Конструктивные требования к узлам загрузки конвейеров с подвесной лентой Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

© В.П. Дьяченко, И. А. Волин, 2006

УДК 622.257.1:622.273

В.П. Дьяченко, И.А. Волин

КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К УЗЛАМ ЗАГРУЗКИ КОНВЕЙЕРОВ С ПОДВЕСНОЙ ЛЕНТОЙ

Семинар № 15

Я а горных предприятиях и в других отраслях промышленности в последнее время все более широкое применение находят ленточные конвейеры специальных типов, имеющие конструктивные особенности в соответствии с условиями эксплуатации. В нашей стране и за рубежом ведутся интенсивные исследования по созданию таких конвейеров.

Обычные ленточные конвейеры с несущими роликоопорами имеют целый ряд недостатков: ограниченную крупность

транспортируемого груза, пыление груза из-за шевеления на роликоопорах, ограниченный угол наклона, жесткие требования к прямолинейности трассы, быстрый износ ленты, сложность очистки ленты при транспортировании налипающих грузов, возможность бокового схода ленты и необходимость весьма точно выставлять ро-ликоопоры в избежание малейшего их перекоса в вертикальной и горизонтальной плоскости (для этой цели применяется лазерный прибор) и др.

С целью устранения этих недостатков ведутся исследования и испытываются опытные образцы конвейеров с подвесной лентой. Такие конвейеры являются, по сути, гибридом обычного ленточного конвейера и рельсового транспорта. К бортам подвесной ленты прикреплены ходовые каретки с роликами, катящимися по направляющим става. Роликоопоры в таком конвейере отсутствуют. Расстояние между направляющими выбирается таким, чтобы обеспечить необходимую желобчатость ленты. Направляющие образуют два замк-

нутых контура - левый и правый, и имеют вблизи барабанов отгибы в горизонтальной плоскости, чтобы обеспечить на барабанах плоскую форму ленты.

Конвейеры с подвесной лентой имеют ряд преимуществ перед обычными ленточными конвейерами: повышенную же-лобчатость ленты и степень обжатия груза (что позволяет повысить производительность и угол наклона конвейера), отсутствие шевеления груза и перегибов ленты на роликоопорах, возможность транспортирования крупнокусковых, пылящих и липких грузов, в связи с отсутствием роликоопор грузовой и порожняковой ветвей, отсутствие бокового схода ленты и возможность большего искривления трассы конвейера как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.

Проблемными конструктивными особенностями конвейера с подвесной лентой являются прочность крепления бортов ленты к ходовым кареткам и произвольность формы её желоба. В частности, в месте загрузки на ленту действует, кроме собственно веса груза, гидродинамическое давление падающей струи груза, что может вызвать порыв бортов ленты в месте их крепления к кронштейнам кареток. Поэтому здесь необходима установка поддерживающих роликоопор. Однако форма роликоопор должна быть согласована с формой желоба загруженной ленты, иначе при сходе ленты с роликоопор в ней могут возникнуть значительные продольные и поперечные перенапряжения. При этом форма роликоопор и высота их установки

Поперечные сечения желоба ленты на переходном участке

должны обеспечивать лишь восприятие ими гидродинамической части давления груза - нет смысла разгружать от собственно веса груза крепления бортов ленты, которые на этот вес и рассчитаны.

Особенности формообразования желоба ленты на участке загрузки конвейера ярко видны в результатах экспериментальных исследований польских ученых [1], проведенных на участке перехода незагруженной ленты от плоской формы на хвостовом барабане к трубчатой форме на линейной части конвейера. На рисунке приведены полученные в этих исследованиях последовательные формы поперечного сечения ленты, которые имеют на большей части участка волнистую форму. Величина волнистости зависит от высоты установки хвостового барабана над осью трубчатого сечения ленты - эксцентриситета е. Очевидно, такой же эффект должен наблюдаться и на загруженной ленте подвесного конвейера, хотя и в меньшей степени. Но это не означает, что дополнительные напряжения в загруженной ленте уменьшается, по сравнению с незагруженной.

Указанный эффект можно объяснить волнообразным изменением поперечного натяжения ленты по контуру её поперечного сечения при изгибе желобчатой ленты в продольной вертикальной плоскости как цилиндрической оболочки с открытым профилем поперечного сечения. Если изгиб происходит выпуклостью вверх, вбли-

/ зи бортов возникают дефор-I / мации растяжения вдоль продольной оси ленты, в средней ( / части ленты (в нижней части

у' её желоба) возникают уравно-

вешивающие их деформации сжатия. В соответствии с уравнением совместной деформации [1]:

бЧ + _ _^ = 0,

бу2 бх2 бхбу ’

[1]

где ех, еу - относительные деформации

соответственно, вдоль продольной оси и вдоль контура поперечного сечения ленты: у - деформации сдвига в касательных плоскостях к каждой из точек поверхности ленты (в сечениях с максимальной кривизной могут быть приняты равными нулю).

Из уравнения совместности деформаций следует, что продольные деформации растяжения вызовут поперечные деформации сжатия, и наоборот. Причем последние накапливаются вдоль криволинейной оси ленты, т.к. получаются интегрированием продольных деформаций по продольной координате х. Ввиду криво-линейности формы желоба ленты, распределение деформаций сжатия и растяжения вдоль контура поперечного сечения нелинейно и их максимальная величина находится между бортом и серединой ленты. При этом, если желобчатая лента изгибается в продольной вертикальной плоскости выпуклостью вверх, наибольшая величина деформации поперечного сжатия направленных в каждой точке контура желоба по касательной к нему имеет место ближе к борту ленты. Если проис-ходит продольный изгиб выпуклостью вниз, максимум деформаций поперечного сжатия расположен ближе к середине ленты

(к нижней части желоба). Это дает возможность путем изменения взаимного расположения по высоте оси хвостового барабана и образующей средних роликов поддерживающих роликоопор управлять формой жёлоба ленты в различных его сечениях. Это необходимо еще и потому, что деформации поперечного сжатия ленты могут привести к «зажёвыванию» ленты в зазорах между обечайками средних и боковых роликов, а также угла наклона последних. Наконец, остается возмож-

І. Bartelmus W., Gladysiewicz L., Jonkisz Y. Badania doswiadczalne i modelowe przenosnika rurowega // Prace Naukowe Instytutu Gornictwa

ность увеличения количества роликов в роликоопорах узла загрузки, а также изгиба на участке загрузки направляющих ходовых кареток, хотя использование этих способов нежелательно, ввиду их конструктивного усложнения конвейера. Необходимо также отметить, что проверка условий работы ленты в узле загрузки при принятых конструктивных решениях должна производиться как для загруженной, так и для порожней ленты.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Politechniki Wroclawskiej, № 75, ser. 17. - Wroclaw, 1994, s. 119-127.

2. Вольмир А.С. Гибкие пластинки и оболочки. - М.: Гостехиздат, 1956 - 412с.

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

Дьяченко В.П. - доцент,

Волин И.А. - аспирант,

кафедра «Горная механика и транспорт», Московский государственный горный университет.