Применение промежуточных магнитнофрикционных приводов в рудничных транспортных установках

Актуальным направлением усовершенствования рудничного транспорта является создание средств бесперегрузочного транспортирования угля, закладочного материала и других грузов на большие расстояния.

Длину конвейерной установки можно увеличить за счет создания высокопрочного тягового органа, однако увеличение прочности приводит к повышению его стоимости. Другим направлением бесперегрузочного транспортирования одной установкой является создание надежных промежуточных приводов. Основным узлом, определяющим тип промежуточного привода, является его исполнительный орган, осуществляющий тот или иной способ передачи усилия тяговому органу. Усилие от промежуточного привода к тяговому органу может передаваться с помощью механической жесткой связи, фрикционной и электромагнитной.

Гусеничные, звездчатые и цевочные промежуточные приводы не получили широкого применения, так как износ тяговой цепи и разномерность шагов ее звеньев приводят к нарушению их нормальной работы. Некоторые приводы приспособлены для работы только с определенными типами тяговой цепи – пластинчатой или круглозвенной. Многие из них имеют низкий к.п.д. и не допускают высокой скорости движения (более 1,2 – 1,5 м/сек). При работе этих приводов возникают значительные динамические нагрузки, в результате которых сокращается срок службы элементов. Кроме того, механические промежуточные приводы, жестко связанные с тяговым органом, требуют точной синхронизации скоростей приводов, а неравномерность распределения тягового усилия между кулаками и зубьями звездочек требует применения деталей повышенной прочности.

Одним из новых направлений является использование электромагнитных движущих сил для приведения в движение тягового органа [1], другим – передача движущих сил с помощью постоянных магнитов.

Промежуточный магнитнофрикционный привод создан в ДПИ и испытан, на экспериментальном образце магнитноленточного конвейера. Испытания показали, что приводы такого типа являются вполне работоспособными и могут быть применены для различных транспортных установок.

Преимуществом магнитнофрикционного промежуточного привода по сравнению с механическим, имеющим жесткую связь с тяговым органом, является равномерное распределение усилия по длине привода, за счет чего возможно применение тягового органа меньшей прочности; уменьшение количества промежуточных приводов и динамических нагрузок.

Рис. 1. Классификация магнитиофрикционных приводов

Передача тягового усилия от магнитнофрикционного промежуточного привода тяговому органу осуществляется путем реализации магнитных сил постоянных магнитов, определенным образом собранных в блоки (Рис. 2).

Рис. 2. Схема магнитнофрикционного промежуточного привода

Груженая ветвь 2 и порожняя 5 тягового органа притягиваются к магнитным блокам 3 привода. Бесконечно замкнутые цепи 4 с магнитными блоками приводятся в движение от двигателя 8 через турбомуфту 7 и редуктор 6. За счет сил трения, возникающих вследствие магнитного притяжения, усилие передается тяговому органу транспортной установки.

Магнитные блоки 3 крепятся сбоку приводных цепей 4 таким образом, что ось крепления блока совпадает с осью шарнира цепи. Магнитные блоки противоположных приводных цепей соединены между собой замком 1. Конструкция крепления блоков позволяет им перемещаться в вертикальной плоскости и иметь некоторую поперечную подвижности. Благодаря этому, магнитные блоки могут самоустанавливаться в зависимости от положения кареток несущего полотна и обеспечивать передачу тяговых усилий с минимальным эксцентриситетом.

Для магнитных блоков могут применяться литые и оксидно-бариевые постоянные магниты. Исследования показали, что оксидно-бариевые магниты при меньшей стоимости имеют большее тяговое усилия, причем эти магниты стабилизированы, т.е. не боятся ударов и изменения температуры.

Магнитнофрикционные промежуточные приводы могут найти применение, в ленточных и пластинчатых конвейерах, конвейерных поездах, локомотивах и других транспортных установках.

В конвейерном поезде с магнитнофрикционными промежуточными приводами тяговым органом является система кареток, несущая полотно.

Конвейерный поезд (Рис. 3, а) состоит из следующих основных частей: несущей секции 1 с ленточным или пластинчатым полотном, рамы 2, промежуточных приводов 3, нижних 4 и верхних 5 направляющих. Расстояние между промежуточными приводами меньше длины несущей секции на длину промежуточного привода, чтобы секция всегда находилась во взаимодействии с одним из них.

