- •1. Особенности применения ленточных конвейеров
- •2. Зарубежный и отечественный опыт применения ленточных конвейеров
- •3. Ленточные конвейеры для крупнокусковых грузов
- •4. Методы расчета
- •5. Перспективы применения
- •ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТРАНСПОРТИРУЕМЫХ ГРУЗАХ
- •1. Крупность и фракционный состав
- •2. Характеристики грузопотока
- •1. Основное уравнение взаимодействия
- •ВЫБОР И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ КОНВЕЙЕРНОЙ УСТАНОВКИ
- •1. Обоснование типа и параметров конвейерной ленты
- •tgPp>
- •^ Рр20 + *g PplQ
- •Pprl —
- •3. Обоснование типа и расчет погрузочно-перегрузочных устройств
- •tgPx =-J-tg(i|3, — рп).
Аналогичные расчеты для остальных фракций (от первой до седьмой включительно) показали, что значения их относитель ного содержания в продукте дробления составят 0,6527; 0,1169; 0,0828; 0,0579; 0,0395; 0,0286; 0,0206. Фракции больше седь
мой отсутствуют. |
|
|
|
s |
|
А |
У ? |
|
||
Результаты расчетов пред- |
3 |
|
|
|||||||
ставлены на |
рис. |
13. |
Кривая о,в |
/ |
|
|
||||
1 — гранулометрический |
со |
|
/ |
У г |
|
|||||
|
|
/У |
|
|||||||
став взорванной горной мае- 06 |
IS |
|
|
|||||||
сы, определенный фотоплани- |
|
и / f 5 |
|
|
||||||
метрическим методом (см. вто- д. |
|
|
||||||||
Ш |
|
|
|
|||||||
рую строку табл. 4); |
кривая 4 |
И |
|
|
|
|||||
2 — фактическое |
относитель |
|
ги |
|
|
|
||||
|
/// |
|
|
|
||||||
ное содержание, определенное |
о,г /у |
|
|
|
||||||
по формуле (2.24) в соответст |
|
|
|
|
|
|||||
вии с кривой /; кривые 3 ,4 — |
о |
о,г |
оа о,б |
|
||||||
относительное |
содержание |
|
Рис. 13. Расчетные кумулятивные |
|||||||
фракций |
после дробления со |
|
||||||||
|
кривые |
выхода фракций дробленой |
||||||||
ответственно дробилкой ККД- |
|
горной массы. |
|
|||||||
1500/300 |
и |
ШПД |
12 X 15; |
|
|
|
массы |
при дробле |
||
кривая 5 — фракционный |
состав горной |
|||||||||
нии только |
крупных |
фракций |
(начиная с ал = |
0,2 м). Соот |
||||||
ветствие |
кривой |
5 на рис. 13 |
и кривых 1, 2 |
на рис. 12, б |
свидетельствует о достоверности формул (2.35) и (2.36). Фор мулы для вычисления 6(, 8П и 6Д/ позволяют определять гра нулометрический состав горной массы, поступающей на кон вейер, при различных видах ее подготовки.
2. Характеристики грузопотока
Транспортируемый груз на рабочей ветви конвейера образует поток, который может быть равномерным и неравномерным, непрерывным и порционным.
Равномерным поток можно считать в случае, если его по гонная масса в среднем является постоянной по длине трассы и во времени, а отклонения не превышают 15 %. Граничные значения отклонения определяются точностью измерения по гонной массы. Существующие средства измерения (например, взвешивающая роликоопора с электродинамометрами) имеют погрешность 10—15 %. Непостоянство погонной массы по длине трассы и во времени не является характерным для лен точного конвейера как машины непрерывного действия и сви детельствует о неэффективном его применении.
Неравномерность грузопотока, возникающая из-за боль ших отклонений значений погонной массы от среднего, объяс
няется либо неравномерной подачей груза на загружаемую ленту в пункте погрузки, либо наличием больших кусков гру за — одновременно движутся два независимых потока: насып ного груза (6кр < 0,1) и кусков, следующих друг за другом через некоторые интервалы. Независимость потоков заключает ся в том, что среднее значение погонной массы общего грузо потока не изменится при изменении расположения кусков. При этом возможно рассмотрение каждого потока. Для насыпного груза справедливы те закономерности и характеристики, ко торые имеют место при отсутствии кусков, а при изучении по тока кусков можно не учитывать насыпной груз.
