Экспериментальное исследование взаимодействия ленты с вертикальными роликами конвейера на магнитной подушке

ложены, разработаны и внедрены на ряде предприятий Брянским машиностроительным институтом. Новые конвейеры в определенных условиях могут быть альтернативой широко используемым ленточным конвейерам с роликовыми опорами благодаря ряду существенных преимуществ перед ними. Прежде всего, это отсутствие быстроизнашивающихся ролико-опор, снижение энергоемкости транспортирования и износа ленты, отсутствие поперечного схода ленты и увеличение ее несущей способности. Однако пока длина этих конвейеров ограничена из-за отсутствия разработанных натяжных и улавливающих устройств, достаточно сложной конструкции катковых опор и сложностей с проектированием и устройством криволинейных направляющих на концевых участках конвейера при увеличении скорости движения ленты. Для решения этих и других задач, связанных с расширением технических возможностей новых конвейеров, разработано соответствующее оборудование, использование которого снимет ограничения на возможности широкого применения перспективных ленточных конвейеров.

Для транспортирования крупнокусковых абразивных грузов ковшовыми элева-

торами предложен простой и надежный способ крепления ковшей к ленте без снижения ее живого сечения, что позволяет увеличить нагрузку на тяговый орган и уменьшить вероятность его обрыва. Разработана конструкция ковшей и их сочетание друг с другом, позволяющее уменьшить конструктивную высоту элеватора без уменьшения высоты подъема груза. Предложена конструкция загрузочного патрубка с регулировочным приспособлением для изменения направлении потока загружаемого в элеватор транспортируемого груза с учетом его меняющихся физико-механических свойств, что позволяет минимизировать поступление транспортируемого груза в башмак элеватора, уменьшить разрушение ковшей и абразивный износ башмака при транспортировании тяжелых абразивных грузов. Вместо ненадежных (из-за усталостного износа) канатных контуров для улавливания оборвавшейся ковшовой ленты разработаны различные варианты ловителей рычажного типа, срабатывающие только в момент обрыва ленты, что обеспечивает снижение трудоемкости работ, связанных с ремонтом и восстановлением элеватора после обрыва ковшовой ленты.

— Коротко об авторах --------------------------------------------------

Тарасов Ю.Д. - доктор технических наук, профессор, Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет).

~ © А.Ю. Захаров, А.Г. Шкуратов,"

2005

УДК 622.647.25

А.Ю. Захаров, А.Г. Шкуратов

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛЕНТЫ С ВЕРТИКАЛЬНЫМИ РОЛИКАМИ КОНВЕЙЕРА НА МАГНИТНОЙ ПОДУШКЕ

Семинар № 15

настоящее время ведутся работы по созданию ленточных конвейеров, в конструкциях которых используется бесконтактный способ подвески ленты. Основные преимущества таких конвейеров в том, что в процессе их эксплуатации ожидается снижение:

• износа ленты;

• механического трения;

• ограничения по допустимой крупности транспортируемого груза;

• энергоемкости.

Совокупность этих факторов повысит

эффективность транспортирования горной массы.

Бесконтактная подвеска ленты может быть осуществлена с помощью магнитных полей на, так называемой, магнитной подушке [1]. В основе магнитной подушки для ленточного конвейера заложено отталкивание одноименных полюсов постоянных магнитов, одни из которых -опорные - выполняются в виде (например, ферритобариевых) призм, другие -парящие - выполнены в виде ленты из магнитоэласта, которая имеет соответственно намагниченные полосы. При этом конвейерная лента в своей конструкции должна содержать элементы, обеспечивающие передачу тягового усилия, такие как, например, тросы или тканевые прокладки.

Магнитный подвес на постоянных магнитах неустойчив, поэтому для обеспечения устойчивости движения ленты необходимо использовать специальные центрирующие устройства. Одним из направлений решений этого вопроса является использование вертикальных роликов, которые устанавливают по обе стороны магнитожесткой ленты и предотвращают ее поперечное смещение относительно опорных рядов. При этом способе центрирования появляется необходимость в изучении сил, возникающих при взаимодействии вертикального ролика и ленты, поскольку это взаимодействие, в первую очередь, формирует сопротивление движению ленты. Необходимо отметить, что в системе магнитного подвеса на постоянных магнитах при центральном положении парящих магнитов относительно опорных сила смещения отсутствует и возникает лишь при наличии смещения парящих магнитов относительно опорных. Следовательно, в случае неправильного расчета магнитной системы и недостаточно точном расположении вертикальных роликов силы магнитного смещения окажут существенное влияние на сопротивление транспортирования. Поэтому исследование взаимодействия ленты с вертикальными роликами конвейера на магнитной подушке имеет важное значение.

