Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и постановка задач 11
1.1. Перспективы применения и опыт эксплуатации ленточных конвейе
ров для транспортирования крупнокусковых скальных грузов 11
1.1.1. Область применения ленточных конвейеров и особенности их работы 11
1.1.2. Специальные конструкции роликоопор 15
1.1.3. Опыт эксплуатации распределительных ленточных конвейеров на предприятиях АК «АЛРОСА» 19
1.2. Обзор научно - исследовательских работ по вопросам надежности ленточных конвейеров 21
1.3. Обзор научно - исследовательских работ по вопросам динамического взаимодействия груза и опорных элементов на конвейерах, транспортирующих крупнокусковые грузы 25
1.4. Постановка задач исследования 33
2. Исследование факторов, влияющих на надежность работы распределительных конвейеров 36
2.1. Исследование потока отказов распределительных конвейеров в условиях обогатительной фабрики Удачнинского ГОКа 36
2.1.1. Методическое и программное обеспечение 36
2.1.2. Анализ потока отказов распределительных конвейеров по данным эксплуатации с использованием банка данных 39
2.2. Исследование основных характеристик потока насыпного груза 61
2.2.1. Определение структуры насыпного груза и его гранулометрического состава 62
2.2.2. Определение закона распределения интервала между крупными кусками 66
2.2.3. Определение возмущающей силы от потока груза на загрузочное устройство, оборудованное батутной подвеской 70
2.3. Выводы 74
З. Теоретические исследования взаимодействия крупнокусковых грузов с опорными элементами загрузочной секции распределительного ленточного конвейера 76
3.1. Обоснование расчетной схемы загрузочной секции распределительного ленточного конвейера 76
3.2. Определение параметров батутной подвески распределительного ленточного конвейера 79
3.3. Определение статического прогиба и жесткости батутной подвески распределительного ленточного конвейера 82
3.4. Определение динамического прогиба и коэффициента динамичности батутной подвески распределительного ленточного конвейера 89
3.5. Исследование колебаний опорных элементов загрузочной секции распределительного ленточного конвейера 93
3.6. Экспериментальное определение основных параметров загрузочной секции 100
3.6.1. Аппаратура и измерительные устройства для экспериментальных исследований распределительного ленточного конвейера 101
3.6.2. Экспериментальные исследования прогибов батутной подвески 103
3.6.3. Экспериментальные исследования колебаний опорных элементов загрузочной секции распределительного ленточного конвейера 109
3.7. Выводы 112
4. Разработка мероприятий по совершенствованию конструкции распределительных конвейеров, оборудованных загрузочными устройствами с «батутом» 115
4.1. Методика расчета распределительных конвейеров, оборудованных загрузочными устройствами с «батутом» 115
4.2. Разработка рекомендаций по совершенствованию загрузочных секций распределительных конвейеров и их промышленные испытания 122
4.3. Выводы 123
Заключение 125
Список использованных источников
- Область применения ленточных конвейеров и особенности их работы
- Анализ потока отказов распределительных конвейеров по данным эксплуатации с использованием банка данных
- Определение параметров батутной подвески распределительного ленточного конвейера
- Разработка рекомендаций по совершенствованию загрузочных секций распределительных конвейеров и их промышленные испытания
Введение к работе
Актуальность работы. Обогатительные фабрики используют конвейерные установки для подачи алмазосодержащего сырья к бункерам мельниц мокрого самоизмельчения. Процесс измельчения в мельницах происходит под действием крупных кусков, содержащихся в руде.
Доставка материала в бункеры мельниц выполняется распределительными конвейерами, работающими в паре с загрузочными. Насыпной груз, содержащий крупные куски, поступает с загрузочного конвейера на распределительный по всей длине его става. Ввиду такой специфики работы большим динамическим нагрузкам подвергаются практически все роликоопоры распределительного конвейера. Роликоопоры часто выходят из строя, что увеличивает затраты, связанные с ремонтными работами. Отказы распределительных конвейеров, которые находятся в цепи аппаратов цеха рудоподготовки, приводят к нарушению технологического процесса, снижению производительности всей фабрики в целом.
Надежность работы ленты и роликоопор при транспортировании крупных кусков во многом определяется конструкцией роликоопор и их податливо-стыо[1].
