Применение скребкового конвейера для транспортирования угла из очистных забоев обусловлено: малой высотой и простотой изменения длины рештачного става, высокой производительностью, возможностью использования в качестве опоры струга или комбайна; удобством конструктивной увязки с механизированной крепью; обеспечивает передвижку става конвейера без разборки.

В данной работе рассматривается скребковый конвейер типа КСД27 c двухскоростными асинхронными электродвигателями. Преимущества двухскоростных скребковых конвейеров заключается в том, что возможна транспортировка вспомогательных материалов на более низкой скорости.

Основные технические и эксплуатационные особенности конвейера КСД27: высокая надежность и ресурс, обеспечиваемые конструктивными параметрами приводных блоков и рештачного става с использованием высокопрочных материалов; высокая энерговооруженность конвейера; комплектация приводных блоков двухскоростными электродвигателями с соотношением скорости 1/3, с водяным охлаждением и высоким пусковым моментом; уменьшение площади незакрепленного пространства в зоне приводных головок конвейера. Такие конвейеры могут применяться в составе всех комплексов, уже эксплуатируемых или создаваемых в Украине, работать в сочетании с любыми комбайнами, служить базой для современных струговых установок. Первые украинские двухскоростные скребковые конвейеры типа КСД способны обеспечить стабильную работу высоконагруженных лав длиной 250–400 метров, что позволяет существенно сократить объемы подготовительных работ.

Опыт  эксплуатации забойных скребковых конвейеров подтвердил их высокую эффективность и, в то же время, выявил проблемы, связанные с затрудненным запуском загруженных конвейеров и  недостаточной надежностью редукторов и электродвигателей.[1] Чаще всего отказы в работе конвейера происходят из-за неисправностей тягового органа, а также во многом эти проблемы связанны с недостаточной изученностью переходных процессов пуска. Исследование режимов пуска и резкого торможения цепи имеет наибольшее практическое значение, так как именно в этих режимах формируются самые значительные динамические усилия, определяющие исходные данные для прочностных расчетов.

Пусковые режимы многоприводных конвейеров предусматривают определенную последовательность включения электродвигателей головного и хвостового привода на первую и вторую скорость. В данной работе рассматривается пуск двухскоростного трёхприводного скребкового конвейера на первую (низкую скорость НС).

Целью настоящей работы является повышение эффективности эксплуатации двухскоростных трёхприводных забойных скребковых конвейеров за счёт разработки оптимального алгоритма их запуска, обеспечивающего равномерное распределение нагрузки между приводами.

Для оптимальной адаптации режима пуска двухскоростных трёхприводных скребковых конвейеров к работе в заданных условиях используется разработанная ДонНТУ математическая модель, которая позволяет исследовать процесс формирования пусковых нагрузок в приводах и тяговом органе.[2]

Расчётная схема конвейера включает три приводных электродвигателя. Два из них установлены на головном приводе (включаются одновременно) и один на хвостовом приводе. При составлении схемы использовано представление тягового органа с грузом в виде совокупности конечных элементов, обладающих упругими, диссипативными и инерционными свойствами.[1]

На рис. 1. в качестве примера приведены диаграммы процесса пуска по оптимальному алгоритму загруженного на всю длину конвейера КСД27 длиной 300 м, транспортирующего горную массу вверх под углом 15º. Погонная масса груза на полотне конвейера принималась q=60 кг/м. На рисунке приняты обозначения следующие обозначения: М_rх, М_rg – приведенные к электродвигателю моменты в редукторе, соответственно, хвостового и головных приводов которые включаются одновременно; I_х, I_g – токи электродвигателей хвостового и головных приводов. Как видно из рисунка, нагрузка между приводами, при запуске конвейера на низкую скорость с найденным оптимальным значением ∆t₁, распределяется равномерно.

Рисунок 1 – Диаграмма изменения токов и моментов в приводах при запуске по оптимальному алгоритму: Х₁-(∆t₁=-0.42)-Г₁₁-Г₁₂  трёхприводного конвейера длиной 300 м

Х₁ – запуск хвостового электродвигателя на НС, через ∆t₁=-0,42 с. Знак «─» показывает в какой последовательности включались двигатели (первым – головной, вторым – хвостовой.)

Г₁₁, Г₁₂ – запуск головных электродвигателей на НС.

Проводилась серия вычислительных экспериментов, в результате которых были установлены параметры алгоритмы запуска на НС для разных факторов, влияющих на значение ∆t₁. Результаты определения оптимальных значений ∆t₁ приведены на рис. 2 и3. Используя эти результаты, можно для разных условий эксплуатации оценить требуемое оптимальное значение задержки времени Δt_1.  

Рисунок 2 – График зависимости оптимального времени задержки ∆t₁ от длины конвейера.

Например, из рис. 2 следует, что для конвейера длиной 300 м, транспортирующего горную массу по горизонтали, оптимальное значение Δt₁ составляет 0,28 с, а при транспортировании вверх под углом 15º ∆t₁=-0,4 с.

Следует, отметить, что приведенные результаты относятся только к рассмотренному случаю, когда погонная масса груза на полотне конвейера равна 60 кг/м. При другой степени загрузки конвейера рациональные значения  времени задержки Δt₁ могут существенно отличаться от приведенных на рис. 2.

Из рис.3, видно, что для конвейера длиной 300 м, транспортирующего горную массу по горизонтали при q=120 кг/м, оптимальное значение Δt₁ составляет 0,5 с, а при транспортировании вверх под углом 15º ∆t=-0,45 с.

Рисунок 3 – График зависимости оптимального времени задержки ∆t₁ от погонной массы груза q

Вывод: При запуске двухскоростных трёхприводных скребковых конвейеров основным параметром, определяющим степень неравномерности распределения нагрузки между приводами, является задержка времени ∆t₁ между запусками хвостового и головных приводов. Значение ∆t₁ зависит от длины, степени загруженности и угла транспортирования конвейера.

Дальнейшее направление работы: исследование и оптимизация параметров алгоритма запуска конвейера на вторую (высокую) скорость.

Список литературы

          1 Моделирование и анализ переходных процессов в многоприводном скребковом конвейере с двухскоростными асинхронными электродвигателями: Отчет / ООО "Технопарк ДонГТУ "УНИТЕХ"; руководитель В.П. Кондрахин. – Донецк, 2005.

      2. Оптимизация алгоритма пуска многоприводных  двухскоростных забойных конвейеров. Кондрахин В.П., ДонНТУ, Стадник Н.И. //  Уголь Украины-2011-С 47-50