Научная статья на тему 'Установление закономерностей совместной работы приводов ленточного конвейера при наличии случайных отклонений скольжения их электродвигателей'

Установление закономерностей совместной работы приводов ленточного конвейера при наличии случайных отклонений скольжения их электродвигателей Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
63
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЛЕНТОЧНЫЙ КОНВЕЙЕР / ВЕРОЯТНОСТНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ / СИСТЕМА ПРИВОДОВ / ОТКЛОНЕНИЕ СКОЛЬЖЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ / ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ / BELT CONVEYOR / PROBABILISTIC MATHEMATICAL MODEL / DRIVE SYSTEM / SLIDE DEPARTURE OF ENGINE / TRACTION CALCULATION

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Гончаров К. А.

Приведены результаты вероятностного математического моделирования совместной работы приводов многоприводного ленточного конвейера при его полной загрузке, а также при движении без груза. В результате моделирования показана необходимость дополнительного резервирования мощности приводов при проектировании многоприводных ленточных конвейеров. На основе проведенного моделирования установлены закономерности совместной работы приводов ленточного конвейера при наличии случайных отклонений скольжения их электродвигателей, отражающие как специфические условия распределения электродвигателей между приводами, так и особенности влияния их параметров на картину распределения натяжений грузонесущей и тяговых лент.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Гончаров К. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ESTABLISHING PRINCIPLES OF JOINT OPERATION OF BELT CONVEYOR DRIVES IN CASE OF RANDOM SLIDE DEVIATIONS OF THEIR ELECTRIC MOTORS

The paper contains the results of the probabilistic modelling of joint operation of multidrive belt conveyors in case of their full load as well as without cargo. As a result, modelling demonstrates the need of additional reservation of drive power when designing multidrive belt conveyors. On the basis of the modelling, operational principles of joint operation of belt conveyors are established when there are random slide deviations of their engines. These deviations represent specific conditions of electric motors distribution between the drives as well as the influence features of their parameters on the distribution of the carrying and tractive belts.

Текст научной работы на тему «Установление закономерностей совместной работы приводов ленточного конвейера при наличии случайных отклонений скольжения их электродвигателей»

УДК (UDC) 621.86

УСТАНОВЛЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ ПРИВОДОВ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА ПРИ НАЛИЧИИ СЛУЧАЙНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ СКОЛЬЖЕНИЯ ИХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

ESTABLISHING PRINCIPLES OF JOINT OPERATION OF BELT CONVEYOR DRIVES IN CASE OF RANDOM SLIDE DEVIATIONS OF THEIR ELECTRIC MOTORS

Гончаров К. А. Goncharov K.A.

Брянский государственный технический университет (Брянск, Россия) Bryansk State Technical University (Bryansk, Russian Federation)

Аннотация. Приведены результаты вероятност- {

ного математического моделирования совместной {

работы приводов многоприводного ленточного кон- {

вейера при его полной загрузке, а также при дви- {

жении без груза. В результате моделирования пока- {

зана необходимость дополнительного резервирова- {

ния мощности приводов при проектировании мно- {

гоприводных ленточных конвейеров. На основе про- {

веденного моделирования установлены закономер- {

ности совместной работы приводов ленточного {

конвейера при наличии случайных отклонений {

скольжения их электродвигателей, отражающие {

как специфические условия распределения электро- {

двигателей между приводами, так и особенности {

влияния их параметров на картину распределения {

натяжений грузонесущей и тяговых лент. {

Ключевые слова: ленточный конвейер, {

вероятностная математическая модель, система {

приводов, отклонение скольжения двигателя, { тяговый расчет.

i

Дата принятия к публикации: 18.04.2020 {

Дата публикации: 25.06.2020 {

i

Сведения об авторе: {

Гончаров Кирилл Александрович - кандидат {

технических наук, доцент, заведующий кафедрой {

«Подъемно-транспортные машины и оборудование» {

ФГБОУ ВО «Брянский государственный техниче- {

ский университет», e-mail: ptm bstu@mail.ru {

ORCID: 0000-0002-5895-1162 }

Abstract. The paper contains the results of the probabilistic modelling of joint operation of multidrive belt conveyors in case of their full load as well as without cargo. As a result, modelling demonstrates the need of additional reservation of drive power when designing multidrive belt conveyors. On the basis of the modelling, operational principles of joint operation of belt conveyors are established when there are random slide deviations of their engines. These deviations represent specific conditions of electric motors distribution between the drives as well as the influence features of their parameters on the distribution of the carrying and tractive belts.

