XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

В связи с увеличением объемов добычи и переработки полезных ископаемых, а также увеличением объемов перевозки покрывающих пород, углублением карьеров и шахт проблема транспортировки становится все более актуальной. Возможности традиционных видов транспорта горных предприятий (железнодорожного и автомобильного) практически исчерпаны. Практикой эксплуатации угольных шахт и карьеров с рыхлыми вмещающими породами доказана эффективность конвейерного транспорта.

На предприятиях ряда отраслей промышленности транспорт грузов не только органически связан с технологическими процессами, но и оказывает большое влияние на всю экономику производства. Правильный выбор подъемно-транспортного оборудования является решающим фактором нормальной работы и высокой продуктивности производства.

Наиболее прогрессивным направлением в развитии промышленного транспорта является его полная конвейеризация. В настоящее время наиболее широкое распространение получили ленточные конвейеры, при помощи которых можно транспортировать различные грузы на большие расстояния. Причем в некоторых случаях ленточные конвейеры оказываются значительно экономичнее автомобильного н даже железнодорожного транспорта. Особенно хорошие показатели дает применение ленточных конвейеров при разработке полезных ископаемых карьерным способом.

Транспортируемый материал попадает на ленту через загрузочную воронку и, располагаясь на ней слоем, уносится в направлении движения. Загрузочные воронки бывают неподвижные, когда погрузка производится в одном месте ленты, не подвижные, когда возможно грузить материалы в любом месте по длине конвейера. Разгрузка материала происходит либо на конце конвейера, либо в промежуточных пунктах, для чего применяются специальные сбрасывающие устройства. Грузы, транспортируемые лентой, могут быть сыпучие (уголь, кокс, руда, щебень, цемент, песок, зола и т. п.) или штучные (кирпичи, ящики, мешки, тюки и т. п.). Направление передвижения грузов может быть горизонтальным, наклонным или смешанным (наклонным и горизонтальным).

При равномерной загрузке ленточные конвейеры работают достаточно удовлетворительно даже при углах наклона больше указанных, так как в этом случае частицы перемещаемого материала как бы поддерживаются расположенным ниже материалом.

При прекращении подачи материала иа конвейер или неравномерной его подаче происходит скольжение крайних частиц материала по ленте, так как он не задерживается последующими порциями. Поэтому прн неравномерной подаче материала следует брать несколько меньшие значения угла наклона ленты.

При подаче штучных грузов угол наклона ленточных конвейеров выбирается в зависимости от характера перемещаемых грузов (обычно не более 18^е), так как при больших углах наклона грузы сползают с ленты, образуя завалы в хвостовой части конвейера.

Применение конвейеров на горнодобывающих предприятиях со скальными породами обусловлено степенью их пригодности для крупнокусковых грузов или подготовленности горной массы к транспортированию. В работах, посвященных транспортировке конвейерами скальных пород, нет единого подхода к оценке явлений и процессов, происходящих при доставке крупнокусковой горной массы, принципов конструирования и расчета таких установок. Целью настоящей монографии является разработка единого подхода к расчету и конструированию ленточных конвейеров для крупнокусковых горных пород, а также отдельных их элементов.

Конвейерами называются транспортные установки, обеспечивающие непрерывную одновременную погрузку, разгрузку и транспортировку материала специальным тягово-несущим органом. Для ленточного конвейера таким органом является резинотканевая или резинотросовая лента. Основные преимущества ленточного конвейера по сравнению с другими установками непрерывного действия — большие скорости транспортировки и тяговые усилия на один привод.

Большая скорость на ленточных конвейерах обусловлена высокой пропускной способностью погрузочно-разгрузочных узлов, качественным состоянием конвейерной трассы, сравнительно малой погонной массой движущихся частей, устойчивостью движения и долговечностью конвейерной ленты.

Для ленты характерна пропорциональность допустимой тяговой нагрузки ее ширине и числу прокладок.

Например, для резинотросовой ленты РТЛ-6000 шириной В = 2400 мм допустимая нагрузка S_Aon = 1,8 10^е Н. Длина одного става при такой прочности ленты достигает 6 км по горизонтали (при погонной массе груза 800 кг/м). Примерно такие же свойства имеют и зарубежные резинотканевые конвейерные ленты.

Для ленты РА-700 шириной В = 2000 мм допустимая тяговая нагрузка составляет 0,84 10^е Н.

