Основные элементы

Основными элементами скреперной установки являются скрепер, скреперная лебедка, головной и хвостовой канаты, отклоняющие блоки и погрузочный полок.

Эффективность работы скреперной установки в значительной степени зависит от правильно выбранной формы скрепера, его веса, углов зачерпывания, скорости движения.

На угольных шахтах применяются подковообразные и коробчатые скреперы; форма их выбирается таким образом, чтобы обеспечивалось наилучшее внедрение и заполнение скрепера.

В рудной промышленности наибольшее применение получили гребковые и ящичные скреперы (рис.12.3). Ящичные скреперы применяются для транспортирования хорошо разрыхленных горных пород с относительно небольшим насыпным весом. Для доставки неоднородных по составу и крупности, хрупких, тяжелых, склонных к слеживанию пород применяются гребковые скреперы.

Главным параметром скрепера является его емкость. Рациональным рядом предусмотрена следующая емкость скреперов: 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,6 м³.

Вес скрепера и его основные размеры являются подчиненными параметрами.

Собственный вес скрепера ориентировочно можно принимать

, кг

где: G – вес перемещаемого скрепером материала, кг.

Линейные размеры скреперов могут быть определены по формулам:

, м;

, м;

, м

где: h, b, l – соответственно высота, ширина и длина скрепера, м;

V – емкость скрепера, м³.

Для скреперной доставки применяются двух- и трехбарабанные лебедки с соосным расположением (двигатель и барабан размещены на одной оси) и с расположением двигателя параллельно общей оси барабанов (рис.12.4). Привод электрический или пневматический. Обычно барабаны скреперных лебедок сидят на валу свободно. Движение им передается встроенными планетарными передачами, а включение производится при помощи ленточных тормозов.

Рис. 12.4 Схемы скреперных лебедок: а – двухбарабанные соосные; б – трехбарабанные соосные; в – двухбарабанные параллельные

Наиболее широкое применение получили лебедки с электрическим приводом и соосным расположением двигателя.

Для стандартного ряда лебедок, включенных в типаж, предусмотрена мощность электродвигателей: 10, 17, 30, 55 и 100 кВт; скорость рабочего каната 1,12 ÷ 1,32 м/сек и холостого 1,5 ÷ 1,8 м/сек.

Блоки скреперных установок должны иметь небольшой вес, быть удобными для переноски и закрепления, обеспечивать простую и легкую заправку каната и исключать возможность заклинивания каната между блоком и обоймой. Для блоков предусматривается 4 типоразмера с диаметром 200, 250, 320 и 400 мм.

Расчет скреперной установки

При расчете определяется емкость скрепера или его производительность, основные размеры скрепера (или тип стандартного скрепера), тип скреперной лебедки, тяговое усилие канатов на барабанах лебедки, мощность двигателя и расход энергии на транспортирование.

1. Производительность и емкость скрепера.

Производительность скреперной установки

, т/ч (1)

где: V – емкость скрепера, м³;

- число циклов в 1 ч;

Т_ц – продолжительность цикла, сек;

, сек (2)

; ;

- соответственно продолжительность зачерпывания, рабочего и холостого хода, сек;

- продолжительность пауз, связанных с переключением барабанов, сек;

L – длина доставки, м (обычно L задана);

- длина пути зачерпывания, м;

- соответственно скорости зачерпывания, рабочего и холостого ходов, м/сек.

Предварительно по табличным данным подбирают скреперную лебедку и для данной лебедки принимают определенные значения рабочей и холостой скоростей движения каната.

Из формулы (1) по заданной производительности можно определить потребную емкость скрепера:

, м³

Коэффициент наполнения скрепера принимается для крупнокусковой породы и руды 0,5 ÷ 0,7; для мелкой породы и руды 0,6 ÷ 0,9; для угля 0,9 ÷ 1,0.

Полученная емкость скрепера округляется до ближайшей стандартной, по которой и производится выбор скрепера и его основных размеров.

2. Тяговое усилие и мощность двигателя.

Тяговое усилие каната при рабочем ходе скрепера

, кГ (3)

и при холостом ходе

, кГ (4)

где: f₁ и f₂ – коэффициенты трения соответственно транспортируемого груза и скрепера о почву выработки (при транспортировании руды f₁ = 0,6 ÷ 0,8; f₂ = 0,4 ÷ 0,6);

= 1,4 ÷ 1,5 – коэффициент неучтенных сопротивлений (трение каната, сопротивление на роликах и др.).

Тяговое усилие на рабочем канате при зачерпывании материала

, (5)

где: - коэффициент дополнительных сопротивлений при зачерпывании; для скальных пород средней крепости = 1,5 ÷ 1,6, а для крупнокусковой и плохо взорванной породы = 2,2.

По максимальному тяговому усилию (рабочий ход) и запасу прочности т = 4,5 ÷ 6,0 определяют разрывное усилие каната

, кГ

По этому усилию подбирают из справочника диаметр каната.

Выбор мощности двигателя скреперной лебедки производится по условиям нагрева (среднеквадратичному току) или приближенно по среднеквадратичной мощности

, кВт (6)

где ; ; , кВт

- соответственно мощность на рабочем валу при зачерпывании, рабочем и холостом ходах.

Установленная мощность двигателя

, кВт

где: = 1,25 ÷ 1,35 – коэффициент запаса мощности;

= 0,75 ÷ 0,80 – к.п.д. редуктора.