Мухопад М.Д. Рудниковий транспорт.

Подождите немного. Документ загружается.

Число самохідних установок вибирають із умови

безперебійної роботи прохідницького устаткування і підйому. Якщо

останній оснащений баддями, необхідно, щоб технічні

продуктивності самоскидів (

). і підйому (Q

) були рівні або щоб

Кількість машин, які обслуговують один прохідницький

підйом (вантажну установку),

= Q

/ Q

. (5.87)

Приклад. Треба визначити необхідну кількість самохідних машин при

переміщенні породи у відвал. Добова продуктивність А = 500 т, довжина

транспортування L=2000 м.

Прийнявши час роботи по перевезенню вантажу Т=10г на добу і

коефіцієнт нерівномірності k

=1,5, маємо

= АК

/Т = 500 ⋅ 1,5/10 = 75 т/г.

Для переміщення породи беремо автосамоскид типу КрАЗ-256Б

вантажопідйомністю m=12т (див. табл. 3.10).

Виходячи з формул (5.77) — (5.79), обчислюємо час обороту машини:

об

= t

+L/(60υ

) + L/(60υ

) + (L/(60υ

) + L/(60υ

)) k

+ t

= 0,5 + (2000/(60 · 7) +2000/60 · 7 · 1,2)) (1 +0,2) +0,5 = 11,5 хв.

Технічну продуктивність самохідних установок визначаємо за

допомогою виразів (5.76) і (4.80):

= 60 V

ρψ/t

об

= 60 · 12/11,5 = 62,6 т/г.

Число самоскидів для перевезення вантажів

= Q

/ Q

= 75/62,6 = 1.19·

Беремо Л

= 2.

5.2.4. Скреперні установки

Для розрахунку скреперних установок необхідні такі вихідні

дані: вантажопотік, довжина переміщення, властивості вантажу і

умови експлуатації. Ці відомості дозволяють вибрати скреперну

лебідку (див. табл. 3.11).

Тривалість циклу скреперування

= L/υ

+ L/υ

+ t

, (5.88)

де

, υ

— швидкість руху навантаженого і порожнього скреперів,

м/с;

L — довжина транспортування, м; t

— тривалість пауз, t

=5...15с.

Із умови забезпечення розрахункової продуктивності маса

вантажу в скрепері, кг,

т = Q

/3,6. (5.89)

Величина

т і геометричні параметри скрепера зв'язані

залежністю

m=1000Vρψ

. (5.90)

Тут

V — місткість скрепера, м

; ψ

— коефіцієнт його заповненню,

для великокускової породи

=0,5...0,7, для дрібнокускової ψ

0,6...0,9.

Вирахувавши значення

V і вибравши згідно з табл. 3.12

або 3.13 відповідний скрепер, визначають технічну продуктивність

установки, т/г:

= 3,6m/T

. (5.91)

Прийнявши запас міцності

n = 4,5...6, вибір вантажних і

порожнякових канатів здійснюють за методикою, викладеною на

стор. 18 мод5.

Рис. 5.9. Схеми скреперних установок, які використовуються на прямій (а, б),

ламаній (в), змінній (г) і вигнутій (д) трасах

Скреперними установками можна переміщувати вантаж по

різних трасах (рис.5.9). При всіх схемах скрепер 4 пересувають

лебідкою 1 за допомогою вантажних 3 і порожнякових 5

канатів, які направляються кінцевими 7, підвісними 6 і

відхиляючими 8 блоками. Скрепер самозавантажується,

заглиблюючись в насипну масу, і звільняється від неї під час

переміщення над отворами в грохоті 2 або полиці 9.

При переміщенні скрепера (навантаженого або порожнього)

виникають

сили опору рухові (внаслідок тертя та ін.), загальна

величина яких (тягове зусилля) складається із таких сил опору:

переміщенню вантажу

скрепера W

і канатів W

, а також

пригальмовуванню вітки збігаючого з холостого барабана каната

і зачерпуванню W

Величина

визначається як

= mg (ƒ cosβ ± sinβ), (5.92)

де

ƒ — коефіцієнт основного опору рухові при транспортуванні

вантажу по ґрунту,

ƒ=0,6...1; β — кут нахилу площини

скреперування, ...°.

