QN L — производительность кон­ вейера по установленной мощности и длине; Qp — наибольшая расчет­ ная производительность конвейера.

Расчеты производительности необходимы при составлении техничес­ ких заданий и комплектовании оборудования механизированного комп­ лекса либо транспортной линии. При этом обосновываются параметры нового создаваемого конвейера, либо проверяется соответствие пара­ метров серийного передвижного конвейера имеющемуся оборудованию

58

комплекса по фактору производительности. Анализ структуры проекти­ ровочного и проверочного расчетов показывает, что они состоят по сути из одинаковых составных частей —расчетных блоков, и отличаются лишь их очередностью.

При проектировочном, расчете определяются область и объемы при­ менения конвейеров заданного типоразмера по комплексам, а также вы­ нимаемой мощности разрабатываемых пластов.

Устанавливаются условия, в соответствии с которыми принимаются производительность и соста? оборудования комплекса, значение коэф­ фициента машинного времени работы комбайна в комплексе, опреде­ ляются средний и максимальный грузопотоки, поступающие от выемоч­ ной машины.

При фронтальной схеме передвижки конвейера определяется макси­ мальный грузопоток, поступающий при зачистке почвы лемехом. Во всех случаях проверяется, не ограничен ли максимальный грузопоток и тре­ буемая по погрузке производительность конвейера его расчетной произ­ водительностью. Требуемая по погрузке производительность уточняется с учетом компоновки комбайна, механизированной крепи и схем.

При проверочном расчете устанавливается соответствие параметров забойного конвейера (серийного) оборудованию данного механизиро­ ванного комплекса в конкретных горно-геологических условиях эксп­ луатации. Последовательность этого расчета следующая: устаналиваются горно-геологические и горнотехнические условия эксплуатации, опре­ деляются средний и максимальный грузопотоки, поступающие от вые­ мочной машины и при передвижке конвейера от зачистки почвы леме­ хом.

Обеспечение расчетной производительности проверяется по установ­ ленной мощности приводов и заданной длине конвейера. При этом также проверяется вписываемость сечений грузопотоков в узел сопряже­

ния ’’комбайн -

конвейер”.

 

 

Исходными данными для

расчета грузопотоков из очистного за­

боя являются: длина очистного забоя L Q , м; вынимаемая мощность

пласта # пл, м;

угол наклона конвейера /3, градус; минимальная соп­

ротивляемость

угля резанию;

сменная добыча у^м, т ;

продолжитель­

ность добычной смены 7V , ч;

тип выемочной машины;

тип механизи-

w

СМ

 

 

рованнои крепи; тип и число насосных станций; схема работы выемоч­

ной машины;

схема передвижки забойного

конвейера, коэффициент

машинного времени выемочной машины к

; ширина захвата за один

цикл

flqaY, м;

число рабочих циклов в смену N' ; плотность угля в це-

лике т ’.х/м3

 

ц

Среоний минутный грузопоток за время поступления угля из очист­

ного забоя (т/мин) [7]

 

<2эксп

= 4 м / 60Гсм *п>

 

где кп — коэффициент времени поступления угля из очистного забоя.

*„ - '„/«ог».

где t n - время поступления угля из очистного забоя, мин. В общем случае

гп ” го + ^з.к + ^з.ф*

где t Q - продолжительность работы комбайна по выемке угля за смену, мин; Гз к - продолжительность зачистки дороги обратным ходом ком­ байна за смену, мин; t 3 ф —время зачистки почвы лемехом конвейера при его передвижке по фронтальной схеме, мин.

Подстановка известного соотношения

'./«о г»

в выражение для коэффициента поступления угля из очистного забоя приводит его к виду

* п = * м + ( ' з . к + ' з . ф ) / 6 0 Г см-

Отметим, что кп = км только при волновой схеме передвижки конвейера и Челноковой (двусторонней) либо односторонней без зачистного хода схемах работы комбайна. Во всех остальных случаях кп >

^

*

 

= L о.зNи// vпд max’

 

Затем t з.к

где

vnn

mav

— максимальная скорость подачи выемочной машины,

.

11Д

III а л

 

м/мин.

Число рабочих циклов выемочной машины в смену принимается по планограмме очистных работ или рассчитывается по формуле

^см/^плЛзах^оз^пл*

Значение t 3 ф в случае непрерывной фронтальной передвижки опре­ деляется по формуле

'з.ф = 'V a a x/60V

где V, теоретическая скорость фронтальной передвижки, м/с.

Ориентировочный максимальный грузопоток (т/мин) угля, посту­ пающий через конвейер от выемочной машины,

Смтах = ynnHn„a™ x W (60v ± Упд) •

где г>пд - скорость подачи комбайна, м/с; знак ’’плюс” принимается при 60