CC BY
17УУТ: 621.01
Жумаев А.С., Джураев А., Абдурахманова М.М.
ТАСМАЛИ КОНВЕЙЕР ТАРКИБЛИ ЙУНАЛТИРУВЧИ ЦАЙИШЦОК;
ЭЛЕМЕНТЛИ РОЛИКЛИ МЕХАНИЗМЛАРИНИНГ ДИНАМИК ТА^ЛИЛИ
Жумаев А.С.- т.ф.ф.д. (PhD) (Ислом Каримов номидаги ТДТУ Олмалик филиали); Джураев А.- т.ф.д., профессор (Тошкент тукимачилик ва енгил саноат институти); Абдурахманова М.М.- ассистент (Ислом Каримов номидаги ТДТУ Олмалик филиали)
В статье приведены результаты теоретических исследований динамики ленточного конвейера с составными направляющими роликами с упругими элементами. Получены закономерности движения ведушего и ведомого барабанов и приводного двигателя конвейера на основе анализа построенных графических зависимостей параметров ленточного конвейера, выбраны рекомендуемые значения упруго-диссипативных, инерционных и кинематических параметров системы.
Ключевые слова: направляющий ролик, втулка, упругий элемент, диссипация, момент инерции, размах, угловая скорость, технологическая нагрузка, закономерность, момент, частота вращения, колебание.
The article presents the results of theoretical studies of the dynamics of a belt conveyor with composite guide rollers with elastic elements. The patterns of movement of the driving and driven drums and the drive motor of the conveyor are obtained based on the analysis of the constructed graphical dependences of the parameters of the belt conveyor, the recommended values of the elastic-dissipative, inertial and kinematic parameters of the system are selected.
Key words: guide roller, bushing, elastic element, dissipation, moment of inertia, range, angular velocity, technological load, regularity, moment, rotation frequency, vibration.
Бугунги куннинг талаби хисобланган тог-кон саноатини такомиллаштиришда, хусусан ресурстежамкор, ишлаш даврийлиги ва иш унуми юкори булган техника ва технологияларни ишлаб чикаришга куллашда машина механизмларнинг ракобатбардошлигини ошириш мухим ахамият касб этмокда. Дунё микёсида очи; карьерлардан фойдали казилмаларни ташиш учун транспорт харажатларига умумий харажатнинг 40-70 % сарфланишини хисобга олсак, тог-кон саноати корхоналари учун самарадорлиги юкори булган тасмали конвейерларнинг янги такомиллаштирилган конструкцияларини яратиш ва уларни амалиётга жорий этишни такозо этади.
Маълумки, бугунги кунда тог-кон саноати корхоналарида фойдали казилмаларни бир жойдан иккинчи жойга транспортировка килишда тасмали конвейерлар мухим ахдмият касб этади. Шу билан биргаликда тасмали конвейерларнинг ишлаши жараёнида муддатидан олдин таъмирталаб булиб колиши кузатилади. Бунинг асосий сабаби, атроф мухит таъсири натижасида ускунанинг таркибий кисмларининг шикастланиши хисобланади. Тасмали конвейерда харакатни таъминлаб берувчи асосий таркибий кисмларидан бири, ролик хисобланади. Атроф мухит таъсири натижасида роликнинг текис айланма харакатини таъминлаб берувчи думалаш подшипниги муддатидан олдин ишдан чикади.
Тадкикотлар тахлили шуни курсатдики, тасмали конвейер ролигининг думалаш подшипниги урнига махсус мустахкамлиги юкори булган пластмасса ва кайишкок элементли материалларни куллаш оркали роликнинг ишлаш муддатини ошириш мумкинлиги аникланди. Чунки, роликда кайишкок элементли сирпаниш подшипнигини кулланилганда, ундаги тебранишларнинг амплитудаларини камайиши, пластик мой махсулотлариниг ишлатиш натижасида каршилик кучининг ва ишкаланиш кучининг моментини камайтириш хисобига, анъанавийига нисбатан ФИК ни ошириш мумкин.
1-расмда тасмали конвейернинг кинематик схемаси келтирилган. Ушбу тасмали конвейер куйидаги тартибда ишлайди: харакат 5АМ250М4 русумли электр юритгич 1 дан муфта 2 оркали редуктор 3 га узатилади. Шундан сунг харакат редуктор 3 дан муфта
4 оркали етакловчи барабан 5 дан тасма 7 ёрдамида етакланувчи барабан 6 га узатади. Фойдали казилмани ташиш даврида тасмада таянч ва тарангликни таъминлаб берувчи ролик 8 лар кулланилган.
