ВОЗВРАЩЕНИЕ К ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ: КОНВЕЙЕР – ПОЕЗД ДЛЯ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВЫХ ИСКОПАЕМЫХ - Студенческий научный форум

VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

ВОЗВРАЩЕНИЕ К ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ: КОНВЕЙЕР – ПОЕЗД ДЛЯ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВЫХ ИСКОПАЕМЫХ

 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Содержание

Введение 4

1 История и проблемы 7

1.1 История разработок 7

1.2 Проблемы 8

2 Проектирование и расчет элементов ленточного конвейера 11

2.1 Классификация ленточных конвейеров 11

2.2. Элементы ленточных конвейеров 14

2.3 Изгибающийся конвейерный поезд 16

2.4 Цель и задачи 22

2.5 Проектирование модели в ANSYS 23

2.6 Программа моделирования нагрузки на участке ленты 30

2.7 Вывод 34

Заключение 35

Список использованной литературы 36

Введение

Подорожание подземной разработки угля особенно с 90г. прошлого века

резко снизило конкурентоспособность подземной добычи угля, привело к существенному расширению открытой добычи. Но в чем причины того что уголь добываемый на шахтах вызвал бурные дискуссии о не эффективности подземной разработки.

Возможно не эффективен процесс технического перевооружения ведущих промышленных предприятий, головных отраслевых НИИ и способов инженерного моделирования. Сегодня имеются системы автоматизированного проектирования (САПР), главной задачей внедрения, которых является снижение издержек и сжатие сроков проектирования и производства, за счет замены реальных процессов прототипирования, макетирования, испытаний и т.д. – их виртуальными аналогами. Возможно ли в горном деле с учетом грядущих структурных перемен в объемах и ассортименте добываемых ископаемых преодолеть наступающий кризис и какова в этом роль разработки мобильной доставочной техники на базе ленточного конвейера. Работа выполняется с учетом возможности разворота ленты на 90 градусов. На текущий момент в Кар ГТУ многие вопросы с применение в этих целях скребкового конвейера решены, но в вопросах проектирования ленточного конвейера много неясностей. Эти задачи в практике стран СНГ решены фрагментарно, а в США имеется одна фирма, изготовляющая такие системы. К сожалению, вопросы проектирования не освещены в технической литературе, а редкие фото конвейеров не позволяют судить о принципиальных решениях и методиках, сводя вопросы к предположениям. Поэтому предпринята попытка исследовать эту сложную научно-техническую задачу. Здесь одним из важных вопросов является проектирование элементов изгибающегося в 3 d ленточного конвейера с натяжным и приводным барабаном с лентой. Следует построить распределение напряжений в ленте в нагруженном состоянии. Для этого моделируется участок замкнутой ленты с барабанами и проектируется элемент ленточного конвейера, натяжного и приводного барабана с лентой. Это позволит построить распределение напряжений в ленте в нагруженном состоянии.

Процесс технического перевооружения ведущих промышленных предприятий, головных отраслевых НИИ и т.д., имеющий место в настоящее время, и альтернативы которому нет ввиду жесткой конкуренции на отечественном и мировом рынках, требует обновления материального обеспечения на основе системы автоматизированного проектирования (САПР), главной задачей внедрения которых является снижение издержек и сжатие сроков проектирования и производства, за счет замены реальных процессов их виртуальными аналогами. Рост числа рабочих мест САПР на предприятиях, несмотря на нынешние трудности, показывает факт востребованности на рынке труда специалистов, владеющими подобными технологиями проведения инженерного анализа с помощью САЕ-системы ANSYS.

Но применение таких систем и особенно развитие его некоторого направления должно производиться с осмыслением процессов развития быстро изменяющихся горных технологий. Рассматриваемый пример этого непосредственно касается. Элементы новой горной технологии рассматривались в Казахстане и ранее, более того мы считаем, что разработка близкой конструкции конвейер - поезда в США с отставанием на 10 - 15 лет подтверждает возможности восстановления науки.

1 История и проблемы разработок

1.1 История разработок

Побудительные причины разработки - сложное экономическое состояние горного дела сложившаяся с начала 90- х годов

Как известно разработка полезных ископаемых ведется в основном двумя способами:

-подземным

-открытым

Понятно что если месторождение близко к поверхности земли то применяется открытая система разработки для которой технику казалось бы проще спроектировать. Обычно предельной глубиной до которых эффективна открытая разработка принималась в СССР до 90 м., хотя этот параметр варьировался для разных условий.

