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

книги / Современная теория ленточных конвейеров горных предприятий

..pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
33.6 Mб
Скачать

Для примера на рис. 8.12 приведены расчетные данные кон­ вейера производительностью 2000 т/ч, расположенного под уг­ лом подъема 45°. Высота подъема 100 м. Насыпная плотность груза 2,7 т/м3 Ленты принимались с модулем упругости 3000, 2000 и 1000 Н/мм прокладки.

На оси абсцисс позиции 1—7 соответствуют натяжениям в начале криволинейного участка в определенных пределах (например, на диаграмме 1 — от 25 до 150 кН). Точка 1 соот­ ветствует минимальному расчетному значению натяжения. Далее натяжения на криволинейном участке, а значит, и мак­ симальное натяжение увеличивались на одинаковую величи­ ну. На оси ординат показана расчетная величина радиуса в метрах. Три ряда — 1, 3, 5 — радиусы кривизны, полученные из допустимого напряжения при растяжении грузонесущей ленты; ряды 2, 4 и 6 — из допустимого напряжения при сжа­ тии грузонесущей ленты.

Ряды 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6 рассчитаны соответственно для лент с модулем упругости 3000, 2000 и 1000 Н/мм прокладки.

Таким образом, радиус вертикальной переходной кривой крутонаклонного конвейера с прижимной лентой зависит от ти­ па ленты, уменьшаясь с уменьшением жесткости последней, и

ШРЯД1

■ РЯД2

РЯДЗ

Ряд4

■ РЯД5

□ Рядб

Рис. 8.12. Значения радиуса вертикальной кривой для конвейера производи­ тельностью Q = 2000 т/ч

натяжения на криволинейном участке, уменьшаясь с увеличени­ ем последнего, а также от агрегатной жесткости системы «несущая лента — грузоприжимная лента», которая является функцией жесткости лент, расстояния между роликоопорами, натяжения лент и линейной силы тяжести обеих лент груза. Так как существенное увеличение предварительного натяжения при­ водит к необходимости применения более прочной ленты и к другим негативным явлениям, этот способ уменьшения радиуса переходной кривой может иметь ограниченное применение. Бо­ лее эффективно использование лент с низким модулем упругости.

Расчеты показали, что при конвейерах производительно­ стью 2000—5000 т/ч радиус вертикальной кривой может состав­ лять 15—25 м.

Таким образом, с точки зрения энерго- и материалоемкости крутонаклонный подъем конвейером с прижимной лентой дос­ таточно конкурентоспособен, он уступает подъему ленточными конвейерами только по металлоемкости.

Опыт проектирования конвейеров с прижимной лентой по­ казал, что необходимы сбалансированные прижимные устрой­ ства, объединенные в независимые модули таким образом, что­ бы прижимные ролики этих устройств располагались на одном расстоянии по длине и ширине ленты достаточно близко друг к другу, чтобы быть полностью приспособлены к поперечной и продольной конфигурации материала, создавая «плавающую», «мягкую» прижимную систему: проход отдельных негабаритов лишь несколько приподнимает прижимную ленту с соответст­ вующим прижимным роликом, перераспределяя давление на ос­ тальные прижимные ролики.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Ленточные конвейеры в горной промышленности / Под ред. А.О. Спиваковского. — М.: Недра, 1982.

2.Шахмейстер Л.Г., Солод Г.И. Подземные конвейерные установки / Под ред. чл.-корр. АН СССР А.О. Спиваковского. — М.: Недра, 1971.

3.Dos. Santos J.A. Sandwich Belt High Angle Conveyors According to the Expanded Conveyor Tehnology. — Bulk Solids handling. — Vol. 20. — № 1. — USA, 2000.

4.Папоян Р.Л., Милехина Н.Г. Крутонаклонные и вертикальные конвей­ еры (патентный обзор). — М.: ЦНИЭИУголь, 1997.

5.Шешко Е.Е., Картавый А.Н. Эффективный крутонаклонный конвей­

ерный подъем из глубоких карьеров // Открытые горные работы. — 2000. —

№3.

6. Зенков Р.Л. Механика насыпных грузов. — М.: Машиностроение,

1964.

7.Черненко В.Д. Теория и расчет крутонаклонных конвейеров. —-Л .: Изд-во Ленинградского университета, 1985.

8.Курятников А.В. Исследования устойчивости груза на крутонаклонном конвейере с прижимной лентой // Сб.: Добыча угля открытым способом. — 1975. — № 12(120).

9.Коваленко В.И., Бондарев В.С. Усовершенствование загрузочной части крутонаклонных конвейеров с накладной лентой // Сб.: Горные машины и ав­ томатика. — М.: 1969. — № 6(111).