1-расм. Тасмали конвейер кинематик схемаси: 1- двигатель, 2, 4- муфта, 3-редуктор (червякли), 5-етакловчи барабан, 6-етакланувчи барабан, 7-тасма, 8-ролик.
Тавсия этилган тасмали конвейер юкори юкланишда ишлайди, транспортировка килинаётган руда тасма эни ва узунлиги буйича бир хил таксимланмайди. Шунинг учун х,ар бир йуналтирувчи роликка юкланиш маълум бир ораликда узгарувчан кийматларда таъсир килади. Ушбу юкланишларни етарли даражада амортизация килиш учун роликлар таркибида резина втулкалар кулланилган (2-расм). Тебранишларни ютилиши конвейер тасмасини х,ам тебраниш амплитудаларини камайтиради. Бу уз навбатида тасмани айлантириш учун кувват сарфини х,ам к;исман тежайди.
2-расм. Таркибли сирпаниш подшипниги билан жих,озланган ролик: 1-ташци уалца, 2-цайишцоц элемент (7ИРП13-48), 3-ички уалца, 4-пластмасса (графитокапролон)
Тасмали конвейер машина агрегати х,исоб схемаси ва математик модели.
Х,исоблашлар учун куйидаги дастлабки маълумотлар берилган: тасмали конвейер таркибли ролиги кобиги ва ташки гардишининг тебраниш амплитудасини урганиш; конвейер барабанлари хдракат конунларини хдмда электр юритгичнинг юкланишини аниклаш учун машина агрегати динамикасини урганиш ва уни назарий жихдтдан тах,лил килиш талаб этилади. Бунда система турт массали машина агрегати х,исоб схемаси 3-расмда келтирилган.
м.
—Мл-
Г;
ш
Сг
и*
]ю> Фи> 1р'Фр /<51. кг> Ф$2
3-расм. Тасмали конвейер юритиш механизми машина агрегати х,исоб схемаси.
Мос равишда, 1-масса, электр юритгичнинг ротори; 2-масса редуктор айланувчи элементларини чикувчи валига келтирилган массалари ва ярим муфта массаси; 3- масса ярим муфта ва етакловчи барабан массаси; 4-масса етакланувчи барабан массаси олинган.
Электр юритгич ротори ва конвейер барабанларини хдракатларини ифодаловчи дифференциал тенгламаларини олиш учун Лагражнинг П-тартибли [3, 4] тенгламаларидан фойдаланилди
Л
сТ_ дфг
дТ дП дФ .
+ — + — = М (р),
(1)
дРг дРг дФг
бунда, pi, фi - умумлашган координата ва унинг тезлиги, Т, Р - кинетик ва потенциал энергиялари, Ф - Рэлейнинг диссипатив функцияси, М(рг) - умумлашган кучларнинг моментлари.
Келтирилган х,исоб схемасига мос равишда машина агрегат кинетик ва потенциал энергиялари [5, 6] га асосан:
1 т 1 . 1 . 1
Т = 2 3юФЮ + ^ 3рРРР + 2 ^ + 2 ^Ф2
П = 1 [С1(Рр - ирР1)2 + С2(Р - и12Р2)2 ] Мос равишда Рэлейнинг диссипатив функцияси курилаётган система учун [7, 8]:
Ф = 2[е1(^р -ирФ\)2 + в2(рРх -и1гФг)2]
(2)
(3)
бунда, 3ю, 3 р, 7б2 - мос равишда электр юритгич, редуктор чикиш вали ва барабанлар
валларини келтирилган массаларини инерция моментлари. Массаларнинг инерция моментларини мавжуд формулалардан фойдаланиб х,исобланди, хдмда тушувчи юклар оркали тажрибада аникланди [9]:
3 =
«1(1 - - в2(1 -Я Я
(а1 - а2)
бунда, я = 9,81т/s2; г - трос уралган шкив радиуси; а— • а? — - юкни тезланишлари,
1 t2 ' 2 t2 '1 '2
к - юкни тушиш баландлиги, ' - тушиш вакти.
Муфта ва конвейер тасмаси айланма бикирлик коэффициентлари мавжуд методлардан [10, 11] фойдаланиб х,исобланади:
2к
с = -
аR2 • ЕР
I
(4)
бунда, а - бошлангич тарангликни ёки бурчак деформациясини ифодаловчи коэффициент (нормал эксплуатацион шароитда а = 2,0); К - конвейер барабани радиуси; Е - эластиклик модули; Р - тасма кундаланг кесими юзаси; 1р - тасмани ишчи узунлиги.
Шунингдек, А.Е.Левин томонидан тавсия этилган формуладан фойдаланиб тасмани диссипация коэффициенти х,исобланди:
г
бунда, у-узатма коэффициенти; Т -тебраниш даври; k=6,28 коэффициент (су < 0,6).