Опыт эксплуатации различных типов роликоопор при транспортировании крупнокусковых грузов показал, что наименее надежны жесткие[2,3,4]. Их применение ограничивается скоростью движения ленты до 1,7-2 м/с и крупностью кусков до 300 мм. При увеличении крупности фракций происходит резкое снижение долговечности опорных элементов ввиду больших динамических нагрузок, возникающих при погрузке и транспортировании крупнокускового материал а[5,6,7].
На распределительных конвейерах для уменьшения динамических нагрузок от крупных кусков применяются загрузочные секции с податливыми роли-коопорами на канатных подвесках[13]. Они позволяют снизить динамические нагрузки в опорных элементах и увеличить в 1,5 — 2 раза долговечность ленты и роликов конвейера. Но существенным недостатком этих роликоопор является малый срок службы упругих элементов и длительные простои при восстановлении канатной подвески.
Для повышения надежности работы распределительных конвейеров предложено ввести по краям загрузочной секции жесткие роликоопоры и заменить поддерживающие упругие элементы боковых роликов на сплошные упругие опоры (боковые подвесы). Лента распределительного конвейера при этом опирается на жесткие роликоопоры и на дополнительную ленту, поддерживаемую боковыми подвесами. На дополнительной ленте и подвесах установлены в рамках ролики, расположенные в шахматном порядке, дающие возможность ленте распределительного конвейера беспрепятственно перемещаться в вертикальной плоскости и воспринимать нагрузку от падающего груза как батут. Такая конструкция позволяет снизить динамические нагрузки на роликоопоры и уменьшить аварийные простои распределительного конвейера на 20%.
Однако, несмотря на успешные промышленные испытания в условиях обогатительной фабрики 12 Удачнинского ГОКа, внедрение предложенной конструкции на других обогатительных фабриках затруднено ввиду отсутствия методики расчета. Разработка методического и программного обеспечения для расчета параметров загрузочной секции с батутной подвеской позволило бы применить ее в других пунктах загрузки и решить одну из главных проблем эффективной эксплуатации распределительных конвейеров на обогатительных фабриках.
Цель работы заключается в обосновании основных параметров загрузочных секций с батутной подвеской для повышения надежности работы распределительных ленточных конвейеров при транспортировании крупнокусковых скальных грузов.
Основная идея работы заключается в разработке методики расчёта параметров батутной подвески, учитывающей характер распределения крупнокускового материала при транспортировании нестандартных грузов.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
1. Вероятностные модели надежности загрузочных секций распределительных ленточных конвейеров отображают только поток отказов узлов и деталей, выборки которых являются случайными, не имеют тренда, принадлежат генеральной совокупности и подчиняются экспоненциальному закону. Разработанная модель позволяет прогнозировать надежность распределительных ленточных конвейеров во времени.
2. Распределение крупных кусков в потоке происходит по нормальному закону, а интервал времени между ними подчиняется экспоненциальному закону. Поток крупнокускового материала генерирует возмущающую силу, действующую на упругую подвеску загрузочного устройства распределительного ленточного конвейера.
3. Математические модели загрузочных секций распределительных ленточных конвейеров могут быть представлены дифференциальными уравнениями второго порядка, отображающими процессы, происходящие в их элементах, только в пределах малых прогибов упругой подвески.
Научная новизна:
1. Разработаны вероятностные модели надежности для загрузочных секций с жесткими, податливыми роликоопорами и батутными упругими подвесками, позволяющие определить и прогнозировать показатели надежности во времени.
2. Экспериментально получены закономерности распределения крупных кусков в общем потоке во времени, позволяющие моделировать возмущающую силу, действующую на батутную подвеску.
3. Определены параметры загрузочных секций с батутными упругими подвесками при статическом и динамическом нагружении.
4. Установлены закономерности изменения прогиба батутной подвески от точки приложения нагрузки на упругое основание, подтвержденные промышленными экспериментами.
5. Экспериментально определены закономерности изменения динамических усилий, действующих на батутную подвеску, в зависимости от массы крупных кусков с учетом подсыпки мелкокусковатым грузом.
6. Экспериментально установлены перемещения батутной подвески при различной возмущающей силе, подтверждающие теоретические положения работы с погрешностью 4...8%.