Рассмотрим объемы пустых пород вынимаемые в открытой и подземной системах разработки для того, чтобы отработать некоторый объем полезного ископаемого. Назовем ε величину показывающую отношение объема полезного ископаемого к вынутым породам для открытой и подземной разработки

вынутая порода для открытой разработки H*L*B

вынутая порода для подземной h*l*b*K

H - глубина работ;

L, B- длина и ширина месторождения в рамках разработки

K - коэффициент, учитывающий количество проводимых выработок на глубине h, сечением b длиной l.

90 * 1000*300 =27000000

5 * 1000*3 + 2 * 90*5 =15900

ε = 0,0006

Т.е. если на каждые 5 т пустых пород при подземной выемке следует вынуть 8333 т пустых пород при открытой разработке, причем в реальности глубины карьеров сегодня достигают 300 м и более. При обосновании открытых работ учитывались расходы на восстановление экологии, однако их нормы весьма растяжимы, а в реальности они определяются коэффициентом ε и при реальном учете ущерба никакие разговоры о преимуществах открытых работ перед подземными не состоятельны. И сегодня существуют работы, утверждающий что карьеры главный и определяющий компонент разрушения экологии включая и глобальной потепление.

1.2 Проблемы разработок

На рубеже 90 годов в подземной технологии горных работ в шахтах закрепились изменения давшие повод говорить о неэффективности подземной добычи, мы считаем что это произошло в результате монополизации проектных и добычных работ фирмами, делающими упор на выемку длинными лавами в идеальных горногеологических условиях. Это привело к тому что в условиях низкооплачиваемой рабочей силы добыча пластовых полезных ископаемых стала широко распространяться в странах третьего мира, чему способствовал международный характер корпораций, которые стремились в первую очередь освоить полезные ископаемые залегающие в идеальных горногеологических условиях. При этом предостережения национальных академий наук (например, ИПКОН РАН в российской федерации или ИПКОН НАН в Казахстане ) о особой ценности углеводородов и необходимости комплексного использования сырья и образующихся в результате добычи выработок были отодвинуты.

При этом камерные технологии имевшие в несколько раз меньшие капитальные затраты и лучшие показатели эффективности (в США) были фактически вытеснены из дальнейших разработок. В других же странах они применялись в гораздо меньших объемах. Наш анализ показал, что дополнительными сдерживающими камерные технологии причинами также являлись:

- застой в области разработки мощных двигателей в небольшом объеме рабочего пространства;

- застой в области простых и надежных средств доставки энергии к забою;

- сложности создания быстроразборной крепи для проходческих работ;

- сложности вентилирования проходческих забоев.

В настоящее время эти вопросы частично решены и в частности энерговооруженность забоев возросла не менее чем в 2 раза.

Однако долгое время не решенным оставался вопрос мобильного автоматизированного входа и выхода из камеры очистного и транспортного оборудования. Поэтому еще в СССР (Казахстан, Караганда) этому уделялось большое внимание. Был разработан автоматизированный камерный агрегат для выемки тонких угольных пластов ТЕНТЕК 2КБ. Не вдаваясь в другие подробности отметим, что новинкой решения было создание так называемого конвейера - поезда из секций на колесах который мог изгибаться в 3 d в любом месте става, что обеспечило автоматизированную проходку камер в обе стороны от подготовительной выработки в которую вводился агрегат. Научный руководитель работ д.т.н., проф. Ким Альгерт Васильевич. Главный конструктор ТЕНТЕК 2КБ к.т.н. Пономарев Борис Яковлевич, (08.1938г - 01.2016 г.) последние годы проработал ведущим специалистом завода КЛМЗ, Председателем государственной аттестационной комиссии КарГТУ по специальности магистратуры Технологические машины и оборудование.

Испытания этого автоматизированного агрегата умевшего различать уголь и породу проводилась на ш. Тентекская. Была доказана возможность выемки тонких угольных пластов без присутствия людей в очистном забое.

