книги / Скребковые конвейеры

Если же учесть, что возможен случай взаимодействия всей поверх­ ности цепи с углем, то величина F для двухцепного конвейера СП202М на 1 м будет:

=0,5 • 44,91.5,6 - 200.0,9983 + 44,91.5,6 • 200 - 0,0581 =

=25106,845 + 2922,1 = 28028,946 кг = 274963,9 Н,

где 5 = 56 мм — максимальный размер цепи калибром 18 х 64 мм по ширине; Ь%= 1000 мм, если считать, что один изгиб става в гори­ зонтальной плоскости имеется от передвижки конвейера. Кроме того, гипсометрия пластов такова, что минимум три-пять изгибов имеют­ ся в вертикальной плоскости на длине 150 м, то значения силы разру­ шения угля в направляющих возрастает в 4—6 раз из-за увеличения

будет остановлен из-за ’’заштыбовки”, как принято говорить.

Для одноцепного конвейера с цепью в центре става, например кон­ вейера СПЦ261, на 1 м сила будет в 2 раза меньше, а на полной длине в 4 раза меньше, так как цепь взаимодействует только с днищем рештачного става и составит оринетировочно 300 кН, т.е. при работе с двумя приводами по 110 кВт работа конвейера будет обеспечена. Но в слу­ чае применения центральных сдвоенных цепей, например у конвейера СПЦ271, на полной длине сила для разрушения угля составит ориен­ тировочно 600 кН и уже при работе конвейера с двумя приводами по 110 кВт тяговый орган будет остановлен.

Проведенный количественный анализ показывает существенную роль процесса разрушения угля в зазорах между тяговым органом и рештачным ставом с направляющими. Тенденция вынесения цепей из направляющих позволяет уменьшить силу от разрушения угля в несколько раз, хотя уровень нагрузок остается значительным и по­

Соответственно крутящий момент сопротивления движению на выходном валу приводного блока

М„ = R c o s a 2 ( A L A R ' S *

Сj - . j

ления от собственного груза и тягового органа, которые определя­ ются известным методом [3] обхода по контуру. Момент М2 - мо­ мент, который пропорционален отклонению скорости )Q и направ­ лен против движения, т.е. обладает демпфирующими свойствами. Эта величина является математическим выражением демпфирования, ко­ торое проявляет себя при взаимодействии привода и тягового орга­ на с грузом в рештачном ставе. Момент М3 —возбуждающий момент, является функцией времени и определяется сечением раздавливаемого материала и формой изгибов рештачного става, которая в свою очередь зависит от гипсометрии пласта и шага передвижки конвейера. Состав­ ляющая М4 имеет свойства и демпфирующего, и возбуждающего дей­ ствия. Величина этого момента в несколько раз меньше других сос­ тавляющих, которые входят в формулу. С целью упрощения в первом приближении этой составляющей момента можно пренебречь.

В выражении (6.26) коэффициенты А и В определяют следующим образом. Коэффициент А — постоянная составляющая синусоидальной функции, ее можно при статической оценке принять равной математи­ ческому ожиданию появления изгибов рештачного става в зависимос­ ти от гипсометрии пласта, т.е. А = тп.

Приравнивая функцию А В sin ^ - t < 1 вероятности попадания

Тгг,

Рвеличины z (количество изгибов рештачного става по гипсометрии

где тп — математическое ожидание появления изгибов рештачного става; оп — среднее квадратическое отклонение случайной величины появления изгибов рештачного става; Ф — интеграл вероятности или функция Лапласа, таблицы значения которой имеются в справочниках; Рг — нижний предел появления изгибов рештачного става (в случае идеальной гипсометрии равен 1), т.е. числу изгибов в плоскости про­ стирания пласта на шаг передвижки; аг —верхний предел появления изгибов рештачного става, равный числу секций рештачного става плюс ” 1” (от изгиба в плоскости простирания на шаг передвижки конвейера).

Наибольший интерес из всех составляющих момента сопротив­ ления движению Мс представляет А/2, который определяется в резуль­ тате взаимодействия привода, тягового органа, рештачного става при раздавливании материала в зазорах во время движения. Момент М2 называется демпфирующим и рассчитывается по выражению

но от динамических параметров привода. Через момент М2 просле­ живается обратная связь по перемещению тягового органа с приводом.

Полученное выражение для определения момента сопротивления MQ позволяет составить уравнения движения конвейера, с помощью которых можно описать замкнутую систему ’’привод — тяговый ор­ ган с грузом в рештачном ставе”.