Keywords: belt conveyor, probabilistic mathematical model, drive system, slide departure of engine, traction calculation.

Date of acceptance for publication: 18.04.2020

Date of publication: 25.06.2020

Author' information:

Kirill A. Goncharov - PhD in Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department "Handling machinery and equipment" at Bryansk State Technical University, e-mail: ptm bstu@mail.ru ORCID: 0000-0002-5895-1162

Благодарности

Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых-докторов наук №МД-422.2020.8

Acknowledgements

The study was supported by President Grant for Government Support of Young Russian Scientists

No. №MD-422.2020.8

1. Введение

Отсутствие стабильности грузопотока при работе систем ленточных конвейеров не явля-

ется редкостью и напрямую может быть связано как с технологическими факторами производства, так и со сложившимися в конкретный момент времени экономическими интересами

осуществления производства (необходимость уменьшения-увеличения грузопотока в зависимости от покупательной способности заказчиков и т.п.). В случае применения небольших отдельных ленточных транспортеров или их систем экономические потери от изменения производительности (включая амортизационные затраты при изменении режимов эксплуатации конвейерного оборудования) не так велики по сравнению с ситуациями, в которых изменение производительности непосредственно касается тяжелых ленточных конвейеров с протяженной трассой и разветвленной системой приводов. В таких случаях все характеристические параметры конвейеров могут принимать случайные значения, величины которых складываются с учетом комбинации случайных

факторов (конкретного сочетания отклонения механических характеристик приводов, реальной жесткости применяемых конвейерных лент, интенсивности колебаний грузопотока).

При использовании вероятностной математической модели [1-5] широкий диапазон возможных сочетаний указанных параметров можно проанализировать и, как следствие, спрогнозировать поведение всей системы.

В работе [3] разобраны особенности построения вероятностной математической модели распределения тяговых усилий внутри системы приводов ленточного конвейера при холостом режиме работы.

Схема трассы исследуемого конвейера показана на рис. 1 (линейные размеры участков трассы указаны в метрах) [3].

Рис. 1. Схема трассы многоприводного ленточного конвейера

Рассматриваемый конвейер оснащен одним барабанным и тремя ленточными приводами, оборудованными электродвигателями с фазным ротором мощностью N = 40 кВт каждый с синхронной частотой вращения ротора 1500 об/мин [3]. Типоразмер грузоне-сущей и тяговой лент - РЛХ-120 с четырьмя прокладками [3]. Производительность конвейера 450 т/ч, транспортируемый груз -песчано-гравийная масса, скорость движения ленты 1,6 м/с [3]. Подобный конвейер был установлен на песчаном карьере строительства Рогунской ГЭС (1970 г.) [7].

В [3] моделирование производилось при искусственном ограничении мощности приводных электродвигателей значением 14 кВт для каждого. Данное ограничение обосновывается полным использованием суммарной мощности четырех приводов конвейера (56 кВт) при его полной загрузке без учета возможных отклонений механических характеристик. Применение указанного ограничения

позволило наглядно продемонстрировать необходимость учета отклонений механических характеристик приводов при проведении тягового расчета [3], так как даже при работе конвейера в холостом режиме были получены неработоспособные сочетания механических характеристик с превышением номинальных мощностей электродвигателей.

