Определение специальных характеристик элементных составляющих конвейерных лент Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

13б

А.Ю. Захаров, Н.В. Ерофеева

Таблица. Выражения, определяющие массу подсыпки мелкокускового груза под крупный кусок при прохождении устройства сегрегации на конвейерной ленте

Скорость движения ленты, Wc Уравнение Величина достоверности аппроксимации

0,5 m = 249,95h2 + 13,052h R2 = 0,9942

1 m = 1б3,9бй2 + 13,239h R2 = 0,99б3

1,5 m = 1б3,9б^2 + 13,239h R2 = 0,9949

2,0 m = 45,415h2 + 14,855h R2 = 0,99б8

Данные математические выражения можно использовать при теоретическом моделировании траектории движения крупного куска в среде мелких фракций с определением интенсивности фор-

мирования прослойки между куском и лентой и дальнейшей оптимизации процесса сегрегации с целью снижения динамических нагрузок на ленту и ролики конвейеров.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Новиков Е.Е. Теория ленточных конвейеров для крупнокусковых горных пород / Е.Е. Новиков, В.К. Смирнов. - Киев : Наук. думка, 1983. - 184 с.

2. Современная теория ленточных конвейеров горных предприятий / В.И. Галкин [и др]. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2005. - 543 с.

3. Захаров А.Ю. Определение сопротивления принудительному перемещению крупного куска на конвейерной ленте под воздействием устройства для сегрегации насыпного груза / А.Ю. Захаров, Н.В. Ерофеева // Горное оборудование и электромеханика. 2009, №5, с. 40-44.

□ Авторы статьи:

Захаров Александр Юрьевич -докт. техн. наук, проф., зав. каф. стационарных и транспортных машин КузГТУ Email: [email protected]

Ерофеева Наталья .Валерьевна - ст. преп. каф. стационарных и транспортных машин КузГТУ Email: [email protected]

УДК 622.2

С.В. Пешков

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕМЕНТНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ

В настоящее время конвейерный транспорт является основным средством перемещения полезного ископаемого на многих предприятиях горнодобывающей промышленности. Однако ленточные конвейеры, являющиеся основой конвейерного транспорта, далеки от совершенства и имеют ряд недостатков, таких, как высокая энергоёмкость транспортирования, вероятность появления просыпей, возможность бокового схода ленты, небольшой срок её службы и так далее [1]. Поэтому достаточно часто проводятся исследования, направленные на создание принципиально новых конвейеров и на совершенствование отдельных узлов и элементов существующих ленточных конвейеров традиционного исполнения. При решении некоторых задач, связанных с математическим описанием материала конвейерной ленты, иссле-

дователь сталкивается с проблемой нелинейности свойств резиновых обкладок.

В последнее время при проектировании упругого материала широко используется модель Му-ни-Ривлина, которая включает функцию плотно -сти энергии деформаций, позволяет исследовать тела сложной конфигурации и имеет следующий вид:

^ = а10-з)+ а01 ^2 -3)+вв1з2 -13 2У (1)

Т ^

где ^ - редуцированные инварианты деформации в 1-ом направлении;

а 10 , а01 - материальные константы (кон-

станты Муни-Ривлина);

в -коэффициент несжимаемости материала. Используемое для описания свойств упругого

Технология машиностроения

137

Рис.1. Исследуемый образец и схема его размещения между инденторами лабораторной установки БУ-39

а Ь

Рис. 2 а - Параметрическая модель эксперимента по определению изменения деформации обкладоч-

ной резины класса А, в зависимости от нагрузки.

Ь- Моделирование эксперимента в среде программы АЫБУБ.

основания из обкладочной резины конвейерной ленты двухпараметрическое уравнение Муни-Ривлина содержит две материальные константы (коэффициенты Муни-Ривлина). Значение этих констант изменяется в широких пределах и является основной характеристикой модели упругого материала.