ТЕНТЕК 2КБ из выемочного штрека постепенно разворачивая головную часть на 90 гр. внедрялся в пласт и проходил камеру длиной до 100м. При этом привод располагался на выемочном штреке в конце агрегата, а вращение исполнительного органа производилось через карданную передачу. В камерных технологиях между камерами обычно оставляются угольные целики. Но у ТЕНТЕК 2КБ была возможность после выемки камеры в обратном ходе, при возвращении на штрек, развернуть стрелу и отработать ранее оставленный целик, что уменьшало потери угля. Транспортирование угля производилось горизонтально замкнутым конвейером с консольными скребками, проходящим через весь став поезда с образованием двух полостей, рабочей и холостой, ветви в правой и левой частях сечения агрегата. Однако распад СССР не позволил продолжить работу над агрегатом. Следующий конвейер - поезд с очистным комбайном был создан в США через 10-15 лет. Он уже предусматривал работу в забое людей и применение анкерной крепи. В качестве конвейера был использован ленточный, состоящий из секции на рисунке 1, это объяснялось просто. Фирма, разрабатывающая агрегат специализировалась на таких типах конвейера. Такой став, как и в ТЕНТЕК 2КБ, устанавливался на колесной платформе.

На текущий момент многие вопросы с применение в этих целях скребкового конвейера решены, но в вопросах ленточного конвейера много неясностей. Эти задачи в практике стран СНГ решены фрагментарно, а в США имеется одна фирма, изготовляющая такие системы. Однако вопросы проектирования не освещены в технической литературе, а редкие фото конвейеров не позволяют судить о принципиальных решениях и методиках, сводя вопросы к предположениям поэтому предпринята попытка исследования этой сложной научно-технической задачи. Вначале необходимо создать упрошенную 3 d модель участка ленты и барабанов, для чего провести анализ конструкции ленточных конвейеров.

2 Проектирование и расчет элементов ленточного конвеера

2.1 Классификация ленточных конвейеров

Ленточные конвейеры можно условно разделить на три группы: общего назначения – такие конвейеры применяется в основном в качестве внутризаводского транспорта; конвейерыбольшой мощности – данные конвейеры используются для транспортирования груза (уголь, руда, нерудные ископаемые) на сравнительно дальние расстояния. В свою очередь такие конвейеры подразделяются на конвейеры, предназначенные для подземных и открытых горных работ.

Ленточные конвейеры общего назначения выполняют стационарными и передвижными (рис. 2). Они предназначены для транспортирования в горизонтальном и наклонном (до 24) направлениях различных сыпучих (крупностью до 400 мм), штучных и тарных грузов. В комплектацию таких конвейеров, как правило, входят привод, натяжное устройство, барабаны приводные и натяжные, роликоопоры желобчатые и прямые, предохранительные и разгрузочные устройства. Применяют обычно резинотканевые ленты по ГОСТ 20–85*.

Рис. 2. Схема передвижного конвейера общего назначения

Ленточные конвейеры для открытых работ предназначены для транспортировки вскрышных пород и ископаемых крупностью до 400 мм в сложных горно-геологических и климатических условиях. В унифицированном исполнении приводная станция приспособлена для установки промежуточного загрузочного устройства; для поддержания холостой ветви ленты применяют подвесные гирляндные роликоопоры, улучшающие центрирование и очистку ленты; обеспечивается возможность компоновки приводов в правом и левом, одно приводном и двух приводном исполнениях.

Наиболее мощные ленточные конвейеры тяжелого типа с жестким ставом для доставки абразивных скальных пород повышенной плотности и крупностью до 500 мм обеспечивают производительность 4000 м3/ч.

Помимо основных узлов, ленточные конвейеры имеют вспомогательное оборудование, обеспечивающее их эксплуатацию в заданном режиме и создающее условия для нормальной и надежной работы всех механизмов. К такому оборудованию относятся загрузочные, центрирующие и очистные устройства, устройства для контроля пробуксовки, целостности, обрыва лент, уборки просыпи и пылеподавления; аппаратура автоматического управления и сигнализации.

По профилю трассы ленточные конвейеры разделяют на горизонтальные (рис. 3, а), наклонные и комбинированные (рис. 3, б, в), т. е. горизонтально-наклонные с одним или двумя перегибами.