Дополнительно выбор указанного конвейера в качестве объекта для вероятностного математического моделирования может быть обусловлен рядом следующих обстоятельств:

• наличием в системе более трех распределенных по трассе конвейера приводов, что обеспечивает многовариантность моделирования;

• взаимодействием в единой системе как барабанных, так и промежуточных ленточных приводов;

• отличием длин тяговых контуров промежуточных ленточных приводов;

• применением в структуре приводов электродвигателей с фазным ротором, что увеличивает диапазоны возможных отклонений их механических характеристик;

• наличием в открытых источниках экспериментальных данных испытаний конвейера в различных режимах работы [3 -6].

Все указанные факторы позволяют сделать вывод о возможности получения стабильных общих поведенческих закономерностей совместной работы приводов ленточного конвейера при наличии случайных отклонений скольжения их электродвигателей проведением сравнительного вероятностного моделирования работы описанного выше конвейера в загруженном и холостом режимах.

Целью данной статьи является установление закономерностей совместной работы приводов ленточного конвейера при наличии случайных отклонений скольжения их электродвигателей.

2. Теоретические исследования

Особенности построения вероятностной математической модели распределения тяговых усилий в структуре системы приводов

ленточного конвейера описаны в [3]. В настоящей работе указанная математическая модель адаптируется к изменению типоразмеров приводных электродвигателей (с увеличением мощности каждого до значения 40 кВт) и применяется для исследования работы конвейера в полностью загруженном и холостом режимах.

Увеличение мощности приводных электродвигателей приводит к изменению вида их механических характеристик в соответствии с системой сочетаний отклонений скольжения электродвигателей приводов [3]. Для системы, состоящей из 16 сочетаний [3], взаимодействие механических характеристик в каждом из сочетаний представлено в табл. 1 (без учета их приведения к обечайке барабанов радиусом R и передаточными числами приводов /). В табл. 1: M - крутящий момент, развиваемый электродвигателем, Н-м; п - частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

Результаты моделирования для сочетаний отклонений скольжения электродвигателей приводов (табл. 1) при работе конвейера в холостом режиме представлены в табл. 2.

Таблица 1

Взаимодействие механических характеристик в системе сочетаний отклонений скольжения электродвигателей приводов

Сочетание 1 Сочетание 2

Привод Уравнение [а;Р] Привод Уравнение [а;Р]

П4 М = 42623 - 28,415 п а П4 М = 42623 - 28,415 п а

П1 М = 76870 - 51,247 п а П1 М = 76870 - 51,247 п а

П2 М = 76870 - 51,247 п а П2 М = 76870 - 51,247 п а

П3 М = 76870 - 51,247 п а П3 М = 7208 - 4,8 п Р

Сочетание 3 Сочетание 4

Привод Уравнение [а;Р] Привод Уравнение [а;Р]

П4 М = 42623 - 28,415 п а П4 М = 42623 - 28,415 п а

П1 М = 76870 - 51,247 п а П1 М = 7208 - 4,8 п Р

П2 М = 7208 - 4,8 п Р П2 М = 76870 - 51,247 п а

П3 М = 76870 - 51,247 п а П3 М = 76870 - 51,247 п а

Сочетание 5 Сочетание 6

Привод Уравнение [а;Р] Привод Уравнение [а;Р]