+ cx (v>, - <р2) = Hj (/w, X£/*H pg - Tr dMTldt);

3 2^2 ~ cx (*i “ V>2) = n2(iL0i K lkHPS - TrdMr/dt);

'„A =kH(S)Md2 + Tr dMr/dt - i ^ / k Hpg-,

Решение системы дифференциальных уравнений (6.30) осущест­ влялось на ЭВМ Раздан-2. Применение ЭВМ позволяет исследовать влияние параметров привода на величину действующих нагрузок во всех элементах конвейера.

Таким образом, существующие методы расчета сопротивлений движению тягового органа не учитывают полностью разрушения транс­ портируемого материала (горной массы), а также влияние парамет­ ров привода на этот процесс, происходящий в зазорах между тяго­ вым органом и решт&чным ставом. При установлении энергетических и динамических параметров забойнный скребковый конвейер следует рассматривать как замкнутую систему ’’привод — тяговый орган” с разрушением транспортируемого материала в зазорах между рештачным ставом и тяговым органом. Процессы, происходящие в тяговом органе и приводе, при транспортировании горной массы следует отнес­ ти к автоколебательным. Задание внешней нагрузки как функции времени позволяет применять методы теории колебаний и теории слу­ чайных функций при исследовании автоколебательных процессов в системе ’’тяговый орган — привод”. Предложенная методика вероят­ ностного определения сил сопротивления движению в системе ’’тяго­ вый орган — привод” позволяет рассчитывать на статическую проч­ ность элементы конвейера и исследовать влияние динамических ха­ рактеристик и параметров привода на действующие нагрузки. Произ­ веденная оценка динамических параметров забойного конвейера на основе анализа амплитудно-частотных характеристик показывает, что гидромуфта в 2—3 раза снижает динамические нагрузки в конвейере

по сравнению с приводом без гидромуфт, а применение гидромуфт в приводе забойных скребковых конвейеров снижает амплитуды ко­ лебаний усилий в цепях, трансмиссии и двигателе, благодаря ее дисси­ пативным и инерционным свойствам. Это в свою очередь позволяет повысить эксплуатационную надежность конвейера.

7. ЭНЕРГОЗАТРАТЫ СОВРЕМЕННЫХ ЗАБОЙНЫХ КОНВЕЙЕРОВ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ УГЛЯ

7.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНОЙ

СИСТЕМЫ ’’ПРИВОД-ТЯГОВЫЙ ОРГАН С ГОРНОЙ МАССОЙ В РЕШТАЧНОМ СТАВЕ С НАПРАВЛЯЮЩИМИ”

Так как забойный скребковый конвейер является автоколебатель­ ной системой, то имеющие место потери энергии должны восполняться электродвигателем. Исследованиями ряда авторов показано, что энерго­ затраты машины в рабочем режиме зависят от амплитуды и частоты ко­ лебаний. Этими же исследованиями подтверждается, что замена меха­ нического привода гидравлическим приводит к снижению энергозатрат в рабочем режиме.

Для установления зависимостей, которые определяют энергетиче­ ские потери автоколебательной системы ’’тяговый орган —привод”, про­ анализируем одномассовую систему, которая описывается следую­ щим уравнением для установившегося режима работы

где Мс = Мср ± АТ,*; Мс — момент сопротивлений движению (рис. 7.1). Плотность распределения случайной величины Мс, учитывая изло­

женное в п. 6*4,выражется формулой

*У.

где тм — магматическое ожидание момента сопротивления движению; ом среднее квадратическое отклонение момента сопротив­ ления движений; — плотность распределения момента сопротив­ ления движению.

Найдем мощность, которая расходуется системой ’’тяговый ор­ ган —привод” за один цикл колебаний:

Рйс. 7.2. Зависимости КПД (т?), учитываю­ щего потери при колебаниях нагрузки и скорости, от изменения динамических пара­ метров конвейера СП202М

учитывая, что амплитуда скорости Г2т для одномассной системы рав­ на £1т = Мт Хсо/с, где X — ордината амплитудно-частотной характе­ ристики; с —жесткость. Получим

Анализируя выражение (7.6), видим, что мощность за период колеба­ ний расходуется на среднюю ожидаемую нагрузку и нагрузку колеба­ ний. Амплитуда колебаний (Мт), частота их (со), коэффициент дис­

колебаниях. Поэтому расчет энергетических потерь системы ’’тяговый орган —привод” следует веста с учетом динамических процессов, про­ исходящих при транспортировании груза. На рис. 7.2 представлены за­ висимости КПД (т?), учитывающего потери при колебаниях нагрузки и скорости от изменения динамических параметров конвейера СП202М.

тw П

Мср

При этом т? = ----- -------- и варьируются величины (X, С, Мт , со) при

v т

фиксированных значениях остальных параметров.

Как видно из рис. 7.2, для конвейера СП202М т? имеет максималь­ ное значение в зоне а.

Мощность привода в условиях эксплуатации существенно зависит ’также от предварительного натяжения тягового органа.