Достоверность результатов обеспечена использованием статистических данных по аварийным отказам распределительных ленточных конвейеров, оснащенных различными типами роликоопор. Теоретические исследования выполнены на основании экспериментальных данных с применением методов теории надежности, теоретической и прикладной механики, теории колебаний и методов моделирования. Погрешность составляет не более 10 %.
Практическая значимость:
1. Разработана методика расчета загрузочных секций с батутной подвеской, позволяющая выполнить их проектирование с учетом статического и динамического нагружения. Методика передана институту ЯКУ ТНИГТРО АЛМАЗ для использования в проектных разработках.
2. Предложены рекомендации по повышению надежности и совершенствованию конструкции загрузочных устройств, включающие введение дополнительных жестких роликоопор по краям секции и замену поддерживающих упругих элементов боковых роликов на сплошную упругую опору. Рекомендации переданы фабрике 12 Удачнинского ГОКа и внедрены в промышленных условиях на распределительных конвейерах РЛК5, РЛК6.
Личный вклад автора заключается в постановке и реализации цели и задач исследования; сборе и анализе данных об аварийных отказах распределительных ленточных конвейеров; проведении экспериментальных исследований основных характеристик потока насыпного груза и его возмущающего воздействия на загрузочное устройство, оборудованное батутной подвеской; обосновании вероятностных и математических моделей работы загрузочных секций для разработки методики расчета; анализе и обобщении полученных результатов.
Внедрение результатов. Методика расчета загрузочных секций с батутной подвеской использована институтом ЯКУТНИПРОАЛМАЗ при проектировании распределительных конвейеров. Разработанные автором вероятностные и математические модели работы загрузочных секций распределительных ленточных конвейеров использованы в учебном процессе кафедрой ОПД МПТИ(ф)ЯГУ при изучении дисциплины «Прикладная механика».
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на научно - практических конференциях: Международная конференция «Неделя горняка» - Москва, 2001; Международная конференция «Прогрессивные технологиии и системы машиностроения» - Донецк, 2002; Международная научно - практическая конференция «Проблемы и перспективы комплексного освоения месторождений полезных ископаемых криолитозоны» -Якутск, 2005; Международная конференция «Плаксинские чтения» - Санкт -Петербург, 2005; Мирнинская городская научно - практическая конференция, посвященная 55 - летию Великой Победы и Году образования. -Мирный, 2000;
VII региональная научно - практическая конференция, посвященная 80 - летию Республики Саха (Якутия). - Мирный, 2002.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 научных статей и подана заявка на патент РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 105 наименований и 4 приложений, изложенных на 178 страницах машинописного текста, и содержит 47 рисунков, 14 таблиц.
Автор выражает благодарность доценту кафедры ОПД МПТИ(ф)ЯГУ, к.ф-м.н. Бокому И.Б. за помощь и сотрудничество, профессору кафедры ОПД МПТИ(ф)ЯГУ, к.т.н. Корейскому В.В. за ценные замечания, коллективу кафедры ОПИ МПТИ(ф)ЯГУ за оказанную помощь при проведении экспериментальных исследований на фабриках АК «АЛРОСА» (ЗАО).
Область применения ленточных конвейеров и особенности их работы
Ленточные конвейеры из-за простоты конструкции и обслуживания, низких эксплуатационных расходов и малых энергозатрат нашли широкое применение в горнодобывающей промышленности.
Горная масса, поступающая на конвейер, формируется в непрерывный поток, что обеспечивает бесперебойную работу конечного приемного пункта. Устройство конвейерных линий несложно, монтаж, демонтаж, перестройка и перемещение их осуществляется быстро. Кроме того, упрощается организация работ, уменьшается их трудоемкость, сокращаются объемы транспортных и горно-капитальных работ. Для обслуживания конвейеров требуется небольшой штат, возможно централизованное автоматизированное управление, что способствует улучшению их использования на 15...20 % по сравнению с неавтоматизированными линиями. Производительность отдельных конвейерных устано-вок достигает 20...30 тыс. м /ч [16]. Они не загрязняют атмосферу вредными выбросами, эксплуатация их более безопасна и комфортна по сравнению с другими видами транспорта.