Конвейеры на открытых разработках обеспечивают большую производительность (10—20 тыс. т/ч), дальность транспортировки (на десятки километров) [1], угол подъема (до 0,35 рад), а также полное соблюдение экологических условий.

Однако для конвейеров, в отличие, например, от железнодорожного и автомобильного транспорта, требуется высокая степень подготовленности горной массы, соблюдение прямолинейности трассы. При комбинированных видах карьерного транспорта (железнодорожно- и автомобильно-конвейерного) необходима высокая организация и ритмичность работы всех звеньев системы.

Для увеличения угла подъема конвейера на ленту иногда нашивают нли наклеивают поперечные полоски резиновой ленты, препятствующие сползанию груза. Применять поперечные полоски обычно можно только в тихоходных конвейерах небольших размеров, так как при больших скоростях поперечные полоски вызывают неравномерный ход холостой ветви по роликам.

Основные параметры и габариты ленточных стационарных конвейеров общего назначения должны соответствовать ГОСТ 1596-53.

Основным недостатком ленточных конвейеров является повышенный износ ленты при транспортировании крупнокусковых, абразивных и острогранных материалов. Срок службы ленты может быть значительно удлинен при весьма тщательном наблюдении и уходе за ней.

Нечетки рекомендации и по выбору скорости транспортирования. Например, согласно работе [2] для скальных пород и руд выбор скорости транспортирования определяется производительностью установки независимо от гранулометрического состава и крупности кусков груза. В работе [2] скорость предложено выбирать в зависимости от ширины ленты и крупности кусков, но их крупность ограничена размерами до 0,35 м. Неосвещенным остался вопрос о факторах, ограничивающих значение скорости (какую скорость следует принимать в зависимости от параметров конвейерной ленты, конструкции опорной части, крупности кусков). Возможно, что фактором ограничения скорости будет взаимодействие крупных кусков с лентой и роликоопорой. Одним из первых на этот вопрос попытался ответить А. В. Коваль [2] скорость транспортирования ограничена критическим значением, при котором коэффициент динамичности взаимодействия куска с роликоопорой равен двум. Это ограничение получено при условии, что при таком коэффициенте динамичности происходит отрыв куска от ленты с вероятным его выбросом за борт.

В современном массовом и крупносерийном производстве конвейеры являются неотъемлемой частью технологического процесса; они регулируют темпы производства, обеспечивают его ритмичность, повышают производительность труда и увеличивают выпуск, а также решают сложную механизацию и автоматизацию транспортных и технологических процессов.

Прямое соединение конвейерных машин с общим технологическим процессом производства предъявляет к ним особые требования к прочности и способности работать в автоматических режимах.

Новые конвейеры должны быть достаточно прочными, надежными, долговечными и экономичными в эксплуатации, а их производство должно производиться с наименьшими затратами материалов и рабочей силы. Для этого требуются комплексные теоретические и экспериментальные исследования и на основе их результатов - дальнейшее совершенствование методов расчета конвейеров. При решении практических вопросов, связанных с расчетом, проектированием и эксплуатацией конвейеров, возникают трудности из-за отсутствия систематического материала для непрерывных транспортных машин.

Значительная часть типов непрерывных транспортных машин в настоящее время унифицирована и производится рядом установок по тем же чертежам. Это, в первую очередь, относится к ленточным конвейерам общего назначения (рисунок 2), к несущим конструкциям, тележкам для литейных форм и т. д. Часть машин доставляется изготовителями отдельными сборками на основе монтажные чертежи конвейерной установки, разработанных с учетом конкретных условий. Металлическая несущая конструкция, на которой смонтированы узлы конвейера, в большинстве случаев не обеспечивается заводом-изготовителем и производится на месте организацией по установке или клиентом в соответствии с рабочими чертежами, разработанными для каждой конкретной установки. Таким образом, поставляются конвейерные ленты общего назначения, много скребковых, ленточных конвейеров, подвешенные грузоподъемные и толкающие, конвейерные ленты, ряд лифтов.

Тесная взаимосвязь транспортных средств с общим технологическим участием определяет высокую ответственность их работы и назначения. Поэтому конвейеры должны быть надежными (надежными), прочными, простыми в эксплуатации и способными работать в автоматических режимах.

Современное развитие всех отраслей промышленности определяет следующие основные тенденции в развитии конвейерных машин.

