Потапов M.Г. Карьерный транспорт‚. Трасса, план и профиль пути. 7 План пути
 Скачать 6.98 Mb.
|
|
§ 1. Конвейерная лента Лента — одновременно тяговый и грузонесущий орган ленточного конвейера, поэтому она должна обладать продольной и поперечной прочностью и гибкостью, сопротивляемостью ударным нагрузкам (особенно от абразивного материала, возможно меньшим весом. Лента состоит из каркаса, обеспечивающего ей нужную прочность, и резинового покрытия обкладок, предохраняющего каркас от истирания, действия влаги и пр. К настоящему времени определились два направления в конструировании конвейерных лент с тканевой основой (каркасом) и сосновой из стальных тросов. Тканевые прорезиненные ленты изготовляются из нескольких слоев ткани, соединяемых между собой слоями резины методом вулканизации. Ткань придает ленте прочность, необходимую для передачи значительных тяговых условий. Для защиты от механических повреждений, действия влаги и т. п. ткань покрывается сверху, снизу и с боков слоем резины (обкладками. Толщина верхней (рабочей) обкладки, подверженной наибольшему износу, зависит главным образом от степени абразивности и кусковатости транспортируемого материала. Толщина обкладки составляет обычно 1,5—6,0 мм. Однако у лент, предназначенных для транспортирования крупнокускового скального материала, толщина рабочей обкладки может быть увеличена до 10 мм. Толщина обкладки на нерабочей стороне ленты 1,5—2,0 мм. Работоспособность ленты определяется в первую очередь разрывным усилием 1 см ширины каждой тканевой прокладки. С учетом запаса прочности, принимаемого 9—10, определяется допустимое рабочее натяжение ленты. Отечественная промышленность изготовляет ленты сосновой" из полиамидного волокна анид. Синтетические ткани наряду с высокой прочностью обладают эластичностью и влаго- устойчивостью, благодаря чему при низкой температуре не смерзаются и не теряют гибкости. Ниже приведены основные сведения о тканевых прорезиненых лентах на синтетической основе. Характеристика тканевых лент Тип ткани ТА TA-150 ТЛК-20 К-10-2-ЗТ; ТК-400 ЛХ-120 А-10-2-ЗТ; ТК-300; ТА Разрывная прочность прокладки, Н/см 1000 1500 2000 3000 4000 Толщина конвейерных лент определяется числом прокладок. Однако при слишком большой толщине ленты теряется ее гибкость и при огибании барабанов возникают значительные напряжения, снижающие ее прочность. Кроме того, при увеличении числа прокладок повышается степень неравномерности их работы, что требует увеличения прочности. Поэтому обычно конвейерные ленты выполняют с числом прокладок 4—8. Недостатком лент на синтетической основе является значительное удлинение ленты под рабочей нагрузкой, величина которого достигает 2—2,5 %. Столь большая вытяжка на длинных конвейерах затрудняет выполнение натяжных устройств. Резино тросовые ленты имеют каркас, изготовленный из стальных тросов, сплетенных из тонких проволоки уложенных в один слой. Между собой тросы связываются обкладками из ткани (обычно бельтинг). Пространство между тросами заполняется резиной. В табл. 20 приведены характеристики ряда типоразмеров отечественных резинотросовых конвейерных лент. При определении допустимой рабочей нагрузки следует учитывать коэффициент неравномерности натяжения тросов (0,85) и запас прочности, принимаемый равным 6—8. В результате рабочая нагрузка резинотросовых лент достигает 5000— 6000 Н/см ширины ленты. 143 Таблица Характеристика резинотросовых лент Тип ленты Диаметр троса, мм Шаг троса, мм Общая толщина ленты, мм Разрывное усилие, Н/см 2РТЛ-1500 2РТЛ-2500 1РТЛ-2500 1РТЛ-3150 1РТЛ-4000 1РТЛ-5000 1РТЛ-6000 6,2 7,6 7,6 8,6 8,0 10,5 11,5 15 ±2 14±2 14±2 15±2 15±2 17±2 18±2 5 , 2 5 , 26 5 , 25 2 0 , 23 2 5 , 22 5 , 20 5 , 20 18 5 , 2 0 , 2 5 , 1 0 , 2 5 , 1 0 , 2 1 2 ± ± ± + − + − + − + − 15 000 25 000 25 000 31000 40 000 50 000 60 000 Основными преимуществами резинотросовых лент являются высокая прочность, позволяющая создавать конвейерные установки весьма большой длины и производительности и незначительное удлинение при рабочей нагрузке (не более 0,25 %). К недостаткам резинотросовых лент относятся значительный погонный вес (примерно в два раза выше, чем равнопрочной анидной ленты сложность соединения концов пониженная сопротивляемость ударным нагрузкам при порезах ленты проникновение к тросам влаги, вызывающей их коррозию. При совершенствовании лент обоих типов, вероятно, будет целесообразно ленты с синтетической основой использовать в более тяжелых эксплуатационных условиях (при частой передвижке конвейеров, многочисленных перегрузках, транспортировании крупнокускового материала и т. па резинотросовые на магистральных конвейерах большой длины и на подъемных. В себестоимости транспортирования конвейерами