книги / Скребковые конвейеры
..pdfсечение которых отлично от круглого, имеет место в современном конвейеростроении, например запатентована цепь, звенья которой имеют в поперечном сечении некруглую форму.
Узлы крепления скребка к цепи тягового органа передвижного скребкового конвейера. В настоящее время разработано большое число конструкций крепления скребка к цепи [2].
Наиболее широкое распространение получило соединительное звено, представляющее собой скобообразный элемент, конструктивно соеди няющий с помощью болта и гайки отрезки высокопрочных круглозвен ных цепей и скребок (рис. 1.17). Геометрические параметры соедини тельных звеньев цепей приведены в табл. 1.8 (см. рис. 1.17).
Плоскость (см. рис. 1.17), являющаяся проекцией соединительного звена4на плоскость, в дальнейшем будем называть плоскостью соедини тельного звена.
В настоящее время для соединительных звеньев применяют сталь марки 35ХГСА, термообработанную до твердости 387... 444 НВ. Основ ные механические параметры соединительных звеньев приведены в табл. 1.9.
Основные характеристики болтового соединения для соединитель ных звеньев приведены в табл. 1.10.'
Особенностью такого соединительного звена является то, что оно одновременно является как цепным замком (узлом, соединяющим от-
ГеОметрические параметры соединительных звеньев, мм
Размер цепи, |
4 |
В |
С, |
Б±1, |
F, |
мм |
|
|
не более не более |
|
не бо |
|
не более не более |
не более не более |
|
|
лее |
14x50 |
50 |
49 |
16 |
16X64 |
64 |
63 |
20 |
24X86 |
86 |
84 |
26 |
П р о д о л ж е н и е |
табл. |
1.8 |
||
Размер цепи, |
F t |
G |
Н |
|
мм |
|
|
не бо |
|
|
|
|
лее |
|
14X50 |
|
22,5 |
24 |
17+1 |
16*64 |
|
30,0 |
30 |
21+1 |
24x86 |
|
41,0 |
41 |
26+0,5 |
П р о д о л ж е н и е |
т а б л . |
1.8 |
||
Размер цепи, |
|
т, |
V |
V |
мм |
не более |
+1 |
+2 |
|
14X50 |
|
14,5 |
22 |
18 |
16x64 |
|
18,5 |
29 |
21 |
24x86 |
|
26,0 |
34 |
27 |
14 |
81 |
30 |
51 |
30 |
18 |
103 |
45 |
55 |
41 |
24 |
138 |
63 |
78 |
54 |
R |
Испол |
Испол |
Испол Испол |
|
|
нение |
нение |
нение |
нение |
|
1 |
2 |
1 |
2 |
|
S , не более |
S 1, не более |
||
8+0,5 |
32** |
27 |
16.5 ** |
13,5 |
1 Of0,5 |
43** |
32 |
21,5 ** |
16,0 |
14+1 |
53 |
53 |
26,5 |
26,0 |
v i |
V i |
V |
а |
& |
|
|
|
|
|
Факти |
_ |
18 |
< Г 3 0 <35 |
|
ческий |
41 |
23 |
||
+2 |
45 |
24 |
|
|
*Информационный размер.
**Приведенные значения могут относиться и к исполнению ”2”.
Т а б л и ц а |
1.9 |
|
|
|
|
|
Размер |
Класс |
Пробная |
Разрушаю Предвари |
Удельная долговечность, |
||
цепи, |
прочности |
нагрузка, |
щая на- |
тельная |
|
кН |
мм |
|
кН |
нагр узка, |
жяornv'11/а |
4 |
|
|
rial рузка, |
верхний |
||||
|
|
|
кН, не |
кН |
нижний |
|
|
|
|
менее |
|
предел |
предел |
18x64 |
С |
300 |
370 |
13 |
25 |
127 |
|
д |
340 |
430 |
13 |
25 |
127 |
24X84 |
с |
520 |
650 |
23 |
45 |
226 |
|
д |
620 |
780 |
23 |
45 |
226 |
Пр и м е ч а н и я . 1. Общее удлинение при пробной нагрузке не более 2 %.
2.Остаточное удлинение после разрушения не менее 8 %. 3. Число циклов разруше ния 4*104
52
Размер |
Класс |
Резьба |
Класс прочности по |
Момент затяжки, |
|
цепи, мм |
прочности |
|
ГОСТ 1759-70 |
Н 'м |
|
|
|
|
болта |
гайки |
|
18X64 |
с |
М20 |
10,9 |
10 |
250-400 |
24x86 |
д |
М20 |
12,9 |
10,2 |
250-500 |
с |
М24 |
10,9 |
10 |
300-500 |
|
|
д |
М24 |
12,9 |
10,2 |
300-500 |
резки круглозвенной цепи), так и соединительным звеном (узлом креп ления скребка к круглозвенной цепи тягового органа). Такое сочета ние функций является как достоинством, так и недостатком, поскольку вызывает сложные механические процессы в самом соединительном зве не.