Создание машин для непрерывной транспортировки товаров от начальной до конечной точки по прямому и сложному пространственному пути в значительной степени. Это направление зависит от создания многоприводных конвейеров различных типов (подвесных, пластинчатых, скребковых, ленточных), мощных ленточных конвейеров с тяжелыми ремнями, ленточно-веревочных и ленточных цепных транспортеров с сильным тяговым элементом в форме каната или цепи, изогнутых скребковых и ленточных конвейеров, разветвленных систем подвесных толкающих конвейеров, трубчатых скребковых конвейеров с пространственным путем и т. д.

Конвейер - непрерывная машина для перемещения сыпучих, кусковых или штучных грузов. Конвейеры наиболее целесообразно классифицировать в соответствии с принципом действия и конструктивными характеристиками, типом тягового и весового органа, типом транспортируемого груза, целью и областями применения.

Главной классификационной особенностью конвейера является тип тяговых и несущих конструкций. Имеются конвейеры с лентой, цепью, веревкой и другими тяговыми органами, и конвейерами без тягового органа (винт, инерционный, вибрирующий, ролик). В зависимости от типа несущего корпуса конвейеры могут быть: ленточными, пластинчатыми, скребковыми, подвесными, с тележками, ковшами или люлечными, а также винтовыми, инерционными, вибрирующими, роликовыми.

В современных предприятиях конвейеры используются как:

- высокопроизводительные транспортные средства, перевозящие товары из одной точки в другую на участках внутрихозяйственного и, в некоторых случаях, внешнего транспорта;

- транспортные агрегаты мощных перезагружающих устройств (например, перегружатели мостов, разбрасыватели и т. д.) и погрузочно-разгрузочные машины;

- машины для перемещения товаров через технологический процесс поточного производства с одной рабочей станции на другую, от одной технологической операции до другой, создание, организацию и регулирование темпов производства и комбинирования, в некоторых случаях, функций устройств хранения (передвижные склады) и грузовые распределители - продукция по отдельным технологическим линиям;

- машины и устройства передачи в технологических автоматических линиях для производства и обработки деталей и компонентов изделий.

Повышение производительности конвейерных установок осуществляется путем выбора наиболее рациональной формы несущего элемента, а также путем увеличения скорости несущих элементов.

- Повышение надежности машин и упрощение их технического обслуживания в суровых условиях, включая предпосылки для перехода на полную автоматизацию машинного и машинного управления.

- Автоматизация управления машинами и сложными конвейерными системами с использованием компьютеров.

- снижение веса и уменьшение габаритных размеров конвейеров благодаря принципиально новым, легким конструкциям машин и их компонентов, широкому применению пластмасс и легких сплавов, изогнутых металлических профилей вместо прокатки и т. Д.

- улучшение условий труда обслуживающего персонала и производственных работников, исключая возможность потери перевозимого груза, изоляцию от окружающей среды измельченных, горячих, карбонизирующих и химически агрессивных грузов.

- Унификация и нормализация оборудования с одновременным увеличением количества его стандартных размеров.

- Повышение качества и культуры производства за счет широкого применения передовых технологий и технической эстетики.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Аверченков, В.И. Представление и обработка нечеткой информации в многокритериальных моделях принятия решений для задач управления соци­альными и экономическими системами / В.И. Аверченков, А.В. Лагерев, А.Г. Подвесовский // Вестник Брянского государственного технического универси­тета. - 2015. - № 2.- С. 97-104.

Автоматизированное проектирование машиностроительного гидропри­вода / Под общ. ред. С.А. Ермакова. - М.: Машиностроение, 2018. - 312 с.

Азбель, М.Д. Раннее обнаружение пожаров на ленточных конвейерах с использованием термокабеля [Электронный ресурс] / М.Д. Азбель, Б.А. Аннен­ков, Б.Г. Горшков. - Режим доступа: http://www.fireengine.ru/article/protectowire/ lentochnyi-konveier/.

Александров, А.В. Сопротивление материалов / А.В. Александров, В.Д. Потапов, Б.П. Державин. - М.: Высш. шк., 2016. - 560 с.

Александров, М.П. Грузоподъемные машины / М.П. Александров. - М.: МГТУ им. Баумана - Высш. шк., 2017. - 552 с.

Александрова, Т.В. Исследование процессов, происходящих при обры­ве ленты наклонного конвейера / Т.В. Александрова // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2017. - № 6 (43). - Т.1. - С. 15-22.

Код для цитирования: Скопировать