до 20— 30 % расходов приходится на ленту. Поэтому помимо прочностных данных существенное значение имеют стоимость и срок службы ленты. Срок службы ленты зависит от следующих факторов длины конвейера и скорости движения ленты, от которых, в свою очередь, зависит истирание ленты от соприкосновения с транспортируемым материалом, барабанами и роликами способа и качества загрузки материала на ленту, так как именно в пунктах погрузки возникают удары, вызывающие дополнительный износ лент влияния атмосферных условий и естественного старения. К настоящему времени имеются лишь приближенные методы расчета срока службы конвейерных лент. Для практических расчетов принимают, что при транспортировании рыхлых породи угля срок службы ленты, составляет от 3 до 5 лета при транспортировании крепких пород — от 1 до 3 лет. § 2. Конвейерный став Конвейерные роликоопоры, служащие для поддержания и направления ленты, а также для придания ленте определенной поперечной формы, являются одним из основных элементов конструкции конвейеров. Их качество в значительной мере определяет расход энергии, плавность движения ленты и срок ее службы. На грузовой ветви устанавливают обычно трехроликовые (для широких лент пятиролико- вые) опоры, придающие ленте лотковую форму, на холостой ветви — однороликовые или двухро- ликовые. На рис. 86 показаны линейные секции ленточных конвейеров. На трехроликовых опорах (86, а, б) угол наклона боковых роликов ранее принимался равным. Теперь же, с применением более гибких лент на синтетической и резинотросовой основе, принимают угол наклона боковых роликов 30—35°, что позволяет при той же ширине ленты повысить производительность конвейера примерно на 15%. Дальнейшее увеличение угла наклона роликов ухудшает условия работы ленты и дает прирост производительности лишь на 5—6 %. 144 Рис. 86. Линейные секции ленточных конвейеров Пятироликовые опоры (86, в) применяют обычно при ширине ленты болеем. Применение двухроликовых опор на порожняковой ветви обеспечивает центрирование ленты при движении. Помимо роликоопор, жестко укрепленных на станине, все большее применение получают роликоопоры подвесного (гирляндного) типа различных конструкций (рис. 87). Такие роликоопо- ры подвешиваются на продольных балках станин или на продольных несущих канатах. 145 Рис. 87. Линейная канатная секция ленточного конвейера с подвесными шарнирными роликоопорами До настоящего времени почти во всех конструкциях ленточных конвейеров независимо от угла наклона боковых роликов длина горизонтального (среднего) ролика роликоопоры принималась равной или несколько большей длины боковых наклонных роликов. В последние годы появился ряд конструкций конвейеров с укороченным средним роликом. При этом за счет укорочения среднего ролика достигается увеличение производительности конвейера на 3—4%. В ряде конструкций средний ролик совсем удален и ролики устанавливаются под углом 35°, благодаря чему несколько упрощается конструкция роликоопоры. Действительно, с уменьшением длины среднего ролика до определенного предела производительность конвейера увеличивается на 3—4 % при различных углах наклона боковых роликов. Однако при выборе длины роликов следует учитывать величину нагрузки на ролики и характер ее распределения между центральными боковыми роликами. Немаловажными являются также унификация и типизация конвейерного оборудования, удобство эксплуатации и ремонта. Расстояние между роликоопорами грузовой ветви составляет обычном, а холостой 2,5—3,0 м, однако оно может быть переменным (меньшее в конце и большее в голове конвейера) в связи с различным натяжением ленты по длине. Определяется оно из условия допустимого прове- са ленты. Конструктивно ролики выполняются со сквозной неподвижной осью или с вращающимися полуосями и цапфами. Неподвижная ось ролика, имеющая на концах срезы, вкладывается в пазы опорных кронштейнов. Ролики грузовой ветви разделяются на рядовые, предназначенные для поддержания ленты с грузом, и специальные, выполняющие также дополнительные функции — амортизацию ударов при погрузке и центрирование ленты. Корпус рядовых роликов (с неподвижной осью и с полуосями) выполняется из трубы или гнутого и сваренного листа. Подшипниковый узел ролика со сквозной осью размещается влитом, кованом или штампованном стакане, завальцованном в корпус ролика или приваренном к нему рис. 88). Подшипниковый узел состоит из радиального подшипника и различного типа уплотнений. От надежности уплотнения зависит долговечность подшипникового узла и ролика. 