Рис. 3. Конвейерный поезд:
a – принципиальная схема; ПП – погрузочный пункт; РП – разгрузочный пункт; б – ходовая часть секции.

Ходовая часть несущей секции (Рис. 3, б) состоит из чередующихся несущих 1 и поддерживающих 4 кареток. Несущая каретка имеет два опорных 2 и два отклоняющих ролика 3.

Промежуточная каретка роликов не имеет и служит соединительным звеном между несущими каретками, которые имеют ферромагнитные пластины 6 для взаи¬модействия с магнитными блоками. В отверстиях 5 пластин крепятся соединитель¬ные шарниры, дающие возможность несущей секции иметь изгибы в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Лотковой формы пластины имеют отверстия 1 для крепления несущего полотна. Пластины 6 имеют скругления для возможности поворота относительно друг друга в горизонтальной плоскости.

Неизбежное попадание пыли и грязи на поверхность магнитных блоков приведет к уменьшению коэффициента сцепления между ними и каретками. Это вызовет проскальзывание, которое будет способствовать самоочистке контактируемых поверхностей, т.е. повышению коэффициента сцепления и восстановлению нормальной работы привода.

Магнитнофрикционный промежуточный привод может перемещать одну несущую секцию (груженую или холостую) или обе одновременно. В последнем случае мощность двигателя привода должна быть равна сумме мощностей, необходимых для перемещения груженой и холостой секций.

Конвейерные поезда по сравнению с пластинчатыми конвейерами имеют меньшую металлоемкость и большую скорость движения несущего полотна. По сравнению с локомотивами они имеют следующие преимущества: возможность полной автоматизации, применение на вентиляционных штреках крутых пластов, имеющих тяжелый профиль пути; необходимо меньшее сечение выработки при равных грузопотоках, повышение безопасности труда и т.п., а по сравнению с ленточными конвейерами – отсутствие перегрузочных пунктов, возможность применения в искривленных выработках, способность регулировать в широких пределах производительность установки, возможность работы одной секции на несколько участков, легкость изменения длины рамы конвейерного поезда, высокий коэффициент использования по производительности.

Таким образом, конвейерные поезда сочетают в себе одновременно положительные качества как конвейерного, так и локомотивного транспорта, в результате чего могут конкурировать с изгибающимися пластинчатыми конвейерами, а также с откаткой тяжеловесными вагонетками.

Широкое применение они найдут на шахтах с пологими, наклонными и крутыми пластами в криволинейных и прямолинейных выработках; на шахтах любой категории по газу, опасных по пыли и внезапным выбросам; на откаточных вентиляционных горизонтах; при сплошной и столбовой системах разработки шахтного поля; дня транспортирования угля, породы, закладочных и других материалов.

В магнитноленточном конвейере тяговым и грузонесущим органом является магнитномягкая лента [2], которая приводится в движение магнитнофрикционными промежуточными приводами. Магнитномягкие свойства придают ленте металлические части (тросики в резинотросовой ленте) или обкладка из магнитномягкой резины.

Преимуществами ленточных конвейеров с магнитнофрикционными промежуточными приводами являются: отсутствие перегрузочных пунктов и громоздких приводных станций барабанного типа; уменьшение количества прокладок ленты за счет распределения тяговых усилий на несколько промежуточных приводов, что приводит к ее удешевлению; уменьшение изгибных напряжений в ленте за счет уменьшения ее толщины; уменьшение пиковых нагрузок на подстанции вследствие возможности разновременного пуска промежуточных приводов; отсутствие камер для головных приводов; возможность транспортирования людей, так как магнитнофрикционный привод является ловителем; легкость транспортировки и монтажа промежуточных приводов, благодаря малым габаритам линейных секций и т.д.

Список источников

1. Креймер Е.Л. и др. Исследование конвейерного поезда с двусторонним индукционным приводом. – В сб.: «Разработка месторождений полезных ископаемых». Вып. 13. Киев, «Техніка», 1968.
2. Марчак С.Э. Основы создания и исследование ленты для ленточного конвейера с магнитным промежуточным приводом. – В сб.: «Разработка месторождений полезных ископаемых». Вып. 9. Киев, «Техніка», 1967.
3. Спиваковский А.О. Угольная промышленность капиталистических стран. Т. 5. М., Госгортехиздат, 1963.