СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛЕНТОЧНО-КАНАТНОГО КОНВЕЙЕРА
TEST BENCH TO ANALYSE BELT-ROPE CONVEYOR

Изобретение относится к конвейеростроению, а именно к стендам для исследования параметров ленточно-канатного конвейера с размещением канатного тягового контура внутри ленточного контура, выполняющего функции несущего органа для транспортируемого насыпного груза, и может быть использовано при проектировании магистральных ленточных конвейеров увеличенной длины.
Известен стенд для исследования параметров ленточного конвейера (прототип), содержащий раму, закрепленный на ней отрезок конвейерной ленты с возможностью размещения на нем пробы транспортируемого груза, опорные устройства для ленты и измерительные приспособления (пат. РФ №2188787, Кл. 7 B65G 15/00, 43/00).
Недостатком известного стенда является невозможность его использования для исследования параметров ленточно-канатного конвейера.
Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности проведения на стенде исследований параметров ленточно-канатного конвейера конвейеров с размещением канатного тягового контура внутри ленточного контура, выполняющего функции несущего органа для транспортируемого насыпного груза.
Технический результат достигается тем, что в стенде для исследования параметров ленточно-канатного конвейера, содержащем раму, размещенный на ней отрезок конвейерной ленты с возможностью размещения на нем пробы транспортируемого груза, опорные устройства для конвейерной ленты и измерительные приспособления, согласно изобретению, опорные устройства для отрезка конвейерной ленты выполнены в виде симметрично расположенных относительно его продольной оси двух отрезков стального проволочного каната и поперечно ориентированных относительно ленты наклонно размещенных со стороны каждого борта ленты, как минимум, по две роликовые опоры, при этом канаты и роликовые опоры размещены на шарнирно соединенных между собой горизонтальных соответственно полках и ползунах с возможностью смещения ползунов роликовых опор и их фиксации в направляющих рамы, на полках установлены ролики с желобами с возможностью размещения в них канатов, к полкам со стороны упомянутых выше шарниров жестко прикреплены вертикально ориентированные вниз подвески с обращенными в сторону от продольной оси ленты дополнительными горизонтальными полками с возможностью размещения на них сменных грузов, а роликовые опоры на своих ползунах установлены посредством шарнирных узлов с возможностью изменения и фиксации угла наклона роликов к горизонту с помощью дугообразных боковых направляющих с вертикальными прорезями и стопорных гаек с возможностью их взаимодействия с винтовыми нарезками на концах осей роликовых опор, противоположные концы осей роликовых опор размещены в направляющих втулках шарнирных узлов с возможностью осевого смещения в них осей роликовых опор при вращении гаек, при этом длина каждого ролика роликовых опор принята меньше длины их осей, а ролики в исходном положении расположены с минимальными зазорами относительно дугообразных боковых направляющих, к лотку отрезка ленты со стороны его торцов примыкают плоские ограничители для пробы транспортируемого груза, которые снабжены катками и установлены с возможностью их перемещения вдоль рамы, при этом оба конца отрезка ленты и каждого из канатов закреплены на ограничителях, а с одной стороны концы канатов связаны с динамометром с возможностью его смещения вместе с канатами вдоль рамы. Ролики для опирания канатов могут быть выполнены съемными с возможностью их смещения по полкам для изменения расстояния между канатами.
Стенд представлен на фиг.1 - поперечный разрез, на фиг.2 - вид сбоку (дугообразные боковые направляющие условно не показаны).
Стенд состоит из рамы 1, закрепленного на ней отрезка конвейерной ленты 2 с возможностью размещения на отрезке конвейерной ленты 2 пробы транспортируемого груза 3. Опорные устройства для отрезка конвейерной ленты 2 выполнены в виде симметрично расположенных относительно его продольной оси двух отрезков 4 и 5 стального проволочного каната и поперечно ориентированных относительно ленты 2 наклонно размещенных со стороны каждого борта ленты 2, как минимум, по две роликовые опоры, каждая из которых состоит из роликов 6 и 7 с возможностью их вращения относительно осей 8 и 9. Канаты 4, 5 и роликовые опоры 6, 8 и 7, 9 размещены на шарнирно 10 и 11 соединенных между собой горизонтальных полках 12, 13 для канатов 4, 5 и ползунов 14, 15 для роликовых опор 6, 8 и 7, 9 с возможностью смещения ползунов 14, 15 и их фиксации в направляющих рамы 1. На полках 12 и 13 установлены ролики 16 и 17 с возможностью опирания на них канатов 4 и 5. При этом ролики 16 и 17 выполнены с желобами с возможностью размещения в них канатов 4 и 5. К полкам 12, 13 со стороны шарниров 10 и 11 прикреплены вертикально ориентированные вниз подвески 18 и 19 с дополнительными горизонтальными полками 20 и 21 с возможностью размещения на них сменных грузов 22 и 23. Роликовые опоры 6, 8 и 7, 9 на своих ползунах 14 и 15 установлены посредством дополнительных шарнирных узлов 24 и 25 с возможностью изменения и фиксации угла α наклона роликов 6 и 7 к горизонту с помощью дугообразных боковых направляющих 26 и 27 с вертикальными прорезями (не показаны) и гаек 28 и 29 с возможностью их взаимодействия с винтовыми нарезками на концах осей 6 и 7. Противоположные концы осей 6 и 7 размещены в направляющих втулках 30 и 31 шарнирных узлов 24 и 25 с возможностью осевого смещения в них осей 6 и 7 при вращении гаек 28 и 29. При этом длина каждого ролика 6 и 7 принята меньше длины осей 8 и 9, а ролики 6 и 7 в исходном положении расположены с минимальными зазорами относительно дугообразных боковых направляющих 26 и 27. К лотку отрезка ленты 2 со стороны его торцов примыкают плоские ограничители 32 и 33 для пробы транспортируемого груза 3. Ограничители 32 и 33 снабжены катками 34 и 35 и установлены с возможностью их перемещения вдоль рамы 1. Оба конца отрезка ленты 2 и каждого из канатов 4 и 5 закреплены на ограничителях 32 и 33. С одной стороны концы канатов 4 и 5 связаны с динамометром 36 с возможностью его смещения вместе с канатами 4 и 5 вдоль рамы 1. Ролики 16 и 17 для опирания канатов 4 и 5 могут быть выполнены съемными с возможностью их смещения по полкам 12 и 13 для изменения расстояния а между канатами 4 и 5.