П4 М = 7756 - 5,17 п р П4 М = 42623 - 28,415 п а

П1 М = 76870 - 51,247 п а П1 М = 76870 - 51,247 п а

П2 М = 76870 - 51,247 п а П2 М = 7208 - 4,8 п Р

П3 М = 76870 - 51,247 п а П3 М = 7208 - 4,8 п Р

Окончание табл. 1

Сочетание 7 Сочетание 8

Привод Уравнение Га;Р1 Привод Уравнение [а;Р1

П4 М = 42623 - 28,415 п а П4 М = 7756 - 5,17 п Р

П1 М = 7208 - 4,8 п Р П1 М = 7208 - 4,8 п Р

П2 М = 7208 - 4,8 п Р П2 М = 76870 - 51,247 п а

П3 М = 76870 - 51,247 п а П3 М = 76870 - 51,247 п а

Сочетание 9 Сочетание 10

Привод Уравнение [а;Р1 Привод Уравнение [а;Р1

П4 М = 42623 - 28,415 п а П4 М = 7756 - 5,17 п р

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

П1 М = 7208 - 4,8 п Р П1 М = 76870 - 51,247 п а

П2 М = 76870 - 51,247 п а П2 М = 7208 - 4,8 п Р

П3 М = 7208 - 4,8 п Р П3 М = 76870 - 51,247 п а

Сочетание 11 Сочетание 12

Привод Уравнение [а;Р1 Привод Уравнение [а;Р1

П4 М = 7756 - 5,17 п р П4 М = 7756 - 5,17 п р

П1 М = 76870 - 51,247 п а П1 М = 7208 - 4,8 п р

П2 М = 76870 - 51,247 п а П2 М = 7208 - 4,8 п р

П3 М = 7208 - 4,8 п Р П3 М = 76870 - 51,247 п а

Сочетание 13 Сочетание 14

Привод Уравнение [а;Р1 Привод Уравнение [а;Р1

П4 М = 7756 - 5,17 п р П4 М = 7756 - 5,17 п р

П1 М = 7208 - 4,8 п р П1 М = 76870 - 51,247 п а

П2 М = 76870 - 51,247 п а П2 М = 7208 - 4,8 п Р

П3 М = 7208 - 4,8 п Р П3 М = 7208 - 4,8 п Р

Сочетание 15 Сочетание 16

Привод Уравнение [а;Р1 Привод Уравнение [а;Р1

П4 М = 42623 - 28,415 п а П4 М = 7756 - 5,17 п р

П1 М = 7208 - 4,8 п Р П1 М = 7208 - 4,8 п р

П2 М = 7208 - 4,8 п Р П2 М = 7208 - 4,8 п р

П3 М = 7208 - 4,8 п Р П3 М = 7208 - 4,8 п р

Таблица 2

Сводная таблица результатов моделирования при работе конвейера в холостом режиме

Сочетание Значение параметра

ИъН Ш2,Н ^4,Н ^2,Н Wn%Н Щ кВт п, об/мин

1 3126 3126 3126 1733 1543 1543 1824 5601 20,5 1499,3

2 4235 4235 397 2348 2549 2549 -693 7494 20,7 1499,2

3 4235 397 4235 2348 2549 -973 2830 5899 20,7 1499,2

4 401 4275 4275 2370 -970 2585 2865 6075 20,9 1499,2

5 3534 3534 3534 357 1919 1919 2200 5569 20,2 1499,3

6 6555 615 615 3635 4616 -773 -493 9110 21,1 1498,7

7 628 628 6698 3714 -761 -761 5024 7813 21,6 1498,7

8 492 5244 5244 530 -887 3448 3729 7841 21,3 1499

9 615 6555 615 3635 -773 4616 -493 7101 21,1 1498,7

оом

Окончание табл. 2

10 5042 473 5042 509 3268 -904 3549 5455 20,4 1499

11 5042 5042 473 509 3268 3268 -623 7357 20,4 1499

12 - - - - - - X - - -

13 836 8912 836 900 -570 6716 -289 8325 21,2 1498,3

14 8680 814 814 876 6509 -589 -309 8551 20,7 1498,3

15 1357 1357 1357 8024 -89 -89 193 12372 22,3 1497,2

16 2760 2760 2760 2970 1205 1205 1486 5849 20,7 1494,3

$тах - максимальное натяжение грузонесущей ленты; Ые - суммарная мощность, развиваемая приводами;

Жп1 - полезное тяговое усилие, передаваемое приводом П1 грузонесущей ленте; Щп2 - полезное тяговое усилие, передаваемое приводом П2 грузонесущей ленте; Жп3 - полезное тяговое усилие, передаваемое приводом П3 грузонесущей ленте; Щ - общее тяговое усилие, развиваемое приводом П1; Щ2 - общее тяговое усилие, развиваемое приводом П2; Щ - общее тяговое усилие, развиваемое приводом П3; Щ4 - общее тяговое усилие, развиваемое приводом П4;

X - символ, характеризующий критические проблемы соответствующего привода (перегрузку по мощности, срыв сцепления тяговой и грузонесущей лент, оба явления в комплексе).