146 Рис. 88. Рядовой ролик грузовой ветви с уплотнениями различной конструкции Амортизирующие ролики устанавливаются чаще всего в пунктах загрузки конвейерной ленты для смягчения ударов отпадающего материала. Подшипниковый узел таких роликов обычно усилен, крепление роликов этого типа к опорам в основном тоже, что и рядовых. Главное их отличие — в конструкции корпуса. Корпус роликов состоит из трубы с насаженными на нее резиновыми дисками. Для лучшей амортизации диски имеют воздушные полости (рис. 89). Рис. 89. Амортизирующий ролик Ролики холостой ветви предназначены для поддержания и очистки ленты от налипающего и намерзающего материала. При выполнении функции только поддержания ленты ролики холостой ветви выполняются цилиндрическими. Конструкция их та же, что и рядовых роликов грузовой ветви, и отличаются они только длиной. Для очистки ленты используют дисковые (шайбовые) или спиральные ролики нижней ветви. Укрепленные на некотором расстоянии по оси резиновые диски (см. рис. 86) обеспечивают достаточно надежную очистку ленты конвейера по всей длине. При широкой конвейеризации транспорта облегчение веса, качество конструкции и долговечность роликов приобретают громадное значение. Действительно, для конвейера длиной 500 м необходимо установить и содержать в исправности более 1700 роликов различной конструкции. Это предъявляет высокие требования к ремонтно-эксплуатационной службе конвейеров. Собственно роликоопора (те. конструкция, поддерживающая ролики) подвергается воздействию со стороны транспортируемого материала и поэтому должна обладать надлежащей прочностью. Одна из наиболее легких и прочных конструкций — трубчатая. При больших скоростях движения и значительной ширине ленты примерно через каждые 25 м устанавливают центрирующие опоры (рис. 90), вращающиеся вокруг вертикальной оси. При сбегании ленты в сторону роликоопора поворачивается на некоторый угол. Возникающие при этом усилия возвращают ленту в центральное положение. 147 Рис. 90. Центрирующая роликоопора Конвейерный став собирают из отдельных секций. Для магистральных и подъемных конвейеров секции выполняют в виде стальных решетчатых ферм длиной 4—5 м, которые после сборки образуют жесткую систему, обеспечивающую спокойный ход ленты. Конструкция секций полустационарных и передвижных конвейеров определяется способом передвижки. Существуют три основных способа перемещения забойных конвейеров в карьерах переноска става отдельными секциями, перемещение всего става волочением по почве и передвижка конвейера качением на колесном или гусеничном ходу. Для переноски конвейера отдельными секциями требуются демонтаж става и снятие ленты. Секции длиной 5—6 м выполняются из деревянных брусьев или профильной стали. Масса гм секции такого типа 160—180 кг. После переноски секций следуют трудоемкие операции монтажа конвейерного става и навески снятой ленты. Для современных передвижных конвейеров характерно перемещение их на новую трассу без разборки става. Металлические секции (рис. 91) опираются на шпалы. Рельс, служащий для передвижки конвейера, является связующим звеном между отдельными секциями. Длина секций от 4 дом, число роликоопор 4—9. Через 4—5 обычных секций устанавливается секция с направляющей роликоопорой. Массам секции такого типа 250—280 кг. Для соединительных конвейеров, устанавливаемых в торце карьера, возникает необходимость их перемещения вдоль оси движения ленты. Секции этих конвейеров выполняются с ходовым устройством, например, каткового типа (рис. 92) для перемещения по рельсовому пути. Рис. 91. Секция забойного (отвального) конвейера 148 Рис. 92. Секция соединительного конвейера § 3. Привод конвейеров Работа ленточного конвейера основана на принципе передачи тяговой силы трением. Закон передачи тягового усилия трением был установлен в середине XVIII в. членом Петербургской академии наук Л. Эйлером. Для ленточного конвейера условие отсутствия скольжения (пробуксовывания) ленты по барабану имеет вид , µα е S S сб нб ≤ где S нб — натяжение ленты при набегании на приводной барабан S сб — натяжение ленты при сбегании с приводного барабана е = 2,718— основание натуральных логарифмов μ — коэффициент трения между лентой и барабаном α— угол обхвата лентой барабана (или барабанов, рад. Конвейерная лента, обладающая упругостью, на набегающей ветви имеет большую вытяжку, чем на сбегающей. В связи с этим при вращении барабана происходит постоянное проскальзывание ленты от меньшего натяжения к большему. При неполном использовании максимальной тяговой силы приводного барабана полный угол обхвата разделяется на два угла (рис. 93). На дуге угла α— α' натяжение ленты остается постоянными равным S нб , поэтому на этом участке не создается сила трения. Дуга угла α' называется дугой покоя. На дуге угла α' натяжение падает от величины S нб до S сб по показательному закону, что сопровождается сокращением размеров