Для нахождения коэффициентов Муни-Ривлина необходимо знать, как изменится деформация упругого основания при изменении нагрузки. В качестве исследуемого объекта использовалась обкладочная резина конвейерной ленты 2М-1200-4-ТК-200-2-5-2, класса А (потери объема при истирании не более 120 мм3; условная прочность при растяжении не менее 24,5 МПа; твердость 4060 ед. по Шор А). Эта обкладочная резина широко используется сегодня при изготовлении конвейерных лент различного назначения.

Исследования проводились на лабораторной установке БУ-39. В испытываемый образец обкла-дочной резины конвейерной ленты 1 (рис. 1), (класса А) 10хШ*5мм, посредством системы нагружения стенда БУ-39, вдавливалась металлическая пластинка 2 (82*64*14мм), при этом фиксировалось значение вдавливания пластинки (деформация резины) и нагрузка на инденторы стен-

да. Для каждого значения деформации проводилась серия из семи измерений.

Решая задачу о вдавливании пластины в упругое основание согласно параметрической модели рис. 2, а методом конечных элементов, можно получить расчетные зависимости деформации упругого материала от нагрузки. Для решения этой задачи эксперимент был смоделирован в среде программы АКБУБ (рис.2, б).

В результате расчета с произвольно заданными значениями коэффициентами Муни-Ривлина было исследовано поле значений рассматриваемой зависимости (рис. 3). Затем методом последовательных приближений, изменяя значения материальных констант в уравнении Муни-Ривлина, было достигнуто максимально сближение расчетной и экспериментальной зависимостей «нагрузка-деформация» (графики 8 и 0).

Таким образом, уравнение Муни-Ривлина (1) примет вид:

Ж = 2 • 105 (I* - з)+ 1,3 • 105 (1*2 - з)+ +749,84 • 106 (I(2 -I*-2 )2 .

Полученное уравнение аналитически описывает упругое основание, выполненное из обкла-

i3S

С.В. Пешков

1-40UOO

S

X

120Г100

laotwo

aonnf>

60000

40000

20000

о.ооо:

/ / Г /

.- - / , / 2 \ ч ч / / /у

1 ! / / \ V J /

6 /

7 \/л \ 4

х. > ■■, 5

0.0004

о.оиоб

и.ОШ

0.001 О;0012

Defcumnatioin. м

Рис. 3. Аналитические зависимости «нагрузка-деформация».Значение материальных констант Муни-Ривлина упругого основания: расчетная зависимость 1- а10=1 107,а01=5 1$; 2- а10=2,93 105,а01=1,77 1 05; 3- а10=2,43 1 05,а01=1,27 1 05; 4- а10=2105,а01=9104; 5- а10=1105,а01=1105;

6- а10=1 105,а01=4104;7- а10=210,а01=1,3105; 8- экспериментальная зависимость.

дочной резины конвейерной ленты 2М-1200-4-ТК-200-2-5-2, класса А.

В результате использования метода последовательных приближений в среде ANSYS для простейших моделей, определяя значения материаль-

ных констант в уравнении Муни-Ривлина, по экспериментальным данным, полученным для аналогичных моделей, можно исследовать более сложные модели по форме и нагружению [2] с использованием тех же материалов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Захаров А.Ю., Ерофеева Н.В. Определение сопротивления принудительному перемещению крупного куска на конвейерной ленте под воздействием устройства для сегрегации насыпного груза // Горное оборудование и электромеханика. 2009. №5. - С. 40-45.

2. Захаров А.Ю., Пешков С.В. Исследование напряженного состояния встроенного элемента в конвейерную ленту при ее движении // Вестн. Кузбасского гос. тех. унив., 2006. №6 (57). - С. 40-42.

□ Автор статьи:

Пешков Сергей Владимирович - канд.техн.наук, доц. каф. «Стационарные и транспортные машины» КузГТУ.

Email: [email protected], тел. +73842396388