Т а б л и ц а 1.11
Исполнение |
Состояние |
Достоинства |
Недостатки |
Реко менду емая |
|
тягового |
работ |
|
|
область приме |
|
органа |
|
|
|
нения |
|
Две цепи в на- |
Серийное про- |
Оптимальное нап- |
Ограничение |
Лавы с |
малой |
правляющих |
изводство |
равнение цепей в |
размеров цепей нагрузкой |
очист- |
|
(вертикально |
|
профиле решта |
профилем решного забоя |
поло- |
|
замкнутый |
|
ка. Хороший |
така. |
го-наклонного |
|
контур) |
|
отбор угля всей |
|
падения |
|
|
|
фронтальной по |
|
|
|
|
|
верхностью скреб Неравномерное |
|
|
|
|
|
ка. Снижение |
распределение |
|
|
|
|
бокового давле |
усилий в цепях |
|
|
|
|
ния за счет вос |
на изогнутом |
|
|
|
|
приятия части |
участке става. |
|
|
|
|
его цепями |
Аварийность |
|
|
|
|
|
из-за большо |
|
|
|
|
|
го числа разом |
|
|
|
|
|
кнутых соеди |
|
|
|
|
|
нительных |
|
|
|
|
|
звеньев |
|
|
Одна цепь в |
То же |
Возможность при Малая устойчиУгловые конвей- |
|||
центре става |
|
менения длинных |
вость скребка, |
еры |
|
(вертикально- |
|
отрезков цепей и |
требующая по |
|
|
замкнутый |
|
определенная ве |
вышенного на |
|
|
контур) |
|
личина натяжения. тяжения и, сле |
|
|
|
|
|
Применение це |
довательно уве |
|
|
|
|
пей повышенного |
личения энерго |
|
|
|
|
размера без зна |
затрат. Ремонт |
|
|
|
|
чительного увели цепи в месте ее |
|
|
|
|
|
чения высоты про обрыва |
|
|
|
|
|
филя. Пригод |
|
|
|
ность для угло вых конвейеров
Исполнение |
Состояние |
Достоинства |
Недостатки |
Рекомендуемая |
тягового |
работ |
|
|
область приме |
органа |
______________ 1 |
—----------------- |
|
нения |
|
|
|||
|
|
|
Две цепи в центре става
Одна цепь в центре става (горизонталь но-замкнутый контур)
|
Возможность приСклонность к |
Лавы со средней |
|||
|
мснения длинных |
заштыбовкс |
и высокой |
наг- |
|
|
отрезков цепей. |
нижней ветви |
рузкой |
очистно- |
|
|
Примсненис цепей конвейера |
го забоя |
|
|
|
|
повышенного раз |
|
|
|
|
|
мера без значитель |
|
|
|
|
|
ного увеличения |
|
|
|
|
|
высоты профиля. |
|
|
|
|
|
Меньшие натяже |
|
|
|
|
|
ния цепей. При об |
|
|
|
|
|
рыве одной из це |
|
|
|
|
|
пей место повреж |
|
|
|
|
|
дения можно пере |
|
|
|
|
|
местить к концу |
|
|
|
|
|
лавы |
|
|
пластах |
|
Эксперимента Возможность приНесколько увс-Лавы на |
|||||
льное произ |
мснения длинных |
личенная шири-мощностью |
до |
||
водство |
отрезков цепей и |
на става. Нсоб- |
1,5 м |
|
|
|
определенная ве- |
ходимость по |
|
|
|
|
личина натяжения, вышенного на- |
|
|
|
|
|
Снижение высоты |
тяжения |
|
|
|
|
бокового профи |
|
|
|
|
ля и погрузки. Применение цепей повышенного раз мера. Свободный доступ к любому участку порожней ветви
Как показывает опыт эксплуатации, порывы приходятся на следую щие зоны: утолщение (кулак); граница между утолщением и скругля ющейся частью; зона вблизи места контакта соединительного звена с с юдинительным звеном цепи.
Данный тип соединительных звеньев применим в скребковых конейерах с цепями, расположенными в боковых направляющих рештачного става (конвейеры типа СП).