Особенностями эксплуатации ленточных конвейеров являются: намерзание материала на ленту и элементы конструкции при низких температурах; ограничение скорости и угла перемещения в зависимости от свойств транспортируемых пород; ограниченная кусковатость скальных пород и руд, транспортируемых лентами; неисправность и остановка одного конвейерного звена, когда нет резервирования, требует остановки всей конвейерной линии. Результаты исследований надежности ленточных конвейеров на горных и горно - обогатительных предприятиях показали, что определяющее влияние на эффективность их работы оказывают условия работы, морозоопасность и физико-механические свойства горных пород.
Условия работы ленточных конвейеров на предприятиях АК «АЛРОСА» отнесены к тяжелым и очень тяжелым. Конвейеры применяются при открытых разработках, где их использование значительно осложняется континентальным климатом с длительным холодным периодом.
На надежность конвейерного транспорта оказывает большое влияние морозоопасность - фактор, обусловленный преждевременным выходом из строя элементов конвейеров из-за воздействия низких температур.
Наибольшее число отказов ленточных конвейеров при низких температурах [21] происходит в узлах перегрузки, на приводе, в узлах средств автоматического управления. При этом снижается срок службы роликов, ленты; увеличивается сопротивление движению ленты на конвейере из-за увеличения вязкости смазки, а также энергоемкость транспортирования.
Под воздействием низких температур учащаются разрушения деталей металлоконструкции става конвейера, конвейерной ленты, стыковых соединений, роликов, деталей привода, что вызывает продолжительные простои оборудования.
При понижении температуры эластичность ленты конвейера теряется. Лента через 6...7 часов работы под нагрузкой удлиняется на 2,5... 4% [48], что требует ее перестыковки. При обледенении ленты и приводных барабанов резко падает производительность конвейера из-за снижения сцепления между ними.
При работе в зимний период положительный эффект дает применение специальных консистентных смазок, футеровка резиной приводных барабанов, вибрирующих роликов - очистителей, строительство крытых галерей. Открытый способ добычи полезных ископаемых является наиболее производительным, экономичным и безопасным, но когда глубина карьера достигает критической величины, становится нецелесообразно разрабатывать месторождения открытым способом [22].
Так, на трубках «Мир», «Удачный» и «Айхал» акционерной компании «АЛРОСА» в настоящее время переходят на подземный способ добычи кимберлита. Подземный способ добычи алмазосодержащего сырья является малопроизводительным. Повысить производительность рудников возможно путем применения в технологических схемах ленточных конвейеров различных конструкций.
Для условий рудника «Интернациональный» конвейеры общего назначения можно применить в призабойном пространстве или в качестве магистрального транспорта при отработке глубоких горизонтов.
Для условий Айхальского рудника предложен конвейер длиной 1412 м, ширина ленты 1000 м с перегородками 80 мм в центральной части.
Рациональной областью применения крутонаклонных конвейеров в условиях рудника являются вертикальные выработки, соединяющие горизонты.
Таким образом, ленточные конвейеры любой конструкции в подземных условиях алмазосодержащих рудников могут найти в ближайшее время широкое применение, т.к. являются экономически наиболее целесообразным транспортом.
Ленточные конвейеры получили применение на обогатительных фабриках АК «АЛРОСА». Они используются в схемах цепи аппаратов фабрик, в частности, в технологической схеме доставки сырья к бункерам мельниц мокрого самоизмельчения для распределения руды между ними. Наличие крупных кусков в сырье, доставляемом распределительными конвейерами к бункерам мельниц, является необходимым условием самоизмельчения руды. Однако крупность транспортируемого груза - один из основных факторов, влияющих на надежность конвейерных линий.
Анализ потока отказов распределительных конвейеров по данным эксплуатации с использованием банка данных
Распределительные ленточные конвейеры РЛК5 и РЛК6 фабрики 12 Удачнинского ГОКа до 1994 года были оснащены жесткими роликоопорами, с 1994 по 1999 год податливыми, затем, с 1999 года и по настоящее время загрузочным устройством с «батутом».
