Авторы: Будишевский В.А., Сулима А.А.
Источник: Современные проблемы техносферы и подготовки инженерных кадров. Сборник трудов IV Международной научно–методической конференции в г. Хаммамет с 28 октября по 6 ноября 2010. – Донецк: ДонНТУ, 2010. – С. 278–281.
Будишевский В.А., Сулима А.А., Теоретические основы и расчет транспорта энергоемких производств. Правильный выбор и расчет транспортного оборудования, а также его сочетание в схеме транспорта, позволит снизить затраты ручного труда, повысить его производительность и, в конечном итоге, снизить стоимость транспортирования грузов.
Осуществление прироста добычи и переработки угля можно обеспечить в основном за счет повышения производительности труда. Путь к этому – внедрение высокопроизводительной выемочной и транспортной техники, улучшение использования производственных мощностей. Одной из важнейших проблем является дальнейшее развитие и совершенствование внутришахтного транспорта, относящегося к числу основных звеньев технологического комплекса производственных процессов угольной шахты.
Правильный выбор и расчет транспортного оборудования, а также его сочетание в схеме транспорта, позволит снизить затраты ручного труда, повысить его производительность и, в конечном итоге, снизить стоимость транспортирования грузов.
В настоящее время отсутствуют литературные источники с примерами решения задач выбора параметров транспортного оборудования (подобный сборник задач был издан свыше 35 лет назад), поэтому актуальность издания работы очевидна.
Методически учебное пособие построено следующим образом: по каждому излагаемому вопросу вначале даны краткие теоретические положения к отдельным задачам, приведены необходимые справочные материалы, а затем показана последовательность решения задач по выбору и расчету транспортного оборудования.
Теоретически учебное пособие охватывает все основные разделы шахтного транспорта, изучаемые студентами горных специальностей в соответствии с учебными планами:
В последнем разделе пособия приведен пример проектирования схемы транспорта шахты.
Задачник предназначен для студентов горных специальностей и может быть использован проектировщиками и инженерно-техническими работниками угольной промышленности.
Коэффициент учитывает наличие в струе материала цепей и скребков, а также порционность волочения. Например, для горизонтальных забойных конвейеров обычно принимают 0.6. Причем, на значения данного коэффициента влияет изменение угла установки конвейера. Например, при доставке материала вниз под углом -10° и ниже наступает режим сплошного волочения, т.е. перемещение груза осуществляется не порциями, а сплошной массой, и заполнение рештаков увеличивается.
Обычно для серийных конвейеров их максимальная теоретическая производительность, определяемая приемной способностью желоба, приводится в технической характеристике.
Пример. Конвейер СП-63 имеет основную скорость движения цепи 0,8м/с. При установке сменной пары зубчатых колес в редукторе возможно повышение скорости движения цепи до 1,12 м/с. Как изменится при этом максимально возможная производительность конвейера?
Ответ: Возрастает в 1,4 раза.
Решение. Поскольку рассматривается конвейер без изменений в ставе, то для одного и того же типа груза отношение значений максимально возможных производительностей равно отношению значений скорости движения тяговых цепей. Следовательно, при переходе со скорости 0,8 м/с на скорость 1,12 м/с производительность конвейера возрастает в 1.12/0.8 раза.
Сопротивления движению тяговой цепи на прямолинейных участках складываются из сил вредных сопротивлений и продольной составляющей сил тяжести материала и тягового органа (сил полезных сопротивлений движению).
При движении цепи по отклоняющим и приводным звездочкам появляются дополнительные статические сопротивления, определяемые силами сопротивления движению при изгибе цепи, сопротивлениями от трения цепей о звездочку, а также сопротивлениями от трения в подшипниковых узлах звездочки.
Обход контура начинается от точки сбегания тягового органа с приводного барабана или от точки наименьшего натяжения тягового органа на установке. При этом величина первоначального натяжения, сообщаемого натяжным устройством, выбирается по условиям нормальной эксплуатации конвейера: отсутствию пробуксовки ленты на приводном барабане и чрезмерного провисания ее на грузовой ветви.