В настоящее время широко распространены конвейеры с цепями, расположенными в центре рештачного става (конвейеры типа СПЦ). Осо бенностью узла крепления цепей является то, что отсутствует функция соединения отдельных участков цепи —для этих целей используют спе циальные цепные замки.
Наименее надежным элементом данной конструкции считают скобу,
на скребе же наименее надежными зонами являются зоны прилегающие к отверстиям.
Также широко распространены конвейеры с цепями, расположенны ми в боковых направляющих рештачного става, типа СП291... СП297.
Основные достоинства и недостатки, а также области применения различных исполнений тягового органа приведены в табл. 1.11.
1.7. ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЗАРУБЕЖНЫХ
СКРЕБКОВЫХ ПЕРЕДВИЖНЫХ КОНВЕЙЕРОВ
По кинематике и конструктивному исполнению зарубежные скреб ковые конвейеры подобны отечественным. Развитие передвижных скреб ковых конвейеров осуществляется с целью создания и применения вы сокопроизводительного оборудования повышенной надежности для ос нащения очистных забоев, работающих во всем диапазоне горно-геоло гических условий и имеет следующие направления:
повышение производительности конвейеров (до 25, 37, 42 т/мин и
более); |
|
|
увеличение |
длины |
доставки транспортируемого материала (до |
300 м); |
|
|
расширение |
области |
применения конвейеров на пласты с углами |
падения более 35°; повышение надежности и долговечности узлов и конвейера в целом,
снижение трудоемкости технического обслуживания и ремонта; универсальность основных узлов и элементов конвейеров для при
менения с различными типами выемочных машин и механизированными крепями;
расширение эксплуатационных и функциональных возможностей конвейеров.
Производительность зарубежных серийных передвижных скребко
вых |
конвейеров, поставляемых шахтами, достигает 17—25 т/мин |
||||
при |
длине |
доставки |
до |
250 м. Скорость движения скребко |
|
вой |
цепи |
не |
превышает |
1,3-1,4 м/с при ширине рештачного |
|
става |
640— 80 |
мм. |
Повышение производительности скребковых |
конвейеров обеспечивается увеличением мощности приводных блоков до 335—400 кВт и суммарной энерговооруженности, достигающей 670— 800 кВт при применении напряжения до 5 кВ.
Ресурс зарубежных скребковых конвейеров достигает 1,5—5 млн. т, что обеспечивается Повышением надежности и долговечности за счет комплекса компоновочных, конструктивных и технологических меро приятий:
увеличения калибра тяговой цепи до 34—42 мм при вынесении тя говых цепей из направляющих и центральном одинарном или сдвоен ном расположении;
присоединения скребков и тяговой цепи без специальных соедини тельных звеньев;
оснащения скребков износостойкости самоустанавливающимися съемными концами (кулаками);
применения внутренних закладных безболтовых замковых соеди нений рештаков и безболтовых соединений с навесным оборудованием;
усиления сечения боковины и концевых элементов рештаков; увеличения сечения средних листов рештаков с введением центри
рующих элементов в листах, исключающих возникновение уступов при взаимных поворотах рештаков;
установкой днищ, закрывающих холостую ветвь снизу; применение верхних съемных рештаков.
Расширение эксплуатационных и функциональных возможностей конвейеров обеспечивается:
применением компоновок привода с односторонним расположением блока, допускающим работу выемочной машины без ниш;
создалием конструкций угловых конвейеров, выполняющих одно временно функции забойного конвейера и штрекового перегружателя;
оснащением дробилками непрерывного действия; оснащение устройствами для.боковой разгрузки.
1.8. ПЕРСПЕКТИВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНВЕЙЕРОВ
При создании новых забойцых конвейеров особую важность наря ду с повышенными производительностью, надежностью и ресурсом преобретает комплексная увязка всего оборудования очистного забоя. Про веденные исследования указывают на необходимость увязки забойного конвейера с комбайном по производительности с учетом досыпки груза. Необходима увязка конвейера с комбайном и механизированной крепью, допускающая подвижку конвейера к линии забоя и зачистку почвы. Необходимость силовой увязки конвейера с механизированной крепью диктуется устойчивостью комбайна и всей системы в целом. Уве личение ширины рештачного става ведет к изменению конструкции эле ментов крепи.
При стабилизации грузопотока решается задача управления нагруз кой. В этом случае телекамеры фиксируют производительность, грануло метрический состав и наличие породы в горной массе. Получение опера тивной информации даст возможность изменять при необходимости ре жим работы комбайнов.
Ресурс конвейера должен соответствовать ресурсу всего комплекса, и эту задачу помогут решить устройства, предупреждающие аварийные ситуации, вызванные деформацией скребков, порывом цепи и т.п.