Основной количественной характеристикой любого грузо потока является его погонная масса, вычисляемая по формуле
q = Q/3,6o. |
(2.37) |
В зависимости от величины погонной массы различают грузопотоки малой, средней и большой интенсивности. Ин тенсивность определяется степенью заполнения конвейерной ленты, т. е. отношением величины реализуемой погонной мас сы к максимальной (по приемной способности ленты):
ф ~ |
Ц/Цмако- |
|
Здесь <7нако — максимальная |
погонная масса, кг/м: |
|
<7мако = смВ2ун; |
(2.38) |
|
см — коэффициент производительности, учитывающий |
форму |
|
сечения грузопотока в желобчатой ленте: |
|
с“ “ " J r [ ( ! + "Г cos РР) Рр(*g+ tg Р») — tg РР] : (2-39)
Р„ — угол откоса груза в поперечном сечении ленты при дви жении, рад (далее угол откоса).
Коэффициент производительности определяется по форму ле (2.39) при условии, что желоб ленты, имеющий форму трапеции, заполнен сыпучим грузом, свободная поверхность которого имеет вид треугольника. Вместе с шириной ленты он характеризует ее приемную способность и применим для любого грузопотока, содержащего фракцию со степенью круп ности менее 0,1. По формуле (2.38) определяется предельное для данной ширины ленты значение погонной массы груза. На рис. 14 показана зависимость коэффициента производитель ности от угла наклона бокового ролика Рр при РР = 0,3 рад (штриховыми линиями обозначена область применяемых в
СССР углов наклона боковых роликов).
С коэффициентом заполнения связан коэффициент исполь зования ширины ленты ф. Эта связь определяется соотноше-
нием |
|
(■+ |
8ф — 3 |
|
ф = . |
256см |
cos Рр) (tg Рр — tg рг) — tg Рр] • |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
(2.40)
Коэффициент использования ширины ленты более удобен для визуального определения степени заполнения ленты. Из меряя длину свободных краев ленты АВ, определяем коэффи
циент использования ее ширины: ф = 1 — |
затем по фор- |
0 |
0,2 |
Ofi |
0,6 |
0,6 |
if) |
Рис. 14. Зависимость коэффициента производительности от угла на клона бокового ролика.
Рис. 15. Зависимость коэффициента заполнения ленты от коэффи циента использования ее ширины.
муле (2.40) — коэффициент заполнения ленты. На рис. 15 по казана зависимость коэффициента заполнения ср от коэффи циента использования ширины ленты ф. При расчетах учиты
валось, что формула (2.40) справедлива при ф ^ |
0,375. При |
|||||
ф < |
0,375 в формуле следует |
принять рр = 0. От угла накло |
||||
на |
бокового ролика кривая |
ср (ф) практически |
не |
зависит. |
||
|
Используемую ширину ленты рекомендуется принимать |
|||||
не более 0,9В — 0,05 м. Поэтому значение |
коэффициента ф |
|||||
не должно превышать |
|
|
|
|
||
|
|
Ф„ = 0,9-----’ |
|
|
(2-41) |
|
Подставляя значение фн в |
формулу (2.40), получаем номи |
|||||
нальное значение |
коэффициента заполнения |
ленты: |
|
|||
9.- - Я Б Г [(' + |
<,283J 0,4 |
cos ft.)’ (‘8 f t + |
(S ft) - |
'8 f t ] ' |
||
|
|
|
|
|
|
(2.42) |
Для лент шириной более 1,6 м можно считать фн = |
0,9, чему |
||||
соответствует ср|к = 0,8. |
|
количествен |
|||
|
С помощью коэффициентов ф и ф можно дать |
||||
ную оценку интенсивности грузопотока: при ф ^ |
0,4 |
и ф ^ |
|||
^ |
0,1 — малой интенсивности; |
при 0,4 < ф ^ |
0,75 и |
0,1 < |
|
< |
ф ^ 0,53 — средней; при |
больших значениях |
ф |
и ф — |
большой интенсивности. Изложенные результаты и классифи кация грузопотоков по интенсивности, справедливые для гру зов с kKp < 0,1 , применимы и для крупнокусковых грузопо токов, содержащих фракцию груза с 6кр < 0,1.