Картина распределения тяговых усилий между приводами исследуемого конвейера

(по результатам данных табл. 2) представлена на рис. 2.

Рис. 2. Полные тяговые усилия, развиваемые приводами, полученные по результатам вероятностного моделирования распределения тяговых усилий в многоприводном ленточном конвейере (порожнее движение)

Наибольшее суммарное тяговое усилие, сочетанию отклонений скольжения, в кото-развиваемое приводами, соответствует 15-му ром увеличение минимального натяжения

грузонесущей ленты для стабилизации тяго- Графики максимальных натяжений грузоне-

вой способности привода П4, воспринимающего наибольшую нагрузку, приводит к увеличению составляющей общего сопротивления движению грузонесущей ленты, зависящей непосредственно от этого натяжения.

сущей ленты и полезных тяговых усилий промежуточных приводов, составленные по результатам моделирования (табл. 2), представлены на рис. 3 и 4.

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Номер сочетания отклонений Рис. 3. Максимальные натяжения грузонесущей ленты, полученные по результатам вероятностного моделирования (порожнее движение)

Рис. 4. Полезные тяговые усилия промежуточных приводов, полученные по результатам вероятностного моделирования (порожнее движение)

При моделировании совместной работы приводов с ограничением мощности каждого электродвигателя значением 14 кВт [3] сочетания 12, 13, 14 и 15 оказываются неработоспособными. При увеличении мощности каждого электродвигателя до значения 40 кВт неработоспособным оказывается только сочетание 12 из-за срыва сцепления лент на участке привода П3. Таким образом, можно сделать вывод, что выбор электродвигателей многоприводных ленточных конвейеров простым делением суммарной мощности, необходимой для преодоления всех сопротивлений движению, на количество устанавливаемых приво-

В данном случае в результате моделирования определяются три неработоспособных сочетания отклонений скольжения электродвигателей приводов, обусловленные перегрузкой по мощности последовательно электродвигателей промежуточных ленточных приводов П3, П2, П1 (более 40 кВт). При этом стоит отметить, что при работе только барабанного привода П4 на жесткой механической характеристике (приводы П1, П2 и П3 работают на мягкой характеристике, со-

дов должен изначально сопровождаться повышенными значениями коэффициента запаса. В данном примере при работе конвейера в холостом режиме максимально возможная мощность, развиваемая одним электродвигателем привода, составляет 16,5 кВт, что в 1,18 раза больше равномерно распределенной мощности на один электродвигатель при работе конвейера с полной производительностью.

Результаты моделирования для сочетаний отклонений скольжения электродвигателей приводов (табл. 1) при работе конвейера в загруженном режиме с полной производительностью представлены в табл. 3.

четание 15) перегрузка его электродвигателя по мощности не происходит.

Картина распределения тяговых усилий между приводами исследуемого конвейера (по результатам данных табл. 3) представлена на рис. 5. Графики максимальных натяжений грузонесущей ленты и полезных тяговых усилий промежуточных приводов, составленные по результатам моделирования (табл. 3), представлены на рис. 6 и 7.

Таблица 3

Сводная таблица результатов моделирования при работе конвейера в загруженном режиме

