УАЛБЛИВЛЮЪШЕ

Развитие транспорта кусковых и сыпучих грузов с использова­ нием ленточных конвейеров на горных и металлургических пред­ приятиях, предприятиях энергетического комплекса, строительной индустрии, химической и других отраслей промышленности обус­ ловлено потребностью увеличить такие показатели, как произво­ дительность, длина транспортирования, ширина и скорость движе­ ния конвейерной ленты. Эти тенденции развития конвейерного транспорта, в свою очередь, требуют решать на принципиально ином качественном уровне проблемы торможения ленточных конвей­ еров с большими значениями кинетических энергий.

Решению подлежат: во-первых, проблема торможения конвей­ еров, работающих в обычном штатном режиме при различных углах наклона конвейера к горизонту и различных направлениях транспортирования (на подъем или на спуск груза), и, во-вторых, проблема торможения в условиях возникновения аварийной ситу­ ации при обрыве ленты, связанная с выбором устройств для улав­ ливания грузонесущей и холостой ветвей конвейерной ленты.

Предлагаемая книга посвящена теоретическому обоснованию расчета и выбора технических средств для торможения конвей­ еров и улавливания оборвавшихся конвейерных лент, их класси­ фикации, современным требованиям к оборудованию, описанию конструкций, методов расчета и выбора тормозов, остановов и ло­ вителей лент со схемами размещения тормозных и улавливаю­ щих устройств на конвейере, а также примерам расчета и выбора основных параметров этого оборудования.

Глава 1

КЛАССИФИКАЦИЯ ТОРМОЗНЫХ

ИУЛАВЛИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

1.1.ТРЕБОВАНИЯ К ТОРМОЗНЫМ, СТОПОРНЫМ И УЛАВЛИВАЮЩИМ УСТРОЙСТВАМ

Всоответствии со своим функциональным назначением тор­ мозные, стопорные и улавливающие устройства при эксплуата­ ции ленточного конвейера работают в принципиально различ­ ных режимах, хотя все они предназначены для затормаживания конвейера (тормоза) и его стопорения (тормоза и остановы) или затормаживания и удержания основного элемента конвейера — ленты при ее обрыве (ловители).

Тормоза работают в течение всего времени работы конвейера и пауз в его работе: при движении конвейерной ленты постоянно включен привод механизма размыкания тормоза, действующий от внешнего источника энергии, также как и двигатель привода самого конвейера. В период между включениями конвейера по­ стоянно задействован механический привод механизма замыка­ ния тормоза — пружинный или грузовой.

Останов так или иначе работает в течение всего времени рабо­ ты конвейера, хотя и при минимальной нагрузке на рабочие эле­ менты; при остановке конвейера элементы останова кратковре­

менно динамически нагружаются, после чего, во время паузы

вработе конвейера, испытывают статическую нагрузку. Улавливающие устройства (одно или несколько комплектов

взависимости от их типа, длины, условий работы и нагружения конвейера) включаются в работу только в аварийной ситуации — при обрыве конвейерной ленты, но в этот относительно редкий и кратковременный по длительности период испытывают весьма значительные динамические и статические нагрузки. Поэтому для обоснованного выбора из большого арсенала затормаживаю­ щих устройств всех трех типов (особенно улавливающих уст­ ройств) и их соответствующей классификации с набором наибо­ лее значимых классификационных признаков следует знать ос­ новные требования к затормаживающим устройствам ленточ­ ных конвейеров.

В соответствии со своим назначением в составе привода лен­ точного конвейера т о р м о з н ы е у с т р о й с т в а должны отвечать следующим требованиям:

иметь механизм замыкания с приводом механического типа, не зависящим от внешнего источника энергии, — в виде пружи­ ны (или нескольких пружин) сжатия или противовеса, т. е. тор­ моз должен быть нормально замкнутым;

обеспечивать надежное затормаживание конвейера в течение расчетного времени при любом нормативном износе фрикцион­ ных элементов (накладок) тормозных колодок и растормаживание конвейера при включении его приводного электродвигателя; приводы механизмов замыкания и размыкания тормоза дол­ жны обладать высокими показателями долговечности и ремон­

топригодности; обеспечивать возможность регулирования параметров тормо­

за (перемещений подвижных элементов, зазоров между тормоз­ ным шкивом или диском и колодками) при минимальных тру­ доемкости работ и затратах времени на эти операции;

тормозной шкив (или тормозной диск) при заданном диамет­ ре должен иметь минимально возможный момент инерции;

в качестве сменных накладок тормозных колодок должны ис­ пользоваться износостойкие и теплостойкие материалы с повы­ шенными фрикционными качествами для уменьшения диаметра тормозного шкива или диска и сокращения габаритных разме­ ров всего тормоза.