При создании новых комплексов очистного оборудования особые требования предъявляются к навесному и вспомогательному оборудова нию конвейеров, включая элементы бесцепной системы подачи.
Рештачный став конвейера остается неизменным при различной кон струкции комплекса, меняется лишь навесное оборудование, обеспечи вая сокращение ручного труда при зачистке почвы, подтягивании кабе ля, передвижении конвейера. Необходимы дальнейшее совершенствова ние констркции зачистных лемехов, повышающее эффективность их ра боты, а также унификация узлов сопряжения механизированной: крепи с конвейером, установка при необходимости на узлах сопряжений эле ментов, зачищающих почву и препятствующих поступлению штыба в зону крепи. Габариты узла сопряжения должны допускать расположение рейки механизма подачи комбайна, а направляющие выдерживать макси мальные нагрузки от опор комбайна. Навесное оборудование должно обеспечивать взаимное регулирование положения механизированной крепи и става конвейера. Дальнейшее развитие навесного оборудования ведется в направлении безболтового крепления. Эти работы пока и у нас, и за рубежом не вышли из стадии экспериментальных конструкций. Работы по кабелеукладчику должны не допускать дальнейшего увели чения высоты петли. Снижение массы траковой цепи возможно за счет применения пластмасс. Навесное оборудование конвейера —базы комп лекса должно обеспечивать наиболее целесообразную увязку выемочной машины става конвейера и механизированной крепи, соединяя их в еди ный агрегат. При этом нужна увязка устройств распора и удержания приводов конвейера с крепью сопряжения либо специальной крепью около штрековой зоны.
Новые конвейеры должны допускать применение модификаций как с вынесенным механизмом подачи, так и с реечным либо установлен ным на комбайне (цепным).
Для конвейеров, предназначенных для работы на пластах мощностью до 0,7—0,9 м, целесообразна компоновка с центральной цепью, замкну той в горизонтальной плоскости, и скребками, складывающимися на холостой ветви. Высота погрузки в этом случае может быть снижена до 60—90 мм. Внедрение конвейера с горизонтально-замкнутой централь ной цепью будет способствовать выделению из лавы людей, занятых расшгыбовкой конвейера, зачисткой лавы, устранением частых аварий с тяговым органом.
В перспективных конструкциях; будет продолжено направление по созданию приводов9способствующих ликвидации ниш. С этой целью ведутся работы по созданию приводов, обеспечивающих работу комбай на с их рамы и по созданию угловых конвейеров, либо конвейеров с боко вой разгрузкой, т.е. п$ред приводной звездочкой. При применении угло вого конвейера сокращается один из пунктов перегрузки, уменьшаются пылеобразование и измельчение угля, заштыбовка забойной части кон вейера, появляется возможность выхода комбайна на штрек.
В будущем должны быть созданы средства доставки для селектив ной выемки угля и породы. С этой целью должны быть созданы моди фикации тормозного конвейера, а также модернизированы конструк ции конвейеров с работой по падению и восстанию-
Устройства распора и удержания приводов конвейера должны быть увязаны с крепью сопряжения либо специальной крепью около штреко вой зоны.
Выполнение дополнительных функций, позволяющих ликвидировать ручной труд на концевых участках лавы, еще более повысит роль кон вейера в механизированном комплексе. Успешное выполнение работ по изготовлению и внедрению новых скребковых конвейеров должно быть обеспечено технологической базой заводов угольного машино строения.
Внедрение в полном объеме более совершенных передвижных скреб ковых конвейеров, разработка передвижных скребковых конвейеров нового поколения будут способствовать дальнейшему росту произво дительности очистных забоев угольных шахт.
В части разборных скребковых конвейеров планируется создание ряда конвейеров, которые заменят конвейеры С50, 2СР70М и СРЦ70, и будут по назначению соответствовать технологическим процессам транспортирования горной массы по участковым выработкам, при под готовительных работах и на поверхности.
2.РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОНВЕЙЕРОВ
2.1.ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
Производительность конвейера должна выбираться в соответствии с производительностью выемочной машины и технологической схемой работы комплекса. Процесс формирования производительности забой ного конвейера может быть представлен следующим образом [11, 12]
е „ ] |
|
в„+ е „ ) |
<2.1) |
М |
производи |
где QM — производительность выемочной машины; Qn |
тельность по грузопотоку при зачистке почвы; Qn - производитель ность конвейера в зоне погрузки; QN L — производительность кон вейера по установленной мощности и длине; Qp — наибольшая расчет ная производительность конвейера.