Поток кусков характеризуется интервалом их прохожде ния. Для определения этого интервала допустим, что длина участка груза между двумя кусками одной и той же l-й фрак
ции равна lKi. |
Исходная горная |
масса |
однородна, |
поэтому |
в среднем все |
интервалы 1К, имеют одинаковую длину, на ко |
|||
торой могут находиться куски любой |
фракции, но |
только |
||
один — t-й. Масса груза на этом |
участке равна qlKiy |
где q — |
среднее значение погонной массы грузопотока. При относи тельном содержании /-й фракции в исходной горной массе справедливо равенство
GKi = biQU |
(2.43) |
откуда |
|
/к, = GJqb,. |
(2.44) |
Может оказаться, что при расчетах по формуле |
(2.44) lKt < |
< |
aKi. Это означает, что в одном и том же сечении грузопото |
|
ка |
размещается несколько кусков /-й фракции. |
В качестве |
интервала в этом случае следует принимать /к, = |
aKi. |
|
|
Вероятность нахождения куска в некотором фиксированном |
месте в пределах своего интервала определяется по формуле
Р (Zt) = z, = aKi/lKi. |
(2.45) |
Вероятностью р (zt) определяется положение куска как внутри, так и за пределами своего интервала ввиду относитель ности начала его отсчета. Поэтому два куска различных либо одной и той же фракций могут находиться в одном сечении грузопотока. Вероятности расположения различных кусков независимы, поэтому вероятность расположения двух различ ных кусков в одном сечении
Р (г„; г„) = гпг„. |
(2.46) |
Для разных кусков одной и той же фракции вероятность их совмещения
P(zt\ zt) = (aKiIUi)\ |
(2.47) |
Эта вероятность определена из условия однородности ис ходной горной массы при известном среднеквадратичном от клонении положения куска от начала своего интервала. Об щая вероятность совмещения двух кусков определяется еще и вероятностью их совместного положения в исходной точке грузопотока — в пункте погрузки.
Совмещение двух кусков в одном сечении грузопотока мо жет служить причиной возникновения на установке аварийной ситуации: закупорки пункта погрузки, выпадения куска за борт ленты и т. п. Поэтому вероятность совмещения двух кус ков какой-либо фракции также является характеристикой грузопотока с точки зрения надежности работы установки. Если вероятность возникновения таких аварийных ситуаций будет достаточно велика, время простоев оборудования, а так же затраты на ликвидацию их последствий будут значи тельными, то такой грузопоток следует считать нетранспор табельным. Поэтому целесообразно более подробно изучить вероятность совмещения двух кусков; для простоты исследует ся совмещение кусков одной фракции.
Определим вероятность нахождения куска в фиксирован ном месте некоторого сечения погрузочного устройства при свободном падении из бункера. Кожух, ограничивающий про странство погрузки близ загружаемой конвейерной ленты, рекомендуется изготавливать размерами 1,5В X 0,8В; у са мой ленты сечение обычно сужается до 1,5В X 0,6В.
Предполагается случай падения куска плашмя. Вероят ность нахождения куска в фиксированной точке по ширине сечения не больше с^/О^В, по длине сечения — не больше 0,66ак/1,5В; общая вероятность — не больше
Р = о,8 • 1,5Ва = °>55£кР. |
(2.48) |
Поэтому вероятность совместного падения двух кусков не больше
р = 0.3025AV |
(2.49) |
Возможные варианты опасного совместного падения кусков показаны на рис. 16.
Куски столбчатой формы имеют 26 элементов поверхности. В силу осевой симметрии формы куска вероятность падения
куска плашмя не больше следовательно, вероятность сов
местного падения двух кусков в фиксированном положении
не больше -п^г. Если считать, что степень крупности кусков
такова, что при варианте II (рис. 16) возможно застревание кусков в выпускном отверстии погрузочного устройства, то по варианту / это событие имеет полную вероятность, а при
вариантах II к III вероятность застревания равна 4-, про-
□
хождения — g- в зависимости от сочетания отклонений раз
меров кусков от характерного размера своей фракции. Об щая вероятность застревания при совместном падении кусков
0,ббак |
0,5at |
|
Ж |
Ж |
Ж |
Рис. 16. Варианты совместного падения двух кусков груза.
по вариантам I и II или III равна сумме вероятностей этих вариантов:
Р = "Ш Т |
169 •з |
169 •з = |
• Ю . |
Общая вероятность прохождения
Р ~ 169 •3 |
169 •з = |
^ |
При падении кусков плашмя на поверхность наклонного лот ка эти вероятности сохраняются (в лучшем случае умень шаются).