Обработку информации об отказах РЛК5 и РЛК6 выполняли по данным их эксплуатации в течение 24 месяцев по каждому типу роликоопор [105]. Общее число отказов за указанное время составило: при установленных жестких роликоопорах для РЛК5 - 193, для РЛК6 - 183; при установленных податливых роликоопорах для РЛК5 - 134, для РЛК6-138; при установленном загрузочном устройстве с батутом для РЛК5 - 113, для РЛК6-102. Вся совокупность отказов подразделялась на аварийные (ТХ), отказы по причине ремонта (ТР) и организационным причинам (ТН).
Вероятностный анализ выполнялся только для выборок аварийных отказов. Организационные отказы и отказы по причине ремонта позволили распределить календарное время работы конвейеров с учетом всех видов простоев, чистого времени эксплуатации и определить значения обобщенных коэффициентов надежности (коэффициентов использования и технического использования).
Установлено, что практически все значения математического ожидания и дисперсии наработки на отказ распределительных ленточных конвейеров РЛК5 и РЛК6 лежат в пределах доверительного интервала с коэффициентом значимости ОД и отличаются друг от друга не более чем на 5%. Таким образом, можно предположить, что выборки отказов РЛК5 и РЛК6 статистически одинаковы и подчиняются одним и тем же законам распределения. Для узлов РЛК5 и РЛК6 исследовались малые выборки. Результаты приведены в таблицах 2-4. Поэтому, дальнейший анализ результатов исследования распределительных ленточных целесообразно проводить по одному конвейеру. Интенсивность отказов РЛК равна: при установленных жестких роликоопорах А - 0,25480-10" ; при установленных податливых роликоопорах А,п - 0,19208-10 3; при установленном загрузочном устройстве с батутом Хб- 0,14675-10"3, что позволяет судить о снижении данного показателя при переходе от установки жестких роликоопор к загрузочному устройству с «батутом».
Рассматривая интенсивность отказов по узлам, можно увидеть, что самый большой вклад в общий поток вносят внезапные отказы роликоопор и ленты.
На рис. 2.1 - 2.3 показаны зависимости наработки на отказ конвейера, оборудованного различными типами роликоопор в течение 24 месяцев.
Анализ полученных зависимостей показывает, что наработка на отказ для конвейера, оборудованного «батутом», повышается (Тб = 9085 мин) по сравнению с другими типами роликоопор (Тж=4317 мин, Тп=5982 мин для жестких и податливых соответственно).
Интенсивность времени восстановления равна: при установленных жестких роликоопорах Хжв - 0,29548-10"; при установленных податливых роликоопорах Япв - 0,36565-10 ; при установленном загрузочном устройстве с батутом А,бВ - 0,48917-10" .
Зависимости времени восстановления в течение 24 месяцев для конвейеров РЛК5 и РЛК6, оборудованных различными типами роликоопор, показаны нарис. 2.4-2.6.
Нетрудно видеть, что при переходе к конвейеру, оборудованному «батутом» время восстановления снижается (Твб = 207 мин) по сравнению с временем восстановления для жестких и податливых роликоопор (Твж=421 мин, Твп=314 мин).
Определение параметров батутной подвески распределительного ленточного конвейера
Нагрузка, воспринимаемая основной и дополнительной лентой в каждом пролете, 1Р [102]: Р +Р Р= Ч (3.1) 1+—л Р л где Р = q — усилие от подсыпкой мелкокусковых фракций, Н; qrp- погонная нагрузка на конвейере, Н/м; 1Р - длина пролета, м; Рк = gmKK;i - усилие взаимодействия ленты с куском массой mK, Н; Кд -коэффициент динамичности, g - ускорение свободного падения, м/с ; 2S 1 н — коэффициент снижения нагрузки на упругое основание роликоопор за счет натяжения основной ленты.
Натяжение основной ленты в пролете /р в первом приближении с учетом параметров ленты (Ел, F, /л) и подвески роликоопор (/р, Ср, Рр, Snp): S5.+ ( E.F P/1 + 2. 4,j 24S (L -A)2 -S np f 2S V E.F (P + Pp)/l + _ (p-Af S? = 0(3.2) где Ел - модуль упругости материала конвейерной ленты, Н/м ; F - площадь сечения ленты, м2; Р - нагрузка, воспринимаемая основной и дополнительной лентой в каждом пролете 1р на конвейере, Н; Рр - вес ролика, Н; А - величина смещения боковых роликов под действием нагрузки, м; Snp- предварительное натяжение ленты, Н.