Сила опору скрепера

= m

g (ƒ

cos β ± sin β). (5.93)

Тут

п.c

— маса порожнього скрепера, кг; ƒ

— коефіцієнт основного

опору при переміщенні скрепера по ґрунту,

= 0,4...0,8.

Значення

, можна знайти із рівняння

= (m'

g (ω'

cos β ± sin β) ± m

''g (ω'

cos β ± sin β)) L, (5.94)

де

, m''

·—лінійні густини канатів, вантажної і порожнякової

віток, кг/м;

ω'

— коефіцієнт опору рухові канатів, ω'

= 0,4...0,8.

Сили опору пригальмовуванню збігаючої вітки канатів

= 1000... 5000Н, (5.95)

а зачерпуванню —

= (W

+ W

(5.96).

Тут

— коефіцієнт, що враховує додатковий опір при зачерпуванні

(залежить від розмірів і фізико-хімічних властивостей

транспортованого вантажу). Для дрібної, сипучої і неміцної породи

значення

дорівнює 1,3...1,4, для породи середньої міцності —

1,5...1,6, а для важкої, кускової і погано спушеної (скальної) —

2...2,2.

Натяг каната, Н, знаходять методом обходу контуру по

точках. Отже, загальний натяг при переміщенні навантаженого

скрепера становить

= (W

+ W

) k

, (5.97)

а порожнього

—

= (W

+ W

, (5.98)

де k

— коефіцієнт, що враховує місцеві опори і опори, зв'язані із

умовами експлуатації,

= 1,4...1,5.

Потужність двигуна, кВт, при русі навантаженого

скрепера визначається співвідношенням:

/ (1000 η), (5.99)

а порожнього —

/ (1000 η). (5.100)

Тут

— коефіцієнт запасу потужності, k

= 1,1...1,2; η—ККД

скреперної лебідки,

η = 0,8...0,85.

Оскільки двигун працює в циклічному режимі, його потужність

визначається не нагрівом, а миттєвим перевантаженням в момент

зачерпування.

Максимальна потужність

макс

= NС

/λ, (5.101)

де

N — більша із потужностей, кВт; С

— коефіцієнт

пропорційності,

=1,8...3; λ — коефіцієнт перевантаження

асинхронного двигуна,

λ= 1,8...2,2.

Приклад. Треба розрахувати скреперну установку при проведенні

уклону. Добова продуктивність А = 60 т, довжина переміщення вантажу L = 12 м,

кут нахилу β = 20°.

Прийнявши час роботи установки Τ=5г за добу і коефіцієнт

нерівномірності k

= 2, знаходимо розрахункову продуктивність

= A k

/T = 60·2/5 = 24 т/г.

Відповідно до рекомендацій, вибираємо скреперну лебідку 55ЛС-2С

(див. табл. 3.11). Тривалість циклу

= L/υ

+ L/υ

+ t

= 12/1,32 + 12/1,8 + 15 = 30,8 c.

При Q

= Q

, коли розрахункова продуктивність дорівнює технічній,

необхідна маса вантажу в скрепері

= Q

/3,6 = 24 · 30,8/3,6 = 205 кг.

Місткість скрепера

V = m/(1 000ρΨ

) = 205/(1 000 · 2 · 0,5) =0,205 м

За табл. 3.12 визначаємо тип скрепера: СГ-0,25. При ρ = 2 т/м

і ψ

= 0,5

значення m = 250 кг, а m

о.с

= 300 кг.

При ƒ = ƒ

= ƒ

= 0,8 лінійна густина каната

=(m + m

о.c

) (sin β + ƒ

cos β)/(σ/(nρ

g) — L (sin β + ω′

cos β)) =

= (250 + 300) (sin 20 + 0,8 cos 20)/160 · 10

/(4 · 10

· 9,81) —

— 12 (sin 20 + 0,6 cos 20)) = 0,27 кг/м.