Таъкидлаш лозимки, мавжуд конструкцияда думалаш подшипниги кулланилганда юкоридан берилган ташки куч хисобига хосил буладиган ишкаланиш кучи моменти
бунда, с - бикирлик коэффициенти; Ах - резинали амортизаторни вертикал йуналишдаги деформацияси.
Бунда, тавсия килинган вариантда босим кучи резинали амортизаторни бикирлик ёки тикланувчи кучига тенг булади. Шунинг учун ишкаланиш кучи моментини тавсия килинган вариантда (7) ифода оркали аниклаш тавсия этилади. Юкорида келтирилган хисоблашлар натижаларига кура тавсия килинган вариантда ишкаланиш кучининг моменти (10 ^15)% гача камайиши аникланди.
Назарий тадкикотларда асосан конвейернинг барабанларини харакат конунини урганиш, бурчак тезликларини узгариши чегараларини аниклаш, тасмани диссипатив-бикирлик хусусиятларини, технологик каршилик ва инерцион параметрларини узгаришини юкланиш ва хдракат конунига таъсирини урганиш натижасида макбул кийматларини тавсия килиш мухимдир.
4-расмда тавсия этилган тасмали конвейер подшипникли таянч таркибли кайишкок элементи булган етакловчи ва етакланувчи барабанлари бурчак тезликларини ва юритгич юкланиши узгаришини технологик каршиликка ва ишкаланиш кучи каршилик моментига богликлик графиклари келтирилган. Курилган график богланишларига асосан М\ нинг кийматлари 0,15 -102Ыш дан 1,5 -102Ыш гача узгарганда электр юритгич валидаги буровчи момент 0,17 -102 Ыш дан 0,86 -102 Ыш гача ортади, бунда ишкаланиш кучлари моменти 0,11-102 Ыш дан 0,41-102Ыш гача етишини куриш мумкин. Барабанлар бурчак тезликлари орасидаги фарк технологик каршилик ортиши билан камайишини куриш мумкин. Бунинг асосий сабаби катта юкланишда тасманинг деформацияланиш кийматлари катта булса хам узгариш ораликлари кичик булишидадир. Жумладан, тенгламадан Мц кийматлари 0,2-102Ыш дан 1,5 -102Ыш гача ортганда фх кийматлари 0,305-102я-1 дан 0,274-102я-1 гача чизиксиз конуниятда камайса, етакланувчи барабан бурчак тезлиги 0,283-102я-1 дан 0,256-102я-1 гача камайишини аниклаш мумкин. Бурчак тезликлар орасидаги фарк, юкорида таъкидлаганимиздек конвейер тасмасини айланма бикирликлари хисобига, ишкаланишни узгариши, етарли даражадаги сирпаниш хисобига юзага келади. Таъкидлаш лозимки таркибли ролик амортизатори хисобига тасмани тебранишларини камайиши барабанларнинг бурчак тезликлари тебранишларини хам камайишига олиб келади. Лекин, тасмани керакли даражада тебранишини таъминлаш оркали ташилаётган рудани бир текисда булишига олиб келади. Шунинг учун технологик каршилик кийматларини (1,3 Н6) -102 Ыш дан ишкаланиш кучи моменти (35 ^ 40)Ыш дан ошмаслигига эришиш тавсия этилади.
Мишщ - ¥'б -
бунда, ¥б - босим кучи; f - ишкаланиш коэффициенти, Я - подшипник радиуси. Тавсия килинаётган сирпаниш подшипнигидаги кушимча ишкаланиш кучи
Мишц - с Ах -
(6)
(7)
О 0.5 Тавсия
W 15 этилган тасмали
О 0.5 1.0 1.5 2.5 MR,iazNm
5-расм. Тасмали конвейер барабанлари бурчак тезликларини тебраниш камровини технологик каршиликка богликлик графиклари:
бунда, 1,2 -Аф2 = f (Мк); 3,4 - Афф2 = f (Мк);
1.3 - c2 = 380 Nm/rad;
2.4 - c2 = 260Nm rad
4-расм.
конвейер таркибли кайишкок элементи булган етакловчи ва етакланувчи барабанлари бурчак тезликларини ва юритгич юкланиши узгаришини технологик каршиликка богликлик графиклари:
бунда, 1 - ф = f (Мк); 2 - ф2 = f (Мк); 3,4 - Мю = f (Мк); 3 - Мишк = 43 Nm; 4 - Мишк = 26 Nm
5-расмда тасмали конвейер барабанлари бурчак тезликларини тебраниш камровини технологик каршиликка ва ишкаланиш кучи моментига богликлик графиклари берилган. Бунда технологик каршилик ва Мишц келаётган каршилик 0,25 -102Nm дан 1,98-102Nm гача ортишида етакланувчи барабан бурчак тезлигини тебраниш камрови c2 = 260 Nm/rad булганида, Аф2 кийматлари 0,46s -1 дан 2,95 s 1 гача чизиксиз конуниятда купайишини куриш мумкин (5-расм, 4-график).