ленты и ее скольжением по барабану. Эта дуга называется дугой скольжения. При увеличении загрузки ленты при постоянном S cб угол α' увеличивается, а угол α— α' уменьшается. При передаче максимального тягового усилия α' = α. Таким образом, соотношение дуги скольжения и дуги покоя определяет запас силы трения на приводном барабане. Тяговая сила конвейера (наибольшая движущая сила, которая может быть передана барабаном на ленту) определяется как разность натяжений набегающей и сбегающей ветвей W 0 = S нб – сбили 1 0 µα µα µα e e S e S W нб сб − = − = Наибольшее рабочее натяжение ленты 1 0 µα µα e e W S нб − = Как видно, с увеличением и приданном тяговом усилии натяжение S нб снижается. Величина S нб обычно представляет собой наибольшее натяжение, по которому рассчитывают прочностные размеры ленты конвейера. Поэтому уменьшение S нб имеет существенное практическое значение. Коэффициент трения ленты по барабану зависит в значительной мере от материала поверхности барабана. Угол обхвата изменяют применением привода с отклоняющим роликом или нескольких (два-три) приводных барабанов. На рис. 94 показаны наиболее распространенные в карьерных условиях схемы привода конвейеров. Однобарабанный привод (риса и б) применяется преимущественно для передвижных конвейеров. В этом случае обеспечивается наибольшая компактность привода. При необходимости создания конвейера большой длины однобарабанные приводы могут быть расположены как в голове, таки в хвостовой части установки. Рис. 93. Схема передачи тягового усилия Рис. 94. Схемы привода карьерных ленточных конвейеров Двухбарабанным приводом оборудуются мощные магистральные и подъемные конвейеры. При схеме привода, показанной на рис. 94, в и г, лента огибает оба барабана нерабочей стороной, свободной от налипающего материала. Конструктивно приводные станции конвейеров состоят из рамы (для передвижных конвейеров с ходовым устройством, приводных барабанов, электродвигателей, муфт, редукторов и аппаратуры управления конвейером. Приводной барабан сварной конструкции состоит из металлического обода и двух дисков. Диаметр приводного барабана выбирается с учетом числа прокладок ленты и ее толщины. С увеличением диаметра барабана снижаются напряжения в ленте. Для увеличения сцепления с лентой поверхность барабанов покрывают специальными материалами (футеровкой, имеющими повышенные фрикционные свойства. Высокий коэффициент трения достигается применением футеровки из рифленой резины. В этом случае вода, попадающая на ленту, выжимается в канавки, оставляя соприкасающиеся поверхности сухими. На конвейерах в большинстве случаев используются высоковольтные (6 кВ) асинхронные двигатели с фазным ротором. Пуск двигателя многоступенчатый, осуществляется с помощью кон- такторных станций управления. При использовании асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, а также при двухбарабанном приводе с раздельными двигателями плавность пуска ивы- равнивание нагрузки достигаются применением муфт (гидравлических, порошковых, магнитных и пр. Для передачи вращающего момента отвала двигателя на ведущий барабан служат редукторы. На карьерных конвейерах находят применение цилиндрические и цилиндроконические редукторы. Цилиндрические редукторы проще в изготовлении и эксплуатации, но значительно более массивны по сравнению с цилиндроконическими. Это особенно существенно для передвижных конвейеров. В зависимости от назначения конвейера приводные станции выполняются стационарными или передвижными. Приводные станции современных конвейеров имеют вид больших технических сооружений. В зависимости от производительности конвейера, мощности привода и типа ходовой части основные размеры приводных станций изменяются в широких пределах длина от 5 дом, высота от 1,5 дом, масса от 3—5 дот. Существует много типов хода приводных станций, разработанных в разных странах для различных конвейеров колесный, гусеничный, шагающе-рельсовый, шагающий. Для приводных станций относительно небольшой массы (дот) нередко не предусматривают специальных устройств для передвижки. Они монтируются на понтонах (рис. 95) и передвигаются тягачами. Рис. 95. Приводная станция на понтонах 1 — приводной барабан 2 — редуктор 3 — двигатель 4 — плиты для передвижки 5 — привод лебедки натяжения ленты 6 — разгрузочный барабан 7 — направляющие для перемещения натяжного барабана 8 — натяжной барабан При большой массе применяют гусеничный (рис. 96) или колесно-рельсовый ход. В ФРГ находит применение шагающий ход для приводных станций передвижных конвейеров (рис. Выполняется он с применением трех или четырех гидравлических домкратов. Рис. 96. Приводная станция на гусеничном, ходу Рис. 97. Приводная станция на шагающем.ходу |