Сочетание Значение параметра

Щ1,Н Щ2,Н Щ3,Н Щ4,Н Щп1,Н Щп2,Н Щп3,Н &тах-Н Ые, кВт п, об/мин

1 8368 8368 8368 4640 5057 5058 5640 20358 54,9 1498,4

2 11217 11217 1052 6220 7817 7817 -1447 24289 54,9 1497,8

3 11299 1060 11299 6265 7897 -2021 8480 20915 55,2 1497,8

4 1095 11672 11672 6472 -1988 8258 8841 25662 57,1 1497,8

5 9701 9701 9701 979 6349 6349 6931 24502 55,5 1498,1

6 17299 1623 1623 9592 13654 -1477 -894 28647 55,6 1496,6

7 1705 1705 18175 10078 -1398 -1397 15057 29072 58,4 1496,5

8 1333 14214 14214 1435 -1757 10720 11302 30309 57,6 1497,3

9 1650 17589 1650 9753 -1451 13923 -868 26172 56,5 1496,6

10 13683 1283 13683 1381 10206 -1805 10789 23836 55,4 1497,3

11 13683 13683 1283 1381 10206 10206 -1222 28822 55,4 1497,3

12 - - Х - - - - - - -

13 - Х - - - - - - - -

14 Х - - - - - - - - -

15 3514 3514 3514 20779 356 357 939 32297 57,6 1492,7

16 7333 7333 7333 7891 4055 4056 4638 19412 54,7 1484,8

DOAJ

5 6 7 8 9 10 11 12 Номер сочетания отклонений Рис. 5. Полные тяговые усилия, развиваемые приводами, полученные по результатам вероятностного моделирования распределения тяговых усилий в многоприводном ленточном конвейере (движение при полной загрузке)

Рис. 6. Максимальные натяжения грузонесущей ленты, полученные по результатам вероятностного моделирования (движение с полной загрузкой)

оом

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Номер сочетания отклонений Рис. 7. Полезные тяговые усилия промежуточных приводов, полученные по результатам вероятностного моделирования (движение с полной загрузкой)

Наибольшее суммарное тяговое усилие, развиваемое приводами, соответствует 7-му сочетанию отклонений скольжения, в котором увеличение минимального натяжения грузонесущей ленты для устранения её провисания при сбегании с привода П3, приводит к увеличению составляющей общего сопротивления движению конвейера, зависящей непосредственно от этого натяжения. Графики максимальных натяжений грузонесущей ленты и полезных тяговых усилий промежуточных приводов, составленные по результатам моделирования (табл. 3), представлены на рис. 6 и 7.

3. Результаты и их анализ

Анализируя полученные в процессе моделирования данные (при движении как порожнего, так и загруженного конвейера) можно отметить следующие результаты, которые позволила выявить вероятностная математическая модель распределения тяговых усилий.

1. При учете возможного интервала отклонений скольжения электродвигателей приводов разброс развиваемой ими мощности при порожнем движении конвейера составляет 2,1 кВт или 9,4% по отношению к максимально развиваемой мощности (22,3

кВт). При движении конвейера в загруженном состоянии разброс значений развиваемой мощности составляет 3,7 кВт или 6,3% по отношению к максимально развиваемой мощности (58,4 кВт).

2. Разброс значений максимальных натяжений грузонесущей ленты при моделировании различных сочетаний отклонений скольжения электродвигателей в порожнем движении конвейера составляет 6917 Н или 55,9% по отношению к наибольшему из полученных значений максимального натяжения (12372 Н). При моделировании движения конвейера в загруженном состоянии разброс значений максимальных натяжений грузонесущей ленты составляет 12885 Н или 39,9% по отношению к наибольшему из полученных значений максимального натяжения (32297 Н).

3. При работе конвейера в порожнем режиме выявлено одно неработоспособное сочетание отклонений скольжения электродвигателей, причиной которого является срыв сцепления тяговой и грузонесущей лент на одном из промежуточных приводов, воспринимающем основную нагрузку. Данная проблема может быть решена увеличением длины данного промежуточного привода.

4. При работе конвейера в загруженном режиме выявлено три неработоспособных со-

четания отклонений скольжения электродвигателей, причиной которых стала перегрузка по мощности приводных электродвигателей. Данная проблема может быть решена как увеличением мощности устанавливаемых электродвигателей, так и усилением контроля их качества. Стоит отметить, что максимальная суммарная развиваемая мощность двигателей приводов конвейера при его движении с полной загрузкой - 58,4 кВт при общем резерве мощности 160 кВт, что составляет 36,5%. Фактически, остаток мощности (101,6 кВт или 63,5%) используется для резервирования возможных нештатных режимов работы (что в некоторых сочетаниях отклонений скольжения электродвигателей также является недостаточной мерой воздействия).