Рис. 3. Схемы трасс ленточных конвейеров:

а – горизонтального; б, в – комбинированных

В зависимости от направления движения груза ленточные конвейеры разделяют на подъемные с уклоном вверх и с уклоном вниз.

По форме ленты и размещению груза на ней бывают конвейеры с плоской и желобчатой лентой, с верхней (основной тип) и нижней или обеими несущими ветвями.

По типу тягового органа различают конвейеры с тканевой, стальной и проволочной лентами, а также канатно-ленточные и ленточно-цепные.

По углу наклона трассы конвейеры разделяют на пологонаклонные, крутонаклонные (более 22) и вертикальные.

2.2. Элементы ленточных конвейеров

Ленты конвейеров. В конвейерах применяются следующие разновидности лент:

  • резинотканевые;

  • резинотросовые;

  • стальные (ленточного и плетеного типов).

Наибольшее распространение получили резинотканевые ленты.

Направляющие и поддерживающие устройства ленточных конвейеров.

В качестве направляющих ленту устройств применяются концевые, отклоняющие и оборотные барабаны. Барабаны могут выполнять функции приводных и натяжных элементов соответствующих устройств.

Для поддержания ленты с грузом служат основные верхние (рабочие), нижние (холостые) и специальные роликоопоры. Иногда, преимущественно для легких передвижных конвейеров, применяются поддерживающие сплошные настилы.

Натяжные устройства

Натяжные устройства придают ленте натяжение, достаточное для передачи на приводном барабане тяговой силы трением при пуске конвейера и при установившемся движении, ограничивают провисание ленты между роликоопорами, компенсируют удлинение ленты в результате вытяжки ее в процессе работы и сохраняют некоторый запас длины ленты, необходимый для ее ремонта при повреждениях.

Натяжные устройства ленточных конвейеров могут быть винтовыми, грузовыми, гидравлическими и лебедочными, а по их расположению на трассе – хвостовыми и промежуточными; натяжение ленты осуществляют перемещением натяжного барабана.

Загрузочные устройства конвейера

Загрузочные устройства (рис. 4.) делятся на три типа: с принудительным, сложным и самотечным движением насыпного груза. В загрузочных устройствах с принудительным движением груз перемещается под воздействием приводных устройств – питателей (рис. 4, а, б, в, г, ж, и). Эти устройства имеют большие габаритные размеры и конструктивно сложны.

В загрузочных устройствах со сложным движением (рис. 4, к) груз перемещается самотечно и принудительно (например, вибрационный питатель с направляющим вибролотком).

Рис. 4. Загрузочные устройства ленточных конвейеров: а – вибрационный питатель; б – ленточный питатель; в – барабанный питатель; г – скребковый питатель; д – воронка с затвором; е – направляющий лоток; ж – дисковый питатель с лотком; и – волновой питатель с наклонным днищем; к – вибрационный питатель с направляющим лотком

В загрузочных устройствах с самотечным движением груз перемещается только под действием сил тяжести. К ним относятся воронки с затворами и без затворов, направляющие лотки прямолинейного и криволинейного профиля. Устройства с самотечным движением груза, состоящие из загрузочной воронки и направляющего лотка, не имеют приводных механизмов, просты по конструкции и применяются наиболее часто.

2.3Изгибающийся конвейерный поезд (Flexible Conveyor Train) JOY.

Данный конвейер повышает производительность проходческого комбайна непрерывного действия, являясь компонентом единой системы (рис. 5). С помощью этого конвейера процесс добычи угля намного увеличивается, так как транспортирование полезного ископаемого ведется непрерывно, синхронизировано с комбайном, рисунки 5 - 14

Рисунок 5 – Общий вид изгибающегося ленточного конвейера

Отбитый при выемке уголь непосредственно с комбайна поступает на изгибающийся конвейерный поезд.

С изгибающегося конвейерного поезда уголь поступает на ленточный конвейер. Длина изгибающегося конвейерного поезда (по фактическим данным) может достигать 175м. Максимальный радиус поворота конвейра на 900 равняется 7 метрам. Техническая производительность поезда - до 27 м3/мин. Ресурс гарантийной бесперебойной работы - 1 млн.т угля.Конвейер может работать на углах наклона выработок до 300.