Відповідно до ГОСТ 3071—88 m’

=0,27 кг/м.

Тоді сили опору:

= mg (ƒ cos β + sin β) = 250 · 9,81 (0,8 cos 20 + sin 20) = 2 682 Η;

= m

о.с

g (ƒ

cos β + sin β) = 300 · 9,81 (0,8 cos 20 + sin 20) = 3219 H.

Через те що параметри каната для переміщення навантаженого і

порожнього скреперів однакові,

= (m′

g(ω′

cos β + sin β) + m′′

g(ω′

cos β — sin β)) L =

= 2L m′

g ω′

cos β = 2 · 12 · 0,27 · 9,81 cos 20 = 55,7 H.

Значення

= 1 000 H; W

= (W

+ W

) k

= (2 682 + 3 219) 1,5 = 8 851 H.

Сила загального опору рухові навантаженого скрепера становить

= (W

+ W

) k

= (2682 + 3219 + 55,7 + 1000 + 8851)1,4 = 22131 H,

а порожнього —

= (W

+ W

) k

= (3 219 + 55,7 + 1 000) 1,4 = 5 984 H.

Оскільки W

= F

, a W

, потужність двигуна при переміщенні

навантаженого скрепера

= F

/(1 000 η) = 22 131 · 1,32 · 1,1/(1 000 · 0,85) = 37,8 кВт,

а порожнього —

= F

/(1 000 η) = 5984 · 1,8 · 1,1/(1 000 · 0,85) = 13,9 кВт.

Через те що N

> N

потужність двигуна беремо за значенням N

5.3. ЗАСОБИ БЕЗПЕРЕРВНОЇ ДІЇ

5.3.1. Стрічкові конвеєри

Щоб вибрати конвеєр, необхідно мати схему гірничих

виробок із зазначенням їхніх довжин і кутів нахилу, точок

надходження гірничої маси з характеристиками вантажопотоків в

кожній зоні; треба знати місця розташування накопичувальних

бункерів. Для зручності розв'язання задачі схему транспорту

розбивають на окремі розрахункові ділянки. Так, накопичувальний

бункер, що встановлений в місці надходження гірничої маси,

включають у склад наступної за ним розрахункової ділянки,

оскільки характер і вантажопотік тут залежать від продуктивності

бункерного устаткування.

Вибір типу машин починають з тієї ділянки, куди подаються

матеріали, найбільш віддалені від розвантажувального кінця лінії.

Основні технічні вимоги, які пред'являють до конвеєрів у даному

випадку, полягають у забезпеченні приймання на несучий орган

найбільшого об'єму гірничої маси і створенні при цьому

нормального режиму роботи привода і стрічки. Необхідно, щоб

приймальна здатність установки була не нижче, ніж максимальний

хвилинний вантажопотік. Якщо ж така умова не витримується, в

місці надходження матеріалів обладнують усереднювальний бункер

з продуктивністю розвантаження, рівною або меншою приймальної

здатності конвеєра.

Пошук потрібних машин зводиться до таких дій. Визначають

максимальний хвилинний вантажопотік (або експлуатаційну

продуктивність) і по табл. 3.16 встановлюють типорозмір конвеєра,

у якого приймальна здатність не менша указаного потоку. Для

складних транспортних ліній розрахунок виконують по ділянках, де

об'єм переміщуваних матеріалів не змінюється.

У зв'язку з тим що довжини конвеєрів кожного типу по

продуктивності і куту нахилу виробки являють собою змінні

величини, після вибору потрібної установки визначають її

допустиму довжину

L (виходячи з потужності привода, міцності

стрічки та інших конструкційних показників) для конкретних

гірничотехнічних умов і максимального навантаження.

Технічну продуктивність стрічкових конвеєрів визначають

із рівняння (2.12), згідно з яким вона залежить від ширини стрічки

В, швидкості руху υ, насипної густини матеріалу ρ, коефіцієнтів K

і ψ

. Величина K

, обумовлена конструктивними особливостями

конвеєра і фізико-механічними властивостями вантажу.