5. Детальное моделирование позволило выявить определенные работоспособные сочетания отклонений скольжения электродвигателей приводов, при которых промежуточные ленточные приводы работают в «дотационных» режимах, представляя собой дополнительное сопротивление для движения гру-зонесущей ленты. При движении порожнего конвейера из 16 анализируемых сочетаний 13 соответствуют данному описанию (81,3%). При движении полностью загруженного конвейера из 16 анализируемых сочетаний 12 соответствуют данному описанию (75%). Таким образом, задачей проектировщика является необходимость реализации такой расстановки двигателей в структуре системы приводов, которая позволит всей системе не попасть в число «дотационных» сочетаний.

4. Закономерности совместной работы приводов ленточного конвейера при наличии случайных отклонений скольжения их электродвигателей

В результате проведенного вероятностного моделирования можно установить ряд системных закономерностей, которым подчиняется любая случайная система приводов ленточного конвейера. Указанные закономерности можно представить в виде следующих положений.

1. Наилучшими с позиции распределения тяговых усилий являются сочетания с одина-

ковыми отклонениями всех приводов, причем общее «смягчение» механических характеристик приводит к более равномерному распределению тяговых усилий.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. В случае наличия в системе одного двигателя со «смягченной» механической характеристикой его установка в структуру промежуточного ленточного привода может привести к работе последнего в режиме сопротивления движению грузонесущей ленте, так как при синхронизации скоростей контуров лент указанный привод будет развивать недостаточное тяговое усилия для преодоления сопротивлений движению собственного тягового контура («дотационный» режим работы).

3. При наличии в системе нескольких двигателей со «смягченными» механическими характеристиками и нескольких с «жесткими», а также реализации в структуре системы приводов как барабанных, так и промежуточных ленточных приводов наилучшее распределение тяговых усилий достигается в случае установки двигателей с «жесткими» характеристиками в структуры промежуточных ленточных приводов, что также можно сформулировать в виде следующего принципа: чем большую нагрузку возьмут на себя промежуточные ленточные приводы, тем меньшее количество из них будет работать в дотационном режиме.

4. Наибольшую опасность при эксплуатации конвейера представляют сочетания отклонений скольжения электродвигателей, внутри которых имеется только один двигатель с «жесткой» механической характеристикой - в этом случае он пытается воспринять основной спектр нагрузок при возможном снижении общей синхронизирующей скорости движения лент конвейера. Данное обстоятельство может привести к перегрузке двигателя по мощности и срыву сцепления лент на промежуточных ленточных приводах.

5. Грузонесущая лента работает в спектре максимальных значений собственного натяжения в случаях восприятия наименьшей нагрузки приводами любых типов, взаимодействующими с грузовой ветвью конвейера, что соответствует наличию у двигателей данных приводов «смягченных» механических характеристик по отношению к двигателям других

приводов. Наиболее опасный вид данная закономерность принимает в случае установки в структуре конвейера промежуточных ленточных приводов, взаимодействующих с грузоне-сущей лентой, т.к. данные приводы могут все вместе одновременно работать в «дотационном» режиме.

6. В случаях восприятия значительных нагрузок промежуточными ленточными приводами при работе их двигателей на «жестких» механических характеристиках общая работоспособность системы сохраняется за счет повышения натяжений соответствующих тяговых лент. Сохранить работоспособное состояние системы при первоначальных значениях всех входных параметров в рассматриваемых условиях невозможно.

7. В случае наличия в структуре системы примерно одинакового количества приводов с двигателями, работающими на «жестких» механических характеристиках, и приводов с двигателями, работающими на «мягких» механических характеристиках, наилучшими с позиции минимизации натяжений лент являются такие распределения приводов по трассе конвейера, при которых достигается последо-

вательное чередование приводов с «жесткими» и приводов с «мягкими» характеристиками при отсутствии возможности выравнивания их тяговых усилий с использованием систем управления.