Зависимость натяжения основной ленты от массы куска при длине пролета между боковыми подвесами lp = 1 м и общей жесткости батутной подвески Ср=1,9-105Н/м, представлена на рис. 3.3. Из полученной зависимости видно, что с увеличением массы куска тк=0,4...100 кг, натяжение основной ленты увеличивается в 2...2,5 раза.
На рис. 3.4. представлена зависимость натяжения основной ленты от длины пролета между боковыми подвесами 1Р при массе куска mK = 70 кг и общей жесткости батутной подвески Ср=1,9-105Н/м. При изменении длины пролета от 0,5м до 1м, натяжение основной ленты увеличивается в 1,9...2,2 раза.
Зависимость натяжения основной ленты от ее предварительного натяжения при длине пролета между боковыми подвесами lp = 1 м, массе куска тк=70кг и общей жесткости батутной подвески Ср=1,9-105Н/м, представлена на рис.3.5. Полученная зависимость показывает, что с увеличением предварительного натяжения ленты от 0,5 до 1,5 кН, натяжение основной ленты возрастает в 2...2,5 раза.
Остальные параметры загрузочной секции определяются следующим образом: реакции в шарнирной подвеске боковых роликов (рис. 3.26): RB=- , (3.3) sinp где Р - угол наклона боковых роликов; натяжение дополнительной ленты: S„ = "J; , (3.4) где Ср - жесткость упругого основания, Н/м; шаг расстановки роликоопор с учетом натяжения ленты: р=- + Д, (3.5) где бег - статический прогиб, м.
Статический прогиб и жесткость батутной подвески распределительного ленточного конвейера определим в разделе 3.3. Рассмотрим один пролет батутной подвески между двумя боковыми подвесами (рис. 3.6).
Расстояние между опорами / = /р - 2А. Локальная нагрузка от крупного куска Р приложена на расстоянии zp от опоры. Жесткость упругого основания заменена аналогом в виде пружины с жесткостью Ср, приложенной на расстоянии zc от опоры. Для определения жесткости упругого основания приложим единичную силу Р в точке zc (рис. 3.7).
В результате экспериментальных исследований было установлено, что максимальный прогиб батутной подвески не превышает 10 мм, при длине пролета секции равной 1м. Таким образом можно считать батутную подвеску системой с малой стрелой прогибов [97]. Согласно [103] систему упругой подвески загрузочной секции можно представить как тяжелую гибкую нить на упругом основании (рис. 3.7) и описать ее дифференциальным уравнением: с d2y dz2 8(z-zc) = 0; где Бдл - предварительное натяжение дополнительной ленты, Н; zc - расстояние до точки приложения пружины с жесткостью Ср, м; 8(z-zc) - единичная импульсная функция (функция Дирака). d2y 1 dz2 S. -5(2-2.). (3.6) Интегрируя дважды уравнение (3.6), получим: y(z) = -flH(z-zc)dz + ClZ) + C2, где H(z) - функция Хевисайда. Подставляя в полученный интеграл функцию Хевисайда для приложения жесткости в пределах длины пролета и вне его: Xz zc H(z-zc)= с , (3.7) 0,z z v. с имеем: SOTy,(z) = (z-zc) + C1z + C2;z zc; S, y2(z) = C,z + C2;z zc. J 2 і дл Решение уравнения (3.6) с учетом (3.7) имеет вид: SA1y(z) = (z-zc)H(z-zc) + C1z + C2. (3.8) Для определения постоянных интегрирования Сі, Сг принимаем следующие граничные условия: у(0) = 0;y(f) = 0. Подставив граничные условия в уравнение (3.8) находим постоянные интегрирования:
Разработка рекомендаций по совершенствованию загрузочных секций распределительных конвейеров и их промышленные испытания
На основании выполненных исследований загрузочных секций распределительных конвейеров были разработаны следующие рекомендации по их усовершенствованию (прил. 4):
1. Введение дополнительной жесткости подвески роликоопор, за счет установки под основной конвейерной лентой с каждой стороны секции жестких роликоопор.
