Научные основы создания ленточных трубчатых конвейеров для горной промышленности
Ленточные конвейеры традиционной конструкции широко применяются в горной промышленности. Они отличаются простотой конструкции, надежностью в работе, высокой безопасностью труда. Эти конвейеры являются одним из основных средств непрерывного транспорта на шахтах, разрезах и поверхностных комплексах. Существенным недостатком ленточных конвейеров традиционной конструкции является: взаимодействие транспортируемого груза, находящегося на ленте, непосредственно с окружающей средой, при этом происходит ее постоянное загрязнение пылящим грузом, а сам груз подвергается внешним воздействиям.
Ужесточение мер по охране окружающей среды способствует интенсивному развитию герметически закрытых способов транспортирования грузов, один из которых реализован при использовании ленточного трубчатого конвейера (ЛТК).
Основными достоинствами ленточных трубчатых конвейеров являются:
- надежная защита окружающей среды от пыли при транспортировании насыпных грузов, а самих грузов – от внешних воздействий, что улучшает экологическую обстановку в местах эксплуатации конвейеров;
- возможность горизонтальных и вертикальных изгибов трассы конвейера, что позволяет транспортировать грузы на значительные расстояния без узлов перегрузки, которые снижают надежность конвейерных линий;
На горных предприятиях трубчатые конвейеры могут использоваться на поверхностных комплексах шахт и карьеров, при транспортировании пылящих сортов угля от горного предприятия до ТЭЦ, во внутренних помещениях обогатительных фабрик и пр.
Ленточные трубчатые конвейеры применяются во многих отраслях промышленности и различную производительность, транспортируют грузы различной насыпной плотности и гранулометрического состава на различные расстояния с различными скоростями движения ленты и имеют различные конструктивные параметры. Однако в научно-технической литературе отсутствуют какие-либо научно-обоснованные рекомендации по тяговому расчету ЛТК, исследованию устойчивости движения, по выбору конструктивных параметров ЛТК, в частности, таких как целесообразная скорость ленты при заданной производительности, расстояние между роликоопорами и диаметры роликов на грузовой и порожней ветвях, по расчету пусковых и тормозных режимов ЛТК и др.
На кафедре «Горной механики и транспорта» выполнены научные исследования, направленные на решение некоторых из отмеченных выше задач, которые могут стать основой для обоснования основных конструктивных решений при создании конструкций ЛТК. К таким исследованиям относятся:
– разработка тягового расчета ЛТК, в которой с использованием современного пакета прикладных программ ANSYS решен ряд сложных задач по расчету напряженно-деформированного состояния нелинейной ортотропной цилиндрической оболочки, по расчету области контакта при взаимодействии трубообразной ленты с опорными роликоопорами и пр.;
– разработка математической модели оптимизации взаимосвязанных конструктивных параметров ленточного трубчатого конвейера (диаметр трубообразной ленты, расстояние между роликоопрами, диаметр роликов, скорость ленты), позволившей получить выражения для целевой функции и ограничений на оптимизируемые параметры в виде системы позиномов. Для решения задачи, связанной с минимизацией позиномов, принят метод геометрического программирования. Полученные при оптимизации результаты показали, что они отличаются от рекомендаций для ленточных конвейеров традиционной конструкции;
– исследования устойчивости вращательного движения трубообразной ленты внутри кольцевых роликоопор, позволившие на основании разработанной математической модели и метода оценки ее угловых отклонений дать рекомендации по обоснованию способа их снижения при воздействии на нее возмущающих моментов различной физической природы;
По данной проблеме выполнены также исследования, связанные с анализом пусковых процессов, анализом движения ленты по криволинейным участкам трассы, по установлению допустимых радиусов кривизны трассы конвейера и др.
Литература
1. , Сергеева распределенных сопротивлений движению ленты на прямолинейных участках трассы ленточного трубчатого конвейера // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - №9. - С. 245 - 249.
2. , Бажанов -математическая модель ленточного трубчатого конвейера для оптимизации его параметров по техническим критериям // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2011. – №5. – С.218– 220.
3. , Ефимов различных факторов на угловые отклонения ленты трубчатого конвейера. // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: МГГУ, 2008, - №8, с. 235 - 237.