5. Заключение

Установленные системные закономерности совместной работы приводов ленточных конвейеров при наличии случайных отклонений скольжения их электродвигателей обобщают возможные результаты анализа работы различных по конфигурации систем приводов и, фактически, являются точечными опорными тезисами, на которые в первую очередь следует обращать внимание при моделировании. При этом компоновка систем приводов с учетом описанных закономерностей на этапе, предшествующем вероятностному моделированию, способствует уменьшению трудоемкости моделирования за счет сокращения числа возможных конфигураций систем приводов с изначально заложенными худшими параметрами распределения тяговых усилий.

Список литературы

1. Гончаров К.А. Вероятностный подход к определению отклонений скольжения электродвигателей приводов ленточных конвейеров // Приводы и компоненты машин. 2016. № 4-5. С. 13-15.

2. Гончаров К.А., Дунаев В.П. Комплексный подход к тяговому расчету ленточных конвейеров // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2018. №2. С.144-151.

3. Гончаров К.А. Особенности построения вероятностной математической модели распределения тяговых усилий в многоприводном ленточном конвейере // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2018. №4. С.380-389.

4. Лагерев А.В., Толкачев Е.Н., Гончаров К.А. Моделирование рабочих процессов и проектирование многоприводных ленточных конвейеров. Брянск: РИО БГУ, 2017. 384 с.

5. Барабанов В.Б. Результаты второго

References

1. Goncharov K.A., The probabilistic approach to determining the slide departures of electric motors of belt conveyors. Machine drives and parts, 2016, No. 4-5, pp. 13-15. (In Russian)

2. Goncharov K.A., Dunaev V.P. The integrated approach to traction calculation of belt conveyors. Nauchno-tekhnicheskiy vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo universiteta, 2018, No.2, pp. 144-151. (In Russian)

3. Goncharov K.A. Design features of probabilistic mathematical model of tractive effort distribution in multidrive belt conveyor. Nauchno-tekhnicheskiy vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo universiteta, 2018, No.4, pp. 380-389. (In Russian)

4. Lagerev A.V., Tolkachev E.N., Goncharov K.A. Modelirovanie rabochikh protsessov i proektirovanie mnogoprivodnykh lentochnykh konveyerov [Modeling of work processes and design of multi-drive belt con-

этапа эксплуатационных испытаний промышленного образца многоприводного ленточного конвейера // Машины непрерывного транспорта: сб. науч. тр. М.: ВНИИП-ТМАШ, 1971. Вып. 2. № 11. С. 52-58.

6. Дьячков В.К. Результаты исследования линейных фрикционных приводов многоприводного ленточного конвейера // Машины непрерывного транспорта: сб. науч. тр. М.: ВНИИПТМАШ, 1971. Вып. 2. №11. С. 3-32.

7. Дьячков В.К. Наклонные многоприводные ленточные конвейеры для подъема руды из глубоких карьеров // Научные и экспериментальные исследования в области конвейеро- и роботостроения: сб. науч. тр. М.: ВНИИПТМАШ, 1987. С. 3-15.

veyors]. Bryansk, RIO BGU, 2017. 384 p. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.1196612 (In Russian)

5. Barabanov V.B. Rezultaty vtorogo etapa expluatatsionnykh ispytaniy promyshlennogo obraztsa mnogoprivodnogo lentochnogo konveyera. Sbornik nauchnykh trudov "Mashiny nepreryvnogo transporta". Moscow, VNIIPTMASh, 1971, Vol.2, No.11, pp. 52-58 (In Russian)

6. Diachkov V.K. Rezultaty issledovaniy lineinykh friktsionnykh privodov mnogoprivodnogo lentochnogo konveyera. Sbornik nauchnykh trudov "Mashiny nepreryvnogo transporta". Moscow, VNIIPTMASh, 1971, Vol.2, No.11, pp. 3-32 (In Russian)

7. Diachkov V.K. Naklonnyemnogoprivodnye lentochnye konveyery dlya podema rudy iz glubokih karierov. Sbornik nauchnykh trudov "Nauchnye i experimentalnye issledovania v oblasti konveyero- i robotostroeniya". Moscow, VNIIPTMASh, 1987, pp. 3-15 (In Russian)

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.