Совместное падение кусков по вариантам IV, V, VI не опасно с точки зрения их застревания, однако при соуда рении с поверхностью наклонного желоба появляется вероят ность по вариантам II или III. Вероятность застревания в
этом |
случае, |
равная -je^TT + |
|
+ |
Л б ^ Т |
= ~М * |
|||||
и |
вероятность |
|
прохождения, |
равная |
^ |
2 |
а 3 |
+ |
2 |
+ |
|
|
|
169- - 3 |
|||||||||
. |
| |
2 |
2 |
-, повышают |
соответствующие |
вероятности |
|||||
+ |
0 9 7 з~ = -J69 |
предыдущих случаев. Поэтому общая вероятность застревания кусков в пункте погрузки с учетом вероятностей, вычисляемых по формулам (2.41), (2.49), составляет
Pi = 4 ,7 7 3 • 1 ( Г Х , ( а к<//к0а. |
(2 .50) |
Для случаев, когда куски не застревают,
Pt = 5 ,9 7 1 0 % ( а Л ) 2 . |
(2.51) |
С помощью формул (2.3), (2.38), (2.40) определяем интер
вал |
прохождения |
кусков: |
|
|
|
|
. |
ХцУц°кi |
^к^раэ^кр( |
|
(2.52) |
|
кС~ |
фсм |
“ ф^А |
ак‘- |
|
|
|
||||
Принимая значения составляющих Хк = |
0,22, kpa3 = 1,6, |
||||
си = |
0,162, получаем |
|
|
|
,2.173Лкр,
|
|
1x1 ~ |
(pfy |
а*1- |
|
|
|
Теперь формулы (2.50) и (2.51) приобретают вид |
|
||||||
|
|
Л = |
1,015 |
Ю-3^кр(ф26?; |
(2.53) |
||
|
|
Л - |
1,269 |
l O ^ p ^ f i i |
(2.54) |
||
При ширине |
выпускного |
отверстия |
0,65 — 0,75 |
куски |
|||
крупностью |
ккР > 0,4 |
могут |
застревать. |
Принимая |
kKpl = |
||
= 0,4, 6, = |
0,04, |
<р = |
0,56, по формулам (2.53) и (2.54) полу |
чаем, что вероятность застревания таких кусков в пункте
погрузки составляет 3,7 |
10"7, вероятность совмещения двух |
||||||||
кусков о ккр = 0,4 на конвейерной ленте — 4,64 |
10—7 |
||||||||
Совмещение двух кусков произойдет на интервале длины (м) |
|||||||||
|
|
|
|
5цС == lv.ilP l- |
|
|
|||
Время между двумя совмещениями (ч) |
|
||||||||
|
|
|
гр |
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
1 ‘ ~ |
3600а ’ |
|
|
|||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г, - |
6,036 |
КГ* |
■ |
(2.55) |
|||
Для |
рассматриваемого |
случая |
при |
/екр/ = 0,4, |
ф = 0,56, |
||||
5* = |
0,04, |
Pi = 3,7 |
Ю~7 |
получаем |
|
|
|||
|
|
|
Т( = |
4,66 |
• |
103 |
. |
|
|
|
|
|
1 |
|
9 |
|
V |
|
|
Из этой |
формулы |
следует, |
|
что при ширине ленты 5 = |
|||||
= 1,2 м и транспортировании |
кусков |
крупностью до 0,5 м |
со скоростью v = 1 м/с застревание кусков в пункте погрузки может произойти не раньше чем через 5500 ч, т. е. раз в год. Такой грузопоток можно считать транспортабельным. Однако при скорости транспортирования v = 10 м/с застревание бу дет происходить через каждые 550 ч, т. е. ежемесячно. По затратам на ликвидацию аварий такой грузопоток может
оказаться нетранспортабельным. Это обстоятельство должно учитываться при выборе параметров и определении надеж ности конвейерной установки.
Погрузочно-перегрузочные устройства должны конструи роваться таким образом, чтобы совмещенные куски не могли попасть на ленту загружаемого конвейера. В особо ответствен ных случаях в погрузочных узлах целесообразно применять специальные устройства — роботы, контролирующие и регу лирующие последовательность прохождения кусков, исклю чающие аварийные ситуации.