Требования к остановам определены их назначенем в системе привода конвейера — удерживать от обратного движения загру­ женную ленту наклонного конвейера, транспортирующего груз вверх:

обеспечивать надежное стопорение конвейера при минималь­ ном обратном ходе конвейерной ленты;

рабочие элементы остановов должны обладать повышенной усталостной прочностью, допускающей многократное надежное функционирование остановов;

остановы должны срабатывать автоматически при реверсе кон­ вейерной ленты без задействования дополнительных кинемати­ ческих связей.

У л а в л и в а ю щ и е у с т р о й с т в а (ловители конвейер­ ных лент) в соответствии со своим назначением и особыми усло­ виями включения их в работу (через относительно большие, ни­ как не контролируемые промежутки времени) должны удовлет­ ворять следующим основным требованиям:

обеспечивать надежный захват и удержание оборвавшейся ленты в любых горнотехнических условиях, при любой штатной нагрузке ленты транспортируемым грузом, с исключением по­ вторного разрыва ленты в момент улавливания, улавливать лен­ ту при минимальном тормозном пути (скатывании ленты);

обеспечивать автоматическое срабатывание сразу после обры­ ва ленты при максимальном быстродействии;

при нормальной работе конвейера элементы ловителя не дол­ жны контактировать с транспортируемым грузом, движущимися конвейерной лентой и роликоопорами, ограничивать производи­ тельность конвейера, оказывать дополнительные сопротивления движению ленты;

не препятствовать осмотру, техническому обслуживанию и ре­ монту оборудования конвейера;

не допускать ложного срабатывания; конструкция ловителя должна соответствовать размерам ти­

повых сечений горных выработок и конвейерных галерей, чтобы впоследствии при внедрении ловителей не измененять опорные металлоконструкции конвейера и его оборудование;

обеспечивать минимальные трудоемкость работ и затраты вре­ мени для восстановления работоспособности конвейера перед его последующим пуском;

обеспечивать возможность улавливания оборвавшейся ленты как с ее реверсом после обрыва, так и без реверса;

на грузолюдских конвейерах обеспечивать улавливание лен­ ты без взаимодействия рабочих органов ловителя с наружной поверхностью грузовой ветви;

рабочие элементы ловителя должны сохраняться в работоспо­ собном состоянии в течение всего периода нормативной работы конвейера, не подвергаться быстрому абразивному и усталостно­ му изнашиванию и коррозии при снижении прочностных харак­ теристик силовых элементов;

исключать обширные повреждения ленты при ее улавлива­ нии;

иметь минимальную материалоемкость и стоимость, быть про­ стыми в обслуживании и ремонте;

обеспечивать безопасность обслуживающего персонала как при нормальной работе конвейера, так и при улавливании оборвав­ шейся ленты;

у ловителей для грузолюдских конвейеров тормозное усилие должно быть приложено только с нижней стороны грузовой лен­ ты, при этом недопустимо размещение над лентой каких-либо элементов конструкции ловителя.

1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ТОРМОЗОВ И ОСТАНОВОВ

Применяемые на ленточных конвейерах нормально замкну­ тые тормоза различают:

по конструкции — двухколодочные; дисково-колодочные; по месту установки в системе привода конвейера — на быстро­

ходном валу редуктора; на тихоходном валу со стороны привод­ ного (головного) барабана конвейера;

по типу привода механизма замыкания — с пружинным за­ мыканием; грузовым замыканием;

по типу привода механизма размыкания — с короткоходовы­ ми электромагнитами; с электромеханическими толкателями (ЭМТ); с электрогидравлическими толкателями (ТЭГ); с длинно­ ходовыми электромагнитами; с пневматическим приводом;

по линейному (угловому) перемещению подвижного элемента привода размыкания — короткоходовые (электромагниты, ЭМТ); среднеходовые (ТЭГ, пневмоцилиндры); длинноходовые (электро­ магниты, ТЭГ);

по развиваемому тормозному моменту — с малым и средним тормозным моментом (с приводом от короткоходового электро­ магнита, ЭМТ); с увеличенным тормозным моментом (с приво­ дом от ТЭГ, длинноходовых электромагнитов и пневмоцилинд­ ров).