10.Картавый А.Н. Математическая модель переходного участка круто­ наклонного конвейера с прижимной лентой // Сб. докладов на 4-й Междуна­ родной конференции по горному транспорту и подъему. Горно-геологический факультет Белградского университета. — Югославия, 1999.

11.Андреев А.В., Дьяков В.А., Шешко Е.Е. Транспортные машины и ав­ томатизированные комплексы открытых разработок. — М.: Недра, 1975.

12.Conveyor Eqnipment. Manufacturers Asso ciation. Belt Conveyors for Bulk Materials. Fourlh Edition. 1994.

=\

i

СИСТЕМНАЯ МОДЕЛЬ НАДЕЖНОСТИ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА

____ II_____________________________

Ленточный конвейер представляет собой сложную техниче­ скую систему, состоящую из ряда механических и электромеха­ нических устройств, которые, в свою очередь, включают в себя множество узлов и деталей; это множество далее назовем мно­ жеством элементов конвейера. Поэтому деление конвейера как сложной системы на элементы достаточно условно и возможно на нескольких уровнях. Наиболее широко распространенная структурная схема ленточного конвейера включает привод (ПР), ленту (Л), конвейерный став (включая роликоопоры) (СТ), за­ грузочное устройство (ЗУ), натяжное устройство (НУ) и средст­ ва автоматизации (АВ) (рис. 9.1).

Силовое и кинематическое взаимодействие узлов и конст­ рукций конвейера носит сложный характер, а взаимное влияние часто является косвенным, поэтому схема связей, показанная на рис. 9.1, весьма условна.

Для представления взаимодействия элементов сложной сис­ темы с точки зрения работоспособности наиболее часто исполь­ зуются структурные схемы надежности. В этих схемах принято считать, что отказы элементов происходят независимо. Про­ стейшими схемами являются последовательное и параллельное соединения элементов [7]. В первом случае элементы влияют на работоспособность системы таким образом, что отказ любого из них приводит к отказу всей системы. При этом вероятность без­ отказной работы системы равна произведению вероятностей безотказной работы элементов. В этом случае схема конвейера,

Рис. 9.1. Схема связей между элементами ленточного конвейера

приведенная на рис. 9.1, преобразуется в схему его надежности, показанную на рис. 9.2.

Для исследования надежности ленточного конвейера нами использована логическая теория надежности [6], которая анали­ зирует надежность сложных объектов с применением методов теории дискретных процессов.

Поскольку наибольший интерес при исследовании надеж­ ности представляют законы распределения наработки между от­ казами и времени восстановления элементов конвейера, в каче­ стве модели надежности используется комбинация некоторых элементарных типовых блоков, формирующих и преобразую­ щих потоки импульсов единичной высоты, которые отражают работоспособные и неработоспособные состояния конвейера и его элементов. Поток подобных импульсов называют индика­ торной функцией, которая широко используется в теории на­ дежности. Заметим, что потоки импульсов, соответствующих индикаторной функции как функции времени, представляют со­ бой потоки готовности, а модель надежности конвейера являет­ ся моделью динамического автомата.

Чтобы разграничить рабочие процессы в ленточном конвей­ ере и его элементах и процессы изменения их работоспособно­ сти, в дальнейшем используем применяемое в логической тео­ рии надежности понятие «надежностный процесс на выходе ди­ намического блока». Используя приведенное ранее понятие «индикаторная функция», можно определить надежностный процесс (НП) на выходе блока как двоичную (булеву) индика­ торную функцию непрерывного времени, принимающую значе­ ния 1 или 0 и отражающую процесс смены соответственно рабо­ тоспособных и неработоспособных состояний элемента, на вы­ ходе которого она снимается.

П Р л с т З У Н У А В

Рис. 9.2. Структурная схема надежности ленточного конвейера при последо­ вательном соединении его элементов (условные обозначения те же, что и на рис. 9.1)

Влияние других блоков на надежность рассматриваемого бло­ ка выражается НП на выходе этого блока. В условиях, когда у бло­ ка отсутствуют входные НП ( автономный режим работы блока), на выходе имеет место НП, а в блоке — процесс смены состояний ра­ ботоспособности и неработоспособности в силу внешних физиче­ ских воздействий на элемент и внутренних условий. Надежностных процессов в блоке и соответственно на его выходе может быть не­ сколько, тогда блок рассматривается как многофункциональный.

Заметим, что НП на входе в блок и на его выходе могут происходить каждый по своей «внутренней шкале» времени. Поэтому для их взаимодействия необходима синхронизация — приведение к общей шкале счета времени. При этом образуется общая — системная шкала времени.

При исследовании надежности ленточного конвейера необ­ ходимо совместно рассматривать структуры двух различных уровней: уровня надежностных процессов и уровня системы производственной и технической эксплуатации. Нами принята схема исследования, показанная на рис. 9.3 (приведена последо­ вательность исследования).