2. Замена дискретных упругих подвесок боковых роликов загрузочной секции на сплошные, позволяющие распределять усилия на боковые ролики с каждой стороны секции.
Чтобы увеличить срок службы ленты и роликоопор была предложена локальная загрузочная секция. Нагрузка от падения груза воспринимается основной лентой и роликами дополнительной ленты секции. Каждая лента имеет натяжение, опирается на жесткие и упругие опоры секции, и воспринимает нагрузку как параллельно расположенные две упругие подвески (батут). Дополнительная лента поддерживается боковыми подвесами, между которыми расположены ролики в рамках с определенным шагом. В этом случае жесткость загрузочной секции можно определить из выражения: где \ + 23я/Срл1 - коэффициент снижения нагрузки на упругое основание роликоопор за счет натяжения основной ленты.
Предложенная загрузочная секция позволяет снизить динамические нагрузки на роликоопоры и ленту и, таким образом, увеличить их срок службы.
В существующих загрузочных секциях с податливыми роликоопорами боковые ролики закрепляются к опорным элементам при помощи дискретных упругих связей. Введение сплошных упругих связей, проходящих под всей шириной основной ленты позволяет распределить усилия на боковые ролики секции и, таким образом, изменить податливость загрузочной секции за счет изменения формы поддерживающих роликоопор. При локальной загрузке крупных кусков груза на основную ленту (несимметричная загрузка) будет происходить увеличение прогиба основной ленты за счет изменения формы расположения опорных элементов. В этом случае основная лента будет брать на себя еще большую нагрузку, чем при симметричном нагружении.
Указанные рекомендации по совершенствованию загрузочных секций распределительных конвейеров переданы институту ЯКУТНИПРОАЛМАЗ и Удачнинскому ГОКу. После реконструкции загрузочных секций распределительных конвейеров согласно разработанным рекомендациям в течение года эксплуатации аварийные простои распределительных конвейеров уменьшились на 20%, а ожидаемый экономический эффект от их внедрения составил 208 тыс. руб. (в ценах 2004 г) на одну установку (прил.4).
1. Разработана методика расчета параметров батутной подвески загрузочных секций распределительных ленточных конвейеров, включающая научное обоснование расчетных моделей при статическом и динамическом нагружении конвейера крупнокусковым грузом. Методика передана институту ЯКУТНИПРОАЛМАЗ для использования в проектных разработках.
2. Предложены рекомендации по повышению надежности и совершенствованию конструкции загрузочных устройств. Рекомендации переданы фабрике 12 Удачнинского ГОКа и внедрены в промышленных условиях на распределительных конвейерах РЛК5, РЛК6. Экономический эффект от их внедрения составил 208 тыс. руб. (в ценах 2004 г) на одну установку.
В диссертации, являющейся научно - квалификационной работой, решена задача повышения надежности работы загрузочных секций, имеющая важное значение для эффективной эксплуатации распределительных ленточных конвейеров обогатительных фабрик. Выполненные исследования позволяют сформулировать следующие выводы:
1. Разработана методика расчета параметров батутной подвески загрузочных секций распределительных ленточных конвейеров, включающая научное обоснование расчетных моделей при статическом и динамическом нагружении конвейера крупнокусковым грузом. Методика передана институту ЯКУТНИ-ПРОАЛМАЗ для использования в проектных разработках.
2. Получены вероятностные модели надежности для загрузочных секций с жесткими, податливыми роликоопорами и батутными подвесками, позволяющие определить и прогнозировать показатели надежности во времени.
3. Теоретическим и экспериментальным путем установлены закономерности изменения прогиба батутной подвески в зависимости от точки приложения нагрузки на упругое основание.
4. Экспериментально определены: - закономерности распределения крупных кусков в общем потоке руды во времени, позволяющие получить математическую модель потока крупнокусковых грузов и моделировать возмущающую силу, действующую на батутную подвеску; - закономерности изменения динамических усилий, действующих на батутную подвеску, в зависимости от массы крупных кусков с учетом подсыпки мелкокусковатым грузом; - перемещения батутной подвески при различных вариантах ее нагружения, подтверждающие теоретические положения работы с погрешностью 4...8%.
