5.4 Динамические нагрузки ленточных конвейеров
Нагрузки, возникающие в ленте и узлах конвейера при транспортировании грузов, зависят от типа и параметров этих узлов, а также характеристики возмущений, вызываемых потоком транспортируемого груза.
Экспериментальными исследованиями института УкрНИИпроект был установлен характер изменения возникающих усилий в подвесках роликоопор (в осях роликов) и ударных нагрузок в ленте в месте погрузки породы на конвейер в зависимости от крупности транспортируемых пород, типа применяемых роликоопор, ширины лент и толщины их резиновых обкладок (номограмма на рисунке 5.4). На номограмме в верхнем правом квадранте показана сравнительная (для различных типов применяемых в пункте погрузки роликоопор) зависимость силы удара Рл по ленте шириной 1200 мм с верхней резиновой обкладкой толщиной δ = 6 мм от энергии соударения с кусками загружаемых пород Е.
В левом верхнем квадранте номограммы показаны кривые взаимосвязи силы удара по ленте и силы удара по подвеске в случае применения в загрузочном пункте трех- и пятироликовых обрезиненных роликоопор на канатном ставе и роликоопор с выносными амортизаторами.
В левом нижнем квадранте номограммы построены вспомогательные кривые, позволяющие установить влияние увеличения толщины резиновой обкладки ленты до 8, 10, 12, 18 и 22 мм на величину силы удара по ленте и в подвеске роликоопоры.
1 - жесткий став, трехроликовые необрезиненные опоры; 2 - то же, обрезиненные опоры; 3 - канатный став, трехроликовые обрезиненные опоры; 4 - пятироликовые опоры с выносными амортизаторами; 5 - то же, на канатном ставе; 6 - поддержка ленты только боковыми роликами
Рисунок 5.4. Номограмма для определения ударных нагрузок в ленте и усилий в роликоопорах и поддерживающих конструкциях загрузочной части конвейера:
В правом нижнем квадранте построены зависимости энергии соударения Е от размера транспортируемых кусков пород плотностью 2,5 - 2,6 т/м3 и ширины ленты.
Предварительная подсыпка мелких фракций транспортируемых пород на ленту при загрузке с помощью грохотов-питателей может способствовать снижению контактной силы удара крупных кусков по ленте и роликоопорам.
Влияние подсыпки мелких фракций груза на величину контактной силы удара в пункте погрузки конвейера показано на рисунке 5.5.
1 - 300 мм; 2 - 500 мм; 3 - 700 мм
Рисунок 5.5. Влияние толщины подсыпки насыпного груза на силу удара в месте погрузки в зависимости от величины максимального куска
Анализ приведенных данных показывает, что в узлах погрузки на конвейеры целесообразно применение:
пятироликовых обрезиненных опор, навешиваемых на канатном ставе, либо пятироликовых обрезиненных опор с выносными амортизаторами - для конвейеров с лентой шириной от 400 до 2500 мм;
трехроликовых обрезиненных опор на канатном ставе, либо с выносными амортизаторами - для конвейеров с лентой шириной до 1400 мм.
Для снижения энергии ударов транспортируемых пород погрузочные пункты целесообразно оборудовать питателями и профилированными лотками, уменьшающими высоту погрузки на ленту.
1 - n = 1,70; 2 - n = 1,85; 3 - n = 1,95; 4 - n = 6,80; 5 - n = 7,24; 6 - n = 7,80; 7 - n = 8,10; 8 - n = 8,15
Рисунок 5.6. Зависимость силы удара от конструкции роликоопор на линейной части конвейера при транспортировании: потоков (──) и отдельных кусков ( - - -) пород
При выборе конструкции и параметров линейной части конвейера анализируется связь силы удара Р с деформацией системы f, воспринимающей удар транспортируемого груза. Эта связь имеет нелинейный характер:
P = Cж·f n, (5.24)
где Сж - коэффициент жесткости системы; n - показатель нелинейности.
В результате экспериментально-теоретических исследований были определены:
показатели степени нелинейности системы n и зависимости силы удара по роликоопоре линейной части конвейера от энергии удара (рисунок 5.6);
влияние крупности кусков d'max транспортируемой породы и скорости движения ленты υ на величины динамических нагрузок в роликоопоре линейной части конвейера (рисунок 5.7).
amax, мм: 1 - 300; 2 - 500; 3 - 300; 4 - 700; 5 - 500; 6 - 700
Рисунок 5.7. Зависимость силы удара от скорости транспортирования крупнокусковых грузов при различных значениях крупности amax (── жесткий став, - - - канатный став)
По данным проведенных на стендах и в промышленных условиях исследований были определены рекомендации, ограничивающие допустимую силу удара по роликоопоре линейной части конвейера исходя из поведения материала на ленте. Эта сила должна не превышать определенную величину и служить критерием для выбора допустимого значения скорости движения лент при транспортировании крупнокусковых грузов.
По предварительным рекомендациям, при транспортировании крепких пород с кусками крупностью 500-700 мм скорость движения ленты должна приниматься не выше 3,5 м/с.