Мос равишда конвейер тасмасининг айланма бикирлик коэффициенти 320 Nm/rad
гача ортганида етакланувчи барабаннинг бурчак тезлигининг тебраниш камрови 0,42 s -1 дан 2,19s-1 гача ортса, Афх кийматлари 1,11s -1 гача ортади холос. Бунда Афх ва Аф2
оралигидаги максимал фарк Мк+Мишк = 2,0 • 102 Nm булганида (1,0 ^ 1,25)s-1 гача етади (5-расм, 2, 4-графиклар). Тажрибавий тадкикотлар натижаларига кура етакланувчи барабаннинг бурчак тезлиги тебраниш камрови кийматини Аф2 < (0,21 ^ 0,25)10s 1 оралигида булишини таъминлаш учун c 2 < (260 ^ 300 ) Nm / rad ташилаётган рудадан келаётган ва ишкаланиш кучи моменти технологик каршилик Мк+Мишк = (1,3 ^ 1,6) Nm оралигида булиши тавсия этилади. Юкорида кайд этилганидек, тасма айланма бикирлигини ортиши барабанларни бурчак тезликларини узаро якинлашувига ва Афх ва Аф2 ларни камайишига олиб келади.
Хулоса. Модернизация килинган тасмали конвейернинг электр юритгич механик характеристикасини, бикирлик-диссипация хусусиятлари, инерцион параметрлари, ташилаётган рудадан келаётган технологик каршиликни ва роликлардаги ишкаланиш кучлари моментини инобатга олиб машина агрегати математик модели ишлаб чикилган. Масалани ечими асосида электр юритгич юкланишлари, барабанлар хдракат конунлари олинди.
АДАБИЁТЛАР
1. A.Dj.Djuraev, A.S.Jumaev. Study the influence of parameters of elastic coupling on the movement nature of support roller and rocker arm crank beam mechanism. International Journal of Advanced
Research in Science, Engineering and Technology (IJARSET) ISSN: 2350-0328 Vol. 6, Issue 6, June 2019, 9795 - 9800.
2. A.Djuraev, A.S.Jumaev. Providing the Development of New Designs for the Design of the Roller Mechanism Transmitting Rotational Motion in Belt Conveyors. International Journal of Emerging Trends in Engineering Research (IJETER) ISSN 2347-3983 Volume-8. No.9, September 2020. 6609 - 6617.
3. Галкин В.И. Современная теория ленточных конвейеров горных предприятий / В.И. Галкин, В.Г. Дмитриев, В.П. Дьяченко, И.В.Запенин, Е Е. Шешко // М., МГГУ, 2005. 543 с.
4. Гольберт А.Е. О направлении исследований эксплуатационных режимов конвейеров. Уголь, 2003. - с. 15-16.
5. Давыдов С.Я. Энергосберегающий трубчатый ленточный конвейер / Давыдов С.Я., Кащеев И.Д., Малагамба С.В.// Новые огнеупоры, 2004, №4, с. 33-35.
6. Шахмейстер Л.Г. Теория и расчёт ленточных конвейеров / Л.Г. Шахмейстер, В.Г. Дмитриев // М.: Машиностроение, 1978. 392 с.
7. Ulkanbayeva G.D., Nigmatova F.U., Mansurova M.A., Azimova X.A., Analysis and research of personal protective equipment for works at height. Technical science and innovation. Tashkent state technical university. №1 2020 y., -P. 77-83.
8. Mansurova M.A., Nigmatova F.U., Ulkanbayeva G.D. Determination of Line Tension Insurense Belts with Additional Shock Absorber. The American Jurnal of Enginering and Technology, ISSN 2689-0984, USA November 30, 2020, -P. 179-184.
9. Шахмейстер Л.Г. Теория и расчёт ленточных конвейеров / Л.Г. Шахмейстер, В.Г. Дмитриев // М.: Машиностроение, 1987. 336 с.
10. Дмитриев В.Г. Особенности объёмного напряженного состояния сыпучего груза на желобчатой конвейерной ленте / В.Г. Дмитриев, А.В. Дьяченко // Горный информационно-аналитический бюллетень, - М.: МГГУ, - 2005, - № 2, с.277 - 278.