Расчеты производительности необходимы при составлении техничес ких заданий и комплектовании оборудования механизированного комп лекса либо транспортной линии. При этом обосновываются параметры нового создаваемого конвейера, либо проверяется соответствие пара метров серийного передвижного конвейера имеющемуся оборудованию
58
комплекса по фактору производительности. Анализ структуры проекти ровочного и проверочного расчетов показывает, что они состоят по сути из одинаковых составных частей —расчетных блоков, и отличаются лишь их очередностью.
При проектировочном, расчете определяются область и объемы при менения конвейеров заданного типоразмера по комплексам, а также вы нимаемой мощности разрабатываемых пластов.
Устанавливаются условия, в соответствии с которыми принимаются производительность и соста? оборудования комплекса, значение коэф фициента машинного времени работы комбайна в комплексе, опреде ляются средний и максимальный грузопотоки, поступающие от выемоч ной машины.
При фронтальной схеме передвижки конвейера определяется макси мальный грузопоток, поступающий при зачистке почвы лемехом. Во всех случаях проверяется, не ограничен ли максимальный грузопоток и тре буемая по погрузке производительность конвейера его расчетной произ водительностью. Требуемая по погрузке производительность уточняется с учетом компоновки комбайна, механизированной крепи и схем.
При проверочном расчете устанавливается соответствие параметров забойного конвейера (серийного) оборудованию данного механизиро ванного комплекса в конкретных горно-геологических условиях эксп луатации. Последовательность этого расчета следующая: устаналиваются горно-геологические и горнотехнические условия эксплуатации, опре деляются средний и максимальный грузопотоки, поступающие от вые мочной машины и при передвижке конвейера от зачистки почвы леме хом.
Обеспечение расчетной производительности проверяется по установ ленной мощности приводов и заданной длине конвейера. При этом также проверяется вписываемость сечений грузопотоков в узел сопряже
ния ’’комбайн - |
конвейер”. |
|
|
Исходными данными для |
расчета грузопотоков из очистного за |
||
боя являются: длина очистного забоя L Q , м; вынимаемая мощность |
|||
пласта # пл, м; |
угол наклона конвейера /3, градус; минимальная соп |
||
ротивляемость |
угля резанию; |
сменная добыча у^м, т ; |
продолжитель |
ность добычной смены 7V , ч; |
тип выемочной машины; |
тип механизи- |
|
w |
СМ |
|
|
рованнои крепи; тип и число насосных станций; схема работы выемоч
ной машины; |
схема передвижки забойного |
конвейера, коэффициент |
|
машинного времени выемочной машины к |
; ширина захвата за один |
||
цикл |
flqaY, м; |
число рабочих циклов в смену N' ; плотность угля в це- |
|
лике т ’.х/м3 |
|
ц |
|
Среоний минутный грузопоток за время поступления угля из очист |
|||
ного забоя (т/мин) [7] |
|
||
<2эксп |
= 4 м / 60Гсм *п> |
|
где кп — коэффициент времени поступления угля из очистного забоя.
*„ - '„/«ог».
где t n - время поступления угля из очистного забоя, мин. В общем случае
гп ” го + ^з.к + ^з.ф*
где t Q - продолжительность работы комбайна по выемке угля за смену, мин; Гз к - продолжительность зачистки дороги обратным ходом ком байна за смену, мин; t 3 ф —время зачистки почвы лемехом конвейера при его передвижке по фронтальной схеме, мин.
Подстановка известного соотношения
'./«о г»
в выражение для коэффициента поступления угля из очистного забоя приводит его к виду
* п = * м + ( ' з . к + ' з . ф ) / 6 0 Г см-
Отметим, что кп = км только при волновой схеме передвижки конвейера и Челноковой (двусторонней) либо односторонней без зачистного хода схемах работы комбайна. Во всех остальных случаях кп >
^ |
* |
|
= L о.зNи// vпд max’ |
|
Затем t з.к |
||
где |
vnn |
mav |
— максимальная скорость подачи выемочной машины, |
. |
11Д |
III а л |
|
м/мин.
Число рабочих циклов выемочной машины в смену принимается по планограмме очистных работ или рассчитывается по формуле
^см/^плЛзах^оз^пл*
Значение t 3 ф в случае непрерывной фронтальной передвижки опре деляется по формуле
'з.ф = 'V a a x/60V
где V, —теоретическая скорость фронтальной передвижки, м/с.
Ориентировочный максимальный грузопоток (т/мин) угля, посту пающий через конвейер от выемочной машины,
Смтах = ynnHn„a™ x W (60v ± Упд) •
где г>пд - скорость подачи комбайна, м/с; знак ’’плюс” принимается при 60