1
2
a
Принятые обозначения: α - угол наклона к горизонту роликов 6 и 7 роликовых опор, φ - угол откоса, с которым проба транспортируемого груза 3 размещается на отрезке ленты 2 при проведении экспериментальных исследований на стенде, l, l - расстояние соответственно между роликовыми опорами для отрезка ленты 2 и между роликами для канатов 4 и 5,  - расстояние между канатами 4 и 5, b - ширина бортовой части ленты 2, опирающейся на ролики 6 и 7. T - тяговое усилие, приложенное к канатам 4 и 5 при смещении отрезка ленты 2 с грузом 3 относительно роликов 6 и 7.
a
Работа на стенде выполняется следующим образом. За счет установки под определенным углом α и фиксации в этом положении гайками 28 и 29 в дугообразных боковых направляющих 26 и 27 осей 8 и 9 роликов 6 и 7 формируют лоток отрезка конвейерной ленты 2, соответствующий реальному или проектируемому конвейеру. Далее лоток ленты 2 заполняют пробой транспортируемого груза 3 с формированием расчетного угла откоса φ этого груза. Кинематически связанные между собой шарнирами 10 и 11 ползун 14 с полкой 12 и ползун 15 с полкой 13 периодически перед каждым опытом смещают в направляющих рамы 1 в противоположные стороны, изменяя (увеличивая или уменьшая) расстояние  между канатами 4, 5 и ширину b отрезка ленты 2 со стороны каждого ее борта, опирающегося на ролики 6 и 7. Расстояние между канатами 4 и 5 может регулироваться также путем смещения роликов 16 и 17 по полкам 12 и 13, а величина параметра b может регулироваться путем смещения осей 8 и 9 относительно направляющих 30 и 31 при вращении гаек 28 и 29. С помощью сменных грузов 22 и 23, размещаемых на дополнительных горизонтальных полках 20 и 21 подвесок 18, 19, полки 12 и 13 устанавливают в горизонтальном положении с учетом добавляемой на отрезок ленты 2 пробы транспортируемого груза 3 из условия максимально возможного заполнения лотка ленты 2 транспортируемым грузом 3 при углах его откоса φ, соответствующего размещению транспортируемого груза на движущейся конвейерной ленте реального конвейера.
a
1
2
В процессе экспериментальных исследований, изменяя параметры , b, α, l, l, количество (вес) пробы транспортируемого груза 3 на отрезке ленты 2, что будет соответствовать различным весам сменных грузов 22 и 23 на дополнительных горизонтальных полках 20 и 21 подвесок 18 и 19, определяют долю веса отрезка конвейерной ленты 2 и долю веса пробы транспортируемого груза 3, воспринимаемые канатами 4 и 5, что позволит обоснованно выбирать параметры тягово-несущих элементов конвейера - канатов и ленты, а также нагрузки на боковые ролики 6 и 7 и их расстановку по тракту конвейера.
При приложении к канатам 4 и 5 тягового усилия T с незначительным смещением отрезка ленты 2 с пробой транспортируемого груза 3 относительно роликов 6 и 7 по показанию динамометра 36 определяют величины коэффициентов сопротивления движению отрезка ленты 2 по роликоопорам 6, 8 и 7, 9 при различных указанных выше параметрах опирания ленты, что позволяет выбрать такие параметры опирания ленты реального конвейера, при которых будет минимизировано значение коэффициента сопротивления движению ленты и, соответственно, минимизирована энергоемкость транспортирования груза. Исследования могут проводиться при различных физико-механических свойствах транспортируемого груза 3, степени заполнения им лотка конвейерной ленты 2 и различной ее жесткости и различной жесткости канатов 4 и 5, моделирующих параметры реального конвейера.
Указанные выше варианты регулирования параметров опирания конвейерной ленты на роликоопоры и тяговые канаты позволяют расширить диапазон изменения значений этих параметров и число возможных их сочетаний. Это дает возможность выбрать наиболее рациональные их сочетания, при которых обеспечивается максимальная производительность конвейера при заданной ширине ленты, минимальная энергоемкость транспортирования груза, минимальная материалоемкость или приемлемые значения перечисленных показателей. Таким образом, результаты экспериментальных исследований позволяют оптимизировать вышеперечисленные параметры по различным критериям, например, по максимальной несущей способности конвейерной ленты проектируемого конвейера, минимально возможной ширине бортовых частей ленты, размещенных на боковых наклонных роликах, что позволит минимизировать энергоемкость транспортирования насыпных грузов ленточным конвейером и удельную металлоемкость конвейера. Преимуществом предлагаемого стенда является также то, что экспериментальные исследования проводятся без использования каких-либо приводов, что упрощает и удешевляет конструкцию стенда.
Отличительные признаки изобретения позволяют проводить на стенде несложной конструкции исследования параметров ленточно-канатных конвейеров с оптимизацией их параметров по результатам исследований и с возможностью использования этих результатов при проектировании ленточно-канатного конвейера.