Ширина робочого органу В змінюється в межах 0,8...1,2 м.

Значення υ (виходячи із досвіду експлуатації вітчизняних

конвеєрних установок) береться у діапазоні 1,6...3,15 м/с.

Максимальна швидкість руху обмежується із-за вібрацій, зносу

стрічки і роликів, подрібнення матеріалів при завантаженні і

розвантаженні.

Коефіцієнт заповнення робочого органу залежить від кута

нахилу конвеєра: ψ

= 1, при β = 10°; ψ

= 0,95...0,9 при β = 10...15° і

= 0,9...0,85 при β = 15...18°.

Сила опору на прямолінійних ділянках конвеєра

визначається їхньою довжиною L, кутом нахилу β, коефіцієнтом

основного опору рухові ω', а також лінійними густинами вантажу

, стрічки m

, роликових опор навантаженої m'

і порожньої m″

віток.

Силу опору W

на прямолінійних ділянках знаходимо таким

чином: для навантаженої вітки

=((m

)gω'cosβ+m'

gω'±(m

)gsinβ)L, (5.102)

а для порожньої

= W

+ W

= (m

gω' cos β + m″

ω'g ± m

gsin β) L. (5.103)

Тут m

/(3,6υ); m'

=m'/l

; m″

=m″/l

де Q

— розрахункова продуктивність конвеєра, т/г; l

, l

– відстань

між роликоопорами (звичайно, l

= 1,2 м, l

= 2,4 м).

Лінійна густина тканинної стрічки

= Вhρ

, (5.104)

де h — товщина вантажонесучого полотна, мм; ρ

— густина

стрічки (для бавовняних тканин ρ

=1,1 кг/дм

, а для синтетичних ρ

= 1 кг/дм

Величина

h = n

s+s' + s″. (5.105)

Тут n

— число прокладок; s, s', s″— товщина цих прокладок, а

також верхньої і нижньої обкладок, мм.

Для ґумотканинних робочих органів більшості сучасних

конвеєрів n

=4; s=1,15...1,9 мм; s'=3...6; s″=1...2 мм.

Поверхнева густина ґумотросових стрічок залежно від

ширини і діаметра троса змінюється від 28 до 43 кг/м

. Отже, для

такої стрічки

= m'В. (5.106)

Масу, кг, частин роликоопор, які обертаються, звичайно

визначають емпіричним шляхом :

для верхніх частин

m'= 13+ 23 B, (5.107)

а для нижніх

m″ = 8+14B. (5.108)

Тоді лінійна густина цих частин на навантаженій вітці

= m'/l

, (5.109)

а на порожній

m″

= m″/l

. (5.110)

Коефіцієнт основного опору рухові залежить від

внутрішнього тертя вантажу, перегинання робочого органу на

опорах, а також від тертя качання стрічки по роликах і в їхніх

підшипниках. Для стаціонарних установок ω'=0,02...0,03,

напівстаціонарних і переносних ω' = 0,03...0,04, а для конвеєрів і

перевантажувачів, що працюють в особливо важких умовах,

ω'=0,08...0,12.

Тягове зусилля F, яке розвивається приводом, дорівнює

сумі всіх сил опору рухові:

F = W = (W

+ W

)ξ, (5.111)

де W

, W

— сили опору на навантаженій і порожній вітках, Η; ξ —

коефіцієнт, що враховує місцеві опори, ξ = 1,1...1,5.

Максимальне значення F

мaкc

може бути виражене через

натяги в точках набігання S

нб

і збігання S

зб

стрічки з приводного

барабана:

мaкc

= W

мaкc

= S

нб

— S

зб

. (5.112)

Слід зауважити, S

нб

/ S

зб

= l

, тоді

мaкc

= W

мaкc

= S

зб

(е

µα

- 1). (5.113)

Значення

µα

змінюється в межах від 1,44 до 28,6 і

залежить від кута охоплення барабана несучим полотном,

властивостей матеріалу стрічки і барабана, а також від стану

поверхонь, що стикаються.