Рис. 9.3. Схема исследования надежности ленточного конвейера

Отметим, что, поскольку остановка конвейера может воз­ никнуть независимо от наличия в нем неисправностей или отка­ зов, а именно в период простоя увязанного с ним в одну цепочку технологического оборудования (например, длительное отсутст­ вие поступления транспортируемого груза на ленту, переполне­ ние склада транспортируемого груза, во время ремонтной смены и прочих плановых и внеплановых простоев), то при анализе надежности его следует рассматривать как неавтономную сис­ тему.

9.1. ОПИСАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТА ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА

При описании надежности соответствующего отдельного элемента ленточного конвейера и характера ее изменения, сле­ дуя введенным нами выше определениям, мы используем сле­ дующую структурную модель элемента (рис. 9.4).

Элемент конвейера рассматривается как динамический блок, на вход которого поступают входные надежностные процессы (НПВ) Xij(t), где i — вид входного воздействия (/ = = 1,..., п); j — номер элемента конвейера (блока). Надежност­ ное состояние блока характеризуется параметром а,, кото­ рый, изменяясь в силу внешних воздействий и внутренних условий, образует во времени надежностный процесс в блоке (НПБ) а,(0.

НО: G,(* ,,« ,)

■Y (l)

Рис. 9.4. Структурная модель надежности у'-го элемента конвейера 362

Надежностное состояние блока и надежностное состояние его входа определяют влияние данного элемента (блока) на ра­ ботоспособность всего конвейера, а также, возможно, и других его элементов. Это влияние оказывает выходная величина бло­ ка (соответствующего данному элементу конвейера), которую будем называть собственно надежностным процессом (НП) Yj(t). При этом существует некоторый надежностный оператор (НО), формирующий значение У/f) в зависимости от Xy(t) и

a f t ) :

(9.1)

Причем значение УДг) может определяться как значениями Ху и cij в момент времени t, так и их значениями в некоторые пред­ шествующие моменты времени, а также значениями самой ве­ личины У, в некоторые предшествующие моменты времени. В соответствии с этими свойствами надежностного оператора Gj

различают три вида операторов: логический, временной, с па­ мятью.

Поскольку надежностные процессы характеризуют измене­ ние работоспособности объектов, то, считая, что надежностное состояние любых рассматриваемых нами объектов принимает только два значения: объект работоспособен (1) и объект нера­ ботоспособен (0), в дальнейшем полагаем величины Ху, aj и У, булевыми переменными, принимающими только значения 0 и 1. Операторы Gj являются двоичными операторами, а процессы Xy{t), aj(t) и Yj(t) — переключательными процессами, представ­ ляющими собой последовательность прямоугольных импульсов единичной высоты, перемежающихся паузами-интервалами ну­ левых значений процесса.

Характер переключательных процессов X(t), a(t) и Y(t), а также надежностного оператора G (х, а) зависит от свойств кон­ кретных элементов конвейера и режимов их эксплуатации. Рас­ смотрим эту зависимость более подробно.

9.2. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ И СВОЙСТВ ЭЛЕМЕНТОВ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА НА ПРОТЕКАНИЕ В НИХ НАДЕЖНОСТНЫХ ПРОЦЕССОВ

Временной график работы элемента (непрерывный, с пере­ рывами, периодическое или эпизодическое включение), пред­ ставленный в виде последовательности импульсов единичной высоты, является одним из входных процессов в надежностной модели этого элемента. Однако это имеет место, если расходо­ вание ресурса рассматриваемого элемента определяется не ка­ лендарным временем его эксплуатации, а чистым временем его работы или смежного оборудования.

Если считать условно замену невосстанавливаемого эле­ мента ленточного конвейера разновидностью восстановитель­ ной операции, то применительно ко многим элементам деление на восстанавливаемые и невосстанавливаемые не имеет практи­ ческого значения. Однако наличие или отсутствие резервных элементов влияет на выходной процесс Y(t) и порядок восста­ новления: предупредительное или аварийное, планируемое или нет, который, в свою очередь, влияет на процесс в блоке эле­ мента c i j ( t ) (см. рис. 9.4). Планово-предупредительные обслужи­ вающие воздействия являются одним из входных процессов в надежностной схеме элемента.

Существенным эксплуатационным свойством, присущим в определенной степени большинству элементов ленточных кон­ вейеров, является наличие резерва времени между отказом эле­ мента и отказом конвейера по вине этого элемента. В этом слу­ чае отказ элемента в течение определенного периода времени является неисправностью конвейера в целом, но не его отказом. Резерв времени может быть ограниченным некоторой фиксиро­ ванной величиной либо может позволять oтлoжиYь устранение отказа элемента до ближайшего простоя конвейера по организа­ ционным причинам (если устранение отказа не слишком трудо­ емко) или до ближайшей ремонтной смены, либо даже до бли-

364

Соседние файлы в папке книги