Поезд конструктивно состоит из отдельных модулей. Визуально выделяются загрузочная секция (бункер с дробилкой) (рис. 6, 7), непосредственно самоходный изгибающийся став конвейера, разгрузочная секция (рис. 8, 9, 10) изгибающийся конвейерный поезд → ленточный конвейер.

Рисунок 6 – Загрузка полезного ископаемого в приемный бункер конвейера

Рисунок 7 – Загрузочная секция (бункер с дробилкой)

Рисунок 8 – Разгрузочная секция (прямая разгрузка).

Рисунок 9 – Разгрузочная секция (боковая разгрузка).

Рисунок 10 Схематический чертеж погрузочной и разгрузочной части 4FCT

В поезде используется специальная конвейерная лента, которая в центре усилена сверхпрочным гибким материалом - кевларов. Лента при транспортировании полезного ископаемого принимает желобчатую форму (рис. 11), но после разгрузки при возврате она становится плоской, это видно на разгрузочной части конвейера (рис. 8). Это достигается тем, что лента усилена в центре и относительная ее гибкость (мягкость) по краям обеспечивают нормальную работу поезда при значительных поворотах выработок.

Рисунок 11 – самоходный изгибающийся став

Одна секция става конвейера состоит из трех роликоопор, двух удерживающих ленту дисков от заворачивания ленты, и возвратного ролика (рис. 12). Передвижение става осуществляется с помощью моно гусениц, распложённых на определенных расстояниях друг от друга (рис. 13).

Рисунок 12 – став конвейера без ленты

Рисунок 13 – Общий вид става конвейера в работе.

Поезд оборудуется системой автоматизации, которая позволяет «запоминать» путь движения поезда на поворотных участках во время взятия заходок. Поезд FCT управляется одним оператором, допускает дистанционное радиоуправление (рис. 14), а также предлагает большое число дополнительных возможностей, позволяющих максимально увеличить производительность горных работ, и в то же время обеспечивает сокращение временных затрат на обслуживание и ремонт.

Рисунок 14 – Блок управления с пультом дистанционного управления работой конвейра

2.4 Цель и задачи

Спроектировать элемент ленточного конвейера, натяжного и приводного барабана с лентой. Построить распределение напряжений в ленте в нагруженном состоянии. Для этого строится участок замкнутой ленты с барабанами. Решаются вопросы моделирования ленты с учетом возможности ее нагружения натяжной станцией через барабаны и транспортируемым грузом. Возможности расчета деформаций и напряжений в ленте. Работа выполняется с учетом возможности перехода к расчету разворота ленты на 90 градусов.

2.5 Проектирование модели в ANSYS

Строим ленту ленточного конвейера, и разбиваем на участки рабочую часть ленты, чтобы в процессе решения мы получили более детальный и точный результат решения, рисунки 15- 29.

Рисунок 15

Далее строим приводной и натяжной барабаны.

Рисунок 16

Барабаны строятся с необходимым запасом с каждой стороны чтобы не было соскальзывания ленты в процессе работы.

Рисунок 17

Построение сетки. Сетку строим с помощью программы MESH. Для свободного построения сетки выбираем FREE.

Рисунок 18

Приложение нагрузок. Закрепляем приводной барабан, для этого выделяем две площади барабана по двум концам и фиксируем по всем направлениям. Задаём нагрузку по двум точкам, имитируем натяжение ленты при работе. Запускаем решение.

Рисунок 19

Получаем деформации после нагрузок.

Рисунок 20

Вид сбоку

Рисунок 21

Смотрим результаты решения.

Рисунок 22

Рисунок 23

Рисунок 24

Рисунок 25

Рисунок 26

Напряжения в по средней оси ленты, см. 1 и 2 точку

PATH,A1C1,2,30,100! а 30!?

PPATH,1,0,0,0.26,0.5,0,!Первая координата !точки,

!определяющая путь

PPATH,2,0,2,0.26,0.5,0,!Вторая !координата точки,

Рисунок 27

Напряжения в по сечкнию ленты у склея схода с барабана , см. 1 и 2 точку

PPATH,1,0,0,0.26,0,0,!Первая координата !точки,

!определяющая путь

PPATH,2,0,0,0.26,1,0,!Вторая !координата точки,

Рисунок 28

Напряжения в по сечению ленты в середине пролета , см. 1 и 2 точку

PPATH,1,0,1,0.26,0,0,!Первая координата !точки,

!определяющая путь

PPATH,2,0,1,0.26,1,0,!Вторая !координата точки.