Остановы (стопорные устройства) различают:

по принципу действия — фрикционные и зубчатые; по конструкции — роликовые; ленточные с фиксированным и

нефиксированным свободным концом; закрепленные на непод­ вижной раме и на тележке (фрикционные); храповые с внешним и внутренним зацеплением; с собачкой, постоянно прижатой к зубчатому колесу; с отводимой собачкой — бесшумные храповые остановы; с одной и несколькими смещенными собачками (зуб­ чатые);

по месту установки в системе привода ленточного конвейера — на быстроходном вале; тихоходном вале;

по обратному ходу конвейерной ленты при стопорении кон­ вейера — с весьма малым обратным ходом — роликовые, храпо­ вые остановы и с увеличенным обратным ходом — ленточные остановы.

1.3. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛОВИТЕЛЕЙ

Ловители предназначены для улавливания оборвавшейся кон­ вейерной ленты при максимально возможном ограничении не­ благоприятных последствий аварийной ситуации, неожиданно возникшей при эксплуатации конвейера (см. п. 1.1). В силу осо­ бенностей процессов улавливания оборвавшейся ленты и ее удер­ жания в этом положении до начала восстановительных работ на конвейере тормозное усилие может быть реализовано только за счет сил трения между улавливаемой, а затем удерживаемой лен­ той и рабочими органами ловителя или конвейера.

К настоящему времени известно (на разных стадиях прора­ ботки) большое число конструкций ловителей, основанных на различных принципах действия. Эти конструкции можно клас­ сифицировать по следующим основным признакам:

по области использования — ловители для грузовых конвейе­ ров; ловители для грузолюдских конвейеров;

по характеру приложения тормозного усилия к улавливаемой ленте по ее длине — ловители с местным приложением тормоз­ ного усилия; ловители с распределенным приложением тормоз­ ного усилия;

по характеру приложения тормозного усилия по ширине улавливаемой ленты — ловители с приложением тормозного уси­ лия по всей ширине ленты (к всему поперечному сечению лен­ ты); ловители с приложением тормозного усилия к большей ча­ сти ширины ленты; кромочные ловители с приложением тормоз­ ного усилия к боковым свободным от транспортируемого груза кромкам конвейерной ленты;

по направлению захвата конвейерной ленты — ловители с за­ хватом ленты в вертикальной плоскости; ловители с захватом ленты в горизонтальной плоскости;

по направлению воздействия на ленту для создания тормозно­ го усилия — ловители с верхним активным и нижним пассив­ ным воздействиями; ловители с верхним пассивным и нижним активным воздействиями; ловители с боковым активным воз­ действием (симметрично продольной оси ленты); ловители с ниж­ ним активным воздействием; ловители с верхним и нижним активным или пассивным воздействиями;

по способу создания тормозного воздействия — механические, вакуумные, магнитные;

по виду рабочего органа механического типа — ловители с подвижными рычажным, эксцентриковым, клиновым, маятнико­ вым, барабанным, роликовым, канатным, туннельно-клиновым, по­ перечным рамочным, продольно ограничительным (жестким или гибким) рабочими органами;

по способу включения — ловители с Непосредственным авто­ матическим включением при обрыве ленты; ловители с включе­ нием от соответствующих датчиков обрыва или других сигналь­ ных устройств;

по виду привода подвижного рабочего органа — от ленты при изменении направления ее движения при обрыве (через обгон­ ную муфту непосредственно или через мультипликатор); от лен­ ты при ее провисании; от противовеса (непосредственно или че­ рез редуктор) с включением стопора от сигнала датчика обрыва ленты; от привода с внешним источником энергии с включени­ ем от датчика обрыва ленты;

по возможности использования на конвейерах в зависимости от направления транспортирования груза — используемые толь­ ко на конвейерах, транспортирующих грув на подъем (уклонные конвейеры); используемые на конвейерах, 'Транспортирующих груз вниз (бремсберговые конвейеры) и на Конвейерах при любом направлении транспортирования груза;

по длине тормозного пути при улавлиМнии ленты — ловите­ ли с нулевым тормозным путем; ловителК» улавливающие ленту при средней, а также при значительной Длине тормозного пути (до 30-50 % длины конвейера);

по степени подвижности рабочих оргаКОв ловителя — ловите­ ли с неподвижными, а также с сочетанием подвижных и непод­ вижных рабочих органов;