Для изучения силы сопротивления движению магнитожесткой ленты конвейера на магнитной подушке в лабораторных условиях был собран стенд (рис. 1).

На раме 1 закреплены два барабана 2 и 3, один из которых - приводной 2, второй - натяжной 3. Изменение натяжения ленты осуществляется винтовой передачей 4. В качестве привода используется электродвигатель постоянного тока 5. Крутящий момент на приводной барабан 2 электродвигатель 5 передает через муфту с упругим элементом 6. Частота вращения двигателя изменялась с помощью автотрансформатора. При помощи стального уголка на уровне грузового участка ленты 7 вертикально закрепляются ролики 8 и 9. Ролик 8 жестко крепится к раме. Ролик 9 -подвижен, он закрепляется на тензометри-ческом датчике типа 26С3 производства Германии (позиция 10) и с помощью винтовой передачи 11 по-зволяет осуществлять его вдавливание в ленту 7. Сигнал с датчика усиливается и записывается в память тензорегистратора производства фирмы «Промвест», с которого в свою очередь данные считываются на жесткий диск персонального компьютера.

На предложенном стенде проводились измерения по определению сопротивления движению ленты 7 шдв в зависимости от радиальной нагрузки Р на ролики 8 и 9.

Сопротивление движению ленты при ее движении без контакта с вертикальными роликами 8 и 9 складывается из: со-

Рис. 2. Показания тензорегистратора во времени при контакте ролика с движущейся лентой

Рис. 1. Общий вид стенда

противления вращению барабанов, сопротивления от изгиба ленты, сопротивления воздушной среды. При этом двигатель потребляет из сети некоторую мощность Рдв, Вт . Если винтовой передачей 11 осуществить вдавливание ролика 9 в ленту 7, то потребляемая из сети мощность рдв увеличиться, что регистрировалось соответствующими приборами. По величине изменения мощности можно судить об изменении сопротивления движению, которое, очевидно, связано с сопротивлением движению от вдавливания роликов 8 и 9 в ленту 7 и сопротивлением их вращению.

Стоит остановиться на расшифровке показаний тензорегистратора. При обработке результатов на графике зависимости сигнала тензорегистратора во времени получено множество пиков, которые объясняются вибрацией стенда от дисбаланса барабанов, несоосности двигателя - барабана и т. д., что отчетливо прослеживается на рис. 2 (кривая 1), на котором представлен график зависимости показаний тензо-регистратора во времени. Причем линия тренда (рис. 2 прямая 2), построенная на основании этих значений, практически параллельна оси абсцисс. Что, в свою очередь, говорит о том, что для расчетов можно воспользоваться средним значением сигнала (линейным трендом).

Измерения проводились следующим

образом: с помощью винтовой передачи 11 осуществлялось вдавливание ролика 9 в ленту 7. При этом фиксировались следующие параметры: ток и напряжение двигателя, линейная скорость ленты, показания тензорегистратора. Таким образом, в результате проведенных измерений получена зависимость, представленная на рис. 3. Видно, что между силой сопротивления движению ленте шдв и силой вдавливания ролика в ленту Р существует

ттг г\ о 1 /| 0,6485Р зависимость вида УУдв = 0,314е .

Кроме этого следует отметить, что с помощью данного стенда можно исследовать влияния диаметра ролика, модуля уп-

Рис. 3. Зависимость силы сопротивления движению ленты при ее взаимодействии с вертикальными роликами

ругости ленты, конструкции ее борта и скорости движения на сопротивление движению ленты конвейера на магнитной подушке. Помимо этого имеется возможность исследования устойчивости формы ленты, что имеет важное значение не только для конвейера на магнитной подушке, но и для конструирования рычажных центрирующих роликоопор конвейеров традиционного исполнения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Захаров А.Ю. Теория и практика использования магнитных полей для предохранения конвейерных лент: Монография. - Кемерово: КузГТУ, 2000. - 155 с.

— Коротко об авторах -----------------------------------------------------------------

Захаров А.Ю. - доктор технических наук, заведующий кафедрой,

Шкуратов А. Г. - ассистент,

кафедра «Стационарные и транспортные машины», Кузбасский государственный технический университет.

-------Ф

'V-------

------------------------------------- © В.И. Шелоганов, А. А Романов,

2005

УДК 622.234.5

В.И. Шелоганов, А.А Романов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ ЗЕМЛЕСОСНЫХ СТАНЦИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД ГИДРОМОНИТОРАМИ

Семинар № 15 283