2.6 Программа моделирования нагрузки на участке ленты

/NOPR! переход к объмной задаче

/PMETH,OFF,0

KEYW,PR_SET,1

KEYW,PR_STRUC,1

KEYW,PR_THERM,0

KEYW,PR_FLUID,0

KEYW,PR_ELMAG,0

KEYW,MAGNOD,0

KEYW,MAGEDG,0

KEYW,MAGHFE,0

KEYW,MAGELC,0

KEYW,PR_MULTI,0

KEYW,PR_CFD,0

/GO

/prep7 ! Вход в препроцессор

/UNITS,SI ! расчеты в с.СИ

ET,1,SOLID92 ! Выбор конечного элемента

!Лента

MPTEMP,,,,,,,,

MPTEMP,1,0 ! Отключить температуру

MPDATA,EX,1,,2e6 !Модуль упругости

MPDATA,PRXY,1,,0.45 !Коэффициент Пуассона

MPDATA,DENS,1,,1200 !Плотность

!Барабаны

MPTEMP,,,,,,,,

MPTEMP,1,0 ! Отключить температуру

MPDATA,EX,2,,4e10 !Модуль упругости

MPDATA,PRXY,2,,0.25 !Коэффициент Пуассона

MPDATA,DENS,2,,7000 !Плотность

!Блок построения ленты

x1=0

x2=0.5

y1=0.25

y2=0.27

z1=0

z2=0.33

x3=0

x4=0.5

y3=0.25

y4=0.27

z3=0.33

z4=0.66

x5=0

x6=0.5

y5=0.25

y6=0.27

z5=0.66

z6=1

x7=0

x8=2

y7=-0.25

y8=-0.27

z7=0

z8=1

block,x1,x2,y1,y2,z1,z2, !Верхняя лента ч1

block,x3,x4,y3,y4,z3,z4, !Верхняя лента ч2

block,x5,x6,y5,y6,z5,z6, !Верхняя лента ч3

block,x7,x8,y7,y8,z7,z8, !Нижняя лента

FLST,3,3,6,ORDE,2

FITEM,3,1

FITEM,3,-3

VGEN,2,P51X, , ,0.5, , , ,0

FLST,3,3,6,ORDE,2

FITEM,3,1

FITEM,3,-3

VGEN,2,P51X, , ,1, , , ,0

FLST,3,3,6,ORDE,2

FITEM,3,1

FITEM,3,-3

VGEN,2,P51X, , ,1.5, , , ,0 ! Разбитие ленты на участки

cylind,0.26,0.27,0,1,90,270

cylind,0.25,0.26,0,1,90,270

cyl4,2,0,0.26,90,0.27,-90,1

cyl4,2,0,0.25,90,0.26,-90,1

!Блок построения барабанов и кусков ленты на завороте по барабану

cyl4,0,0,0.07,0,0.25,360,1.02

cyl4,2,0,0.07,0,0.25,360,1.02

cyl4,2,0,0.07,0,0.25,360,-0.02

cyl4,0,0,0.07,0,0.25,360,-0.02

vglue,all ! Склеить все

! Блок разбивки линий на отрезки для более меньшего размера сетки

lesize,33,0.01

lesize,67,0.01

lesize,23,0.0025

lesize,24,0.0025

lesize,13,0.0025

lesize,8,0.0025

lesize,44,0.0025

lesize,37,0.0025

lesize,55,0.0025

lesize,60,0.0025

Блок построения сетки

!барабан

TYPE, 1 ! Конечный

MAT, 2 ! уст атрибут

MSHKEY, 0! регл вид сетки

VMESH,35,36

VMESH,37

!Лента

TYPE, 1 ! Конечный

MAT, 1 ! уст атрибут

MSHKEY, 0! регл. вид сетки

VMESH,38

VMESH,34

VMESH,33

VMESH,20,32

При разработке полотна ленточного конвейера имеем центральную мало деформируемую часть, которая обеспечивает прочность полотна и в основном воспринимает нагрузку тягового органа. Ленты справа и слева сшиваются с ней и выполняются из хорошо растягивающегося материала. Натяжение этих лент выбирается из условия обеспечения сжатия части ленты от первональной длины смонтированной на центральную основу и расположенную ближе к центру радиуса поворота таким образом, что бы не просходило коробления и выпирания ленты. Т.е., при повороте, поскольку эта часть сжимается она должна вернуться в ненатянутое состояние, когда σсж =0. Если считать, что начальная и конечная плошадки, где начинается и заканчивается разворот взаимно перпендикулярны, то разница между длинами с внешней Rвн и внутренней

