Надежность подвесных шарнирных роликоопор мест загрузки ленточных конвейеров, транспортирующих кусковые грузы на горных предприятиях

• Автор: Миссбах, Георгий Генрихович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Ленточные конвейеры находят широкое применение в горной промышленности России. Внедрение циклично - поточной технологии при разработке скальных пород и руд приводит к формированию специфического транспортного грузопотока.
При разработке скальных пород буровзрывным способом перед транспортированием ленточными конвейерами горную массу обычно подвергают первичному дроблению. Поток груза после первичного дробления отличается неравномерным грансоставом и содержит значительную часть кусков груза крупностью 300 - 400 мм. В процессе погрузки и доставки крупнокусковой горной массы загрузочное устройство, лента, роликоопоры и став ленточного конвейера подвергаются интенсивному ударному нагружению.
Ударное воздействие крупных кусков груза на элементы конструкций, особенно в загрузочном устройстве, приводит к их интенсивному разрушению и снижению надежности работы конвейерного оборудования. Как показывает опыт эксплуатации, сроки службы ленты и роликов из — за ударного взаимодействия с кусками груза существенно ниже нормативных. Конструкция роликоопор на мощных конвейерах оказывает существенное влияние на срок службы ленты - самого дорогостоящего элемента ленточного конвейера. На ролики приходится до 40% всех затрат на обслуживание и ремонт конвейера или до 80 - 90% всех затрат на обслуживание и ремонт механического оборудования.
Анализ работы ленточных конвейеров при транспортировании крупнокусковой горной массы показал, что надежность ленточных конвейеров с жестко установленными роликоопорами мала. В связи с этим в последнее время расширяется применение конвейеров с роликоопорами, обладающими значительной податливостью.

Перспективность применения мощных ленточных конвейеров со значительной податливостью роликоопор (подвесных) для транспортирования грузов средней крупности и крепости подтверждается и значительным зарубежным опытом (Германия, Англия, США, Польша, Чехия, Словакия и др.).
Экспериментальные исследования, выполненные в МГИ, УкрНИИПроекте, ИГТМ АН УССР, показали, что динамические нагрузки от крупнокусковых грузов в таких конструкциях уменьшаются примерно в 1,5-2 раза. Это послужило основанием для разработки целой серии ленточных конвейеров с подвесными роликоопорами для открытых и подземных горных работ. В качестве примера можно указать на конвейерную линию производительностью 4500 т/ч (лента шириной 2000 мм), спроектированную институтом ВНИИПТмаш, длиной около 15 км, состоящую из 5 конвейеров, оснащенных подвесными роликоопорами и транспортирующих уголь от Березовского разреза до Березовской ГРЭС.
Загрузочная часть ленточного конвейера, транспортирующего кусковые абразивные грузы, является наиболее ответственным узлом. Здесь лента и ролики подвергаются значительным ударным нагрузкам. Улучшение условий работы загрузочной части конвейера может быть обеспечено применением различных типов амортизирующих систем.
Снижение ударных нагрузок происходит за счет упругой деформации ленты, футеровки роликов и амортизаторов. Из известных типов амортизирующих роликоопор в местах загрузки наибольшее распространение получили роликоопоры с пружинными и резинометаллическими упругими элементами. Подвесные амортизирующие роликоопоры собираются с помощью шарниров, как правило, из обычных серийных роликов и подвешиваются к жесткому или канатному ставам. Известно много конструкций шарниров, однако это многообразие может быть сведено к типовой классической схеме палец -втулка, от взаимодействия которых зависит срок службы шарнира,

роликоопоры и системы подвески амортизаторов. Поэтому эффективное использование конвейеров с подвесными шарнирными роликоопорами в различных технологических схемах в значительной степени обусловлено безотказностью работы шарнирного узла.
Таким образом, оценка параметров надежности подвесных амортизированных роликоопор ленточных конвейеров, транспортирующих кусковые грузы, является актуальной научной задачей.
Целыо работы является разработка математической модели и метода расчета надежности подвесных амортизированных роликоопор мест загрузки ленточных конвейеров при транспортировании кусковых грузов для оценки параметров надежности подвесных амортизированных роликоопор ленточных конвейеров, позволяющих увеличить срок службы роликоопор и снизить их стоимость.
Идея работы заключается в установлении и учете влияния на надежность специфического характера взаимодействия колеблющейся подвесной амортизированной роликоопоры со случайным потоком кускового груза.
Основные научные положения, выносимые на защиту, разработанные лично автором, и их новизна:
- математическая модель распределения динамических нагрузок в конструктивных элементах подвесной амортизированной роликоопоры с учетом влияния инерции промежуточных масс;
- математическая модель кускового груза, состоящего из мелкокусковых фракций, создающих в загрузочном устройстве конвейера случайное гидростатическое давление, и крупных кусков, создающих в загрузочном устройстве ударные нагрузки, амплитуды которых зависят от случайных колебаний подвесных роликоопор;
При этом, ввиду малого радиуса закругления острых граней кусков горной породы по сравнению с радиусом роликов, силу /•](/) считаем сосредоточенной в одной точке.
Перемещение куска груза при ударе включает в себя, кроме а>„ и со,, также контактную деформацию рабочей обкладки ленты <5, (рис. 2.2), определяемую из известных соотношений Герца [38].
При этом учитывается приведенная кривизна тел, контактирующих через упругую прослойку выступа куска груза

и каркаса ленты

д'а.

Перемещение ролика определяется, с одной стороны, жесткостью "с и вязкостью 77 его амортизирующей подвески (см. рис. 2.2),
Рис. 2.2. Схема контактных деформации при ударе крупної о куска і р ы
а с другой стороны, перемещениями ленты и а, и контакшои деформацией нерабочей обкладки. При этом, ввиду большой разницы между радиусами ролика и закругления куска груза, приближенно считаем, что имеют место два независимых вида контактной деформации (см. рис. 2.2): общая деформация по поверхности обхвата лентой ролика 5„,( и локальная деформация, обусловленная локальным прогибом каркаса ленты при прохождении куска груза над роликоопорой - £т. Приведенная кривизна этих контактов определяется кривизной соответственно, каркаса ленты при общей и локальной деформации и радиусом ролика. При этом имеет место смещение двух зон контактной деформации нерабочей
да.
обкладки относительно друг друга на величину Яр - ау к Яр

. Общая