Введение к работе
Актуальность работы. В последние десятилетия в мировой практике эксплуатации горных предприятий появилось большое число систем непрерывного транспорта, осуществляющих доставку полезного ископаемого на значительные расстояния.
При транспортировании полезного ископаемого на расстояния в десятки километров ленточным конвейерам приходится преодолевать естественные преграды, что приводит к их изгибам одновременно в вертикальной и горизонтальной плоскостях, т.е. преодолевать пространственную трассу. Пространственная трасса таких конвейеров описывается пространственной кривой. В настоящее время в технической литературе отсутствуют данные необходимого и достаточного числа параметров для пространственных трасс. Недостаточно внимания уделено влиянию геометрических параметров пространственной криволинейной трассы конвейера на характер движения конвейерной ленты и условия её устойчивого движения, а также на коэффициент сопротивления движению ленты по криволинейным участкам.
При проектировании и последующей эксплуатации мощных ленточных конвейеров с пространственной трассой проблема переходных режимов, и особенно пуска, является одной из приоритетных с точки зрения обеспечения стабильного движения ленты (без схода ленты в сторону) по криволинейным пространственным участкам. Поэтому обоснование параметров ленточных конвейеров для транспортирования горной массы по пространственной криволинейной трассе с учётом пусковых режимов является актуальной научной задачей.
Целью работы является создание математической модели конвейеров с пространственной криволинейной трассой для обоснования конструктивных и геометрических параметров их линейной части с учетом динамических усилий в ленте в период пуска, её типа и физико–механических свойств.
Идея работы состоит в обосновании параметров пространственной криволинейной трассы и става ленточного конвейера на основе оценки устойчивости ленты против бокового схода с учетом пусковых режимов.
Научные положения, выносимые на защиту:
аналитические выражения условий устойчивости ленты против бокового схода на пространственной криволинейной трассе конвейера в зависимости от её кривизны и кручения;
аналитическая зависимость сопротивления движению ленты на пространственных криволинейных участках трассы от их кривизны и кручения;
аналитические зависимости для оценки максимальных динамических усилий в ленте при пуске конвейера, от её типа и физико–механических свойств;
математическая модель для расчёта параметров мощных ленточных конвейеров с пространственной трассой, учитывающая геометрические параметры трассы и переходные процессы в контуре ленты при пуске конвейера.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций базируются на применении современных научных методов исследований с использованием фундаментальных исследований в области математического анализа; теории упругости; волновой механики; математического моделирования, а также на результатах тяговых расчётов на ЭВМ с применением пакета программ «Мathcad», в том числе и действующих зарубежных установок, расхождение с параметрами которых составляет не более 10%.
Научная новизна исследования заключается:
в разработке аналитических выражений условий устойчивости ленты против бокового схода на пространственной криволинейной трассе конвейера в зависимости от её кривизны и кручения;
в определении аналитической зависимости сопротивления движению ленты на пространственных криволинейных участках трассы от их кривизны и кручения;
в разработке аналитических зависимостей для оценки максимальных динамических усилий в ленте при пуске конвейера от её типа и физико – механических свойств;
в разработке математической модели расчёта параметров мощных ленточных конвейеров с пространственной трассой, учитывающей геометрические параметры трассы и переходные процессы в контуре ленты при пуске конвейера.
Научное значение диссертации состоит в разработке многопараметрической математической модели, описывающей поведение конвейерной ленты на пространственной криволинейной трассе, с учетом конструктивных параметров става конвейера, физико–механических характеристик ленты, геометрических параметров трассы и переходных процессов в контуре ленты при пуске конвейера.
Практическое значение выполненных исследований заключается в разработке и внедрении методики расчёта параметров ленточных конвейеров для транспортирования горной массы по пространственной криволинейной трассе с учётом пусковых режимов.
Реализация выводов и рекомендаций работы. «Методика расчёта параметров ленточных конвейеров для транспортирования горной массы по пространственной криволинейной трассе с учётом пусковых режимов» принята ОАО «Объединенные машиностроительные технологии».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на VI «Московском подъемно-транспортном форуме» (Москва, МВТУ им. Н.Э Баумана, 2010 г.), на международных научно – технических симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2010-2012 гг.), научных семинарах кафедры ГМТ МГГУ.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы три научных статьи в изданиях, входящих в перечень рецензируемых, утверждённых ВАК Минобрнауки Российской Федерации.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, приложения, список использованных источников состоит из 103 наименований и включает 44 рисунка и 36 таблиц.