Rву стороны ленты составит:

Rвн - Rву

(2π Rвн -2π Rву)/4 = ∆

Первоначальная длина полотна на участке до осуществления поворота L

L =2π Rвн/4

Например, для внешнего контура ленты в 11 м удлинение составит 1,56 м., т.е.14 %. исходя из этого можно получить максимальное разрывное напряжение на контуре σр. Тогда требование к материалу ленты можно предъявить в таком виде

ε>= 0,14; σр >= [σр]

Более точную картину можно получить при моделировании зоны разворота на основе конечно-элементных технологий Ansys, рисунок 29

Отметим, что возможности моделирования превосходят реальные схемы установки ленты и в самом деле невозможно установить точное положение полотна в пространстве отклонения неустранимы как вследствие неточности изготовления и монтажа деталей и самой ленты. Это ограничивает возможности следования расчетным параметрам и приведет к явлениям неустойчивости ленты, вспучивания по внешним и внутренним контурам. Следовательно потребуются устройства по обеспечению прижима ленты к направляющим роликоопорам, что видно из конструкции изготовленной в США.

Рисунок 29

2.7 Вывод

Были решены поставленные цели – это спроектированы элементов ленточного конвейера, натяжного и приводного барабана с лентой. Были рассчитаны деформации и напряжения, возникающие в самой ленте. На основании этого я получил следующие ответы. При сборке ленточного конвейера трудно обеспечить точность приложения нагрузки для растяжения самой ленты. На практике параллельность задания точек невозможна, и поэтому при задании нагрузки происходи сложное деформирование ленты. Или ленту попросту выворачивает по окружности. Это хорошо отражено и наглядно видно на отчетах по схемам. Так же отражены значения напряжений возникающих в определённых местах ленты и в точках, которых было задана сила с помощью, которой мы натягивали ленту.

Заключение

В данной курсовой работе были решены задачи связанные горными машинами и горно шахтным оборудованием. Задачи были решены с помощью пакетов САПР. Была выполнена главная цель курсового проекта которой являлось - закрепление лекционного материала и навыков, приобретенных нами в процессе выполнения лабораторных и практических работ по автоматизированному проектированию технических объектов, представляющих собой сложные механические системы современных горных машин и устройств, с гидропневмо и электроприводом применяемых в горных работах.

Практическая задача была решена на пакете Ansys. В задаче было смоделированы главные рабочие элементы ленточного конвейера, приводной и натяжной барабаны, были произведены расчеты на основание которых мы получаем следующий вывод. Были решены поставленные цели – это спроектированы элементов ленточного конвейера, натяжного и приводного барабана с лентой. Были рассчитаны деформации и напряжения возникающие в самой ленте. На основании этого я получил следующие ответы. При сборке ленточного конвейера трудно обеспечить точность приложения нагрузки для растяжения самой ленты. На практике параллельность задания точек невозможна, и поэтому при задании нагрузки происходи сложное деформирование ленты. Или ленту попросту выворачивает по окружности. Это хорошо отражено и наглядно видно на отчетах по схемам. Так же отражены значения напряжений возникающих в определённых местах ленты и в точках, которых было задана сила с помощью, которой мы натягивали ленту.

Полученные результата будут использоваться для разработки модели поворота ленты на 90 градусов.

Список использованной литературы

  1. Каплун А.В.: ANSYS в руках инженера

  2. Басов К.А.: ANSYS справочник пользователя 2005

  3. Конюхов А.В: основы анализа конструкций в ANSYS

  4. Бейсембаев К.М.: Методическое указание по выполнению курсового проекта

  5. Нургужин М.Р., Даненова Г.Т.: Инженерные расчеты в Ansys: сборник приемов.

  6. Слесарев В.Д.: Механика горных пород.

  7. www.kaz-referat.kz/gornye/materials

 

35

 

Просмотров работы: 1402