Увівши для надійності роботи коефіцієнт запасу сил

тертя k

= 1,3... 1,4, одержимо:

мaкc

= W

мaкc

= Wk

. (5.114)

Мінімальні натяги, коли стрічка не прослизає на

барабанах, установлюють після перетворення рівнянь (5.112) і

(5.113):

При руховому режимі

зб

= Wk

(

µα

- 1

(5.115)

а при гальмовому

нб

=|W|k

(

µα

- 1

)

. (5.116)

Ці натяги повинні бути достатніми, щоб на навантаженій

вітці стрічка надмірно не провисала. Згідно з дослідними

даними ширина її між роликами зберігає потрібну форму у

поперечному перерізі, якщо натяг S

, Η в будь-якій точці

контуру

≥ (3 000...4000) В . (5.117)

Мінімальне, допустиме по провисанню, значення натягу

навантаженої вітки стрічки також може бути одержане із умови,

що в інтервалі між роликоопорами під дією розподіленого

навантаження q+q

і натягів S і S стрічка провисає по кривій,

яка має форму, близьку до параболи (рис. 5.10):

y = (q + q

) x

/2S. (5.118)

Рис. 5.10. Провисання стрічки між роликами

Найбільша стріла провисання в інтервалі між

роликоопорами на навантаженій вітці в точці з мінімальним

натягом

може бути визначена для умов

x = l

/2; у = ƒ

; S = S

; (5.119)

= (q + q

)/(2S

) (l

/2)

. (5.120)

З метою зменшення пересипання матеріалу біля роликів

відношення f

не повинне перевищувати 2,5 %, тоді після

підстановки у рівняння одержимо

= 5(q + q

) l

. (5.121)

Допустимий натяг по міцності вантажонесучого органу

= S

/n. (5.122)

Тут S

— розривне його зусилля, Н; n — запас міцності стрічки.

Величина S

для багатопрокладних стрічок

S′

B, (5.123)

де п

— кількість прокладок; S′

— розривне зусилля однієї із них

(шириною 1 см), Н/см; В — ширина стрічки, см. Для прокладок із

бавовняної тканини S′

= 600... 1 200 Н/см, а із синтетичної — S′

=1000...3000 Н/см. Розривне зусилля вантажонесучих органів

сучасних типів конвеєрів (див. табл. 3.16) змінюється в межах

320...3000 кН.

Запас міцності ґумотканинних і ґумотросових стрічок під

час транспортування вугілля і породи складає: при кутах нахилу

конвеєра β<10°— відповідно 8,5 і 7, а при β>10° — 9 і 8,5.

Потужність двигуна Ν, кВт, визначають таким чином:

при тяговому режимі

N = Fυk

п,

/(1000 η), (5.124)

а при гальмовому

N = |F|υ′k

η /1000). (5.125)

Тут k

— коефіцієнт запасу потужності, k

=1,1...1,2; η — ККД

приводу, для підземних конвеєрів η=0,8...0,85; υ'—швидкість руху,

м/с, при ґенераторному (гальмовому) режимі, υ'=(1,05...1,07) υ.

Для самодіючих установок, коли W≤0, силу сумарного

опору рухові розраховують при холостому ході W

, оскільки

вона може бути більшою, ніж при навантаженій стрічці.

На навантажених конвеєрах, використовуваних у виробках з

великим кутом нахилу, при припиненні подачі електроенергії або

несправностях у системі приводу робочий орган починає самовільно

рухатись униз, що може привести до аварії через скупчення

вантажу у нижній частині установки. Небажаних наслідків не

буде, якщо її обладнати гальмовим пристроєм.

Тягове зусилля на приводі конвеєра, працюючого на

уклоні, без врахування опорів на барабанах становить

F=W=W

=[(m

+2m

+m'

″)gω'cos β+

gsin

]L.

(5.126)

Гальмове зусилля при русі F

у зворотному напрямі

=|W

|=|W

|=[m

gsinβ-(m

+2m

+m'

″)gω'cos β]L. (5.127)