По условию наибольшей экономичности наилучший тип рельса должен соответствовать наименьшим затратам на содержание пути. Применение легких рельсов, хотя и удовлетворяющих условиям прочности, приводит к увеличению расходов. Чем больше грузооборот, тем интенсивнее накопление остаточных деформаций и износ пути, тем выгоднее применять более тяжелые рельсы. Эти расчеты достаточно сложны и трудоемки, поэтому для выбора типа рельсов по наибольшей экономичности следует пользоваться нормами технологического проектирования предприятий, в соответствии с которыми, в магистральных выработках (околоствольные дворы, квершлаги, групповые штреки) следует принимать рельсы массой 33/38 кг/м;
При движении вагонеток по горизонтальным закруглениям рельсового пути появляется центробежная сила, которая создает дополнительное давление колес на наружную рельсовую нить. Вследствие этого рельсы наружной нити изнашиваются быстрее, возникает отбой рельсов или увеличение напряжения в них, снижается поперечная устойчивость вагонетки. Для исключения или, по крайней мере, снижения вредных воздействий центробежной силы наружные рельсы в горизонтальных кривых возвышаются над внутренними.
Переходные кривые служат для обеспечения такого перехода от прямого пути к круговому с радиусом R, чтобы появляющиеся в кривой дополнительные силы не возникали внезапно. На переходной кривой должны быть осуществлены полностью отвод возвышения наружного рельса и отвод уширения колеи. Длина переходной кривой по условию отвода возвышения наружного рельса
Учебными заведениями, осуществляющими подготовку специалистов для промышленности, накоплен большой опыт в методике изложения курсов, связанных с транспортированием различных грузов. Большое внимание уделяется вопросам теории транспортирования, расчета и конструирования транспортных машин и комплексов, методам их использования и обслуживания.
Однако материал разрознен, и ознакомление с ним требует обращения помимо учебников к различным литературным источникам, что создает затруднения и неудобства для учащихся. Кроме того, практические навыки по определению параметров транспортирования грузов, оптимальному выбору типа транспортных машин и их эксплуатационных характеристик, а также составлению транспортной системы в целом, как правило, приобретаются учащимися во время самостоятельной работы над изученным теоретическим материалом.
Настоящее учебное пособие ставит своей задачей оказать помощь учащимся в практическом освоении вопросов выбора параметров транспортного оборудования и создания транспортных систем.
В качестве базовой модели транспортной системы выбран внутришахтный транспорт, как наиболее важная составляющая технологического процесса предприятия с высокой энергоемкостью производства.
Краткие теоретические положения, предшествующие практическим задачам, представленным в книге, в достаточной мере разъясняют принципы и методики их решения. Задачи расположены по возрастающей сложности, что позволяет учащимся, постепенно переходя от решения простых к более сложным, накапливать практический опыт и сознательно осуществлять выбор оптимальных параметров и видов транспортного оборудования.
Теоретические положения и методики решения задач, приведенные в настоящей работе, отражают современное состояние транспортной науки. Они могут быть использованы для решения задач перемещения грузов не только в угольной, но и в других отраслях промышленности, где в технологических процессах используется транспортирование насыпных и массовых грузов. В связи с этим, в книге сознательно не приводятся описания конструкций и принципа действия транспортных механизмов и машин из-за большого числа их разновидностей. Эти материалы могут быть почерпнуты учащимися из учебников, справочников, лекционных и лабораторных курсов по соответствующим дисциплинам.
Все замечания и пожелания по содержанию настоящего учебного пособия просим направлять на кафедру горнозаводского транспорта и логистики Донецкого государственного технического университета.
1. Гірничі машини для підземного видобування вугілля: Навч. посіб. для вузів/ П.А. Горбатов, Г.В. Петрушкін, М.М. Лисенко, С.В. Павленко, В.В. Косарев; Під заг. ред. П.А. Горбатова.–2–ге вид. перероб. І доп. – Донецьк: Норд Комп'ютер, 2006. – 669с.:іл.
2. Oбладнання очисних вибоїв вугільних шахт/ Укл. В.П. Кондрахін, М.І. Стаднік, Г.В. Петрушкін, М.М. Лисенко. – Донецьк: ДонНТУ, 2008. – 90с.
3. Выбор средств механизации очистных работ и определение рационального режима работы выемочного комбайна: (Учеб. Пособие по самостоятельной работе студентов специальности 090301 "Разработка месторождений полезных ископаемых) /Сост.: В.П. Кондрахин, Г.В, Петрушкин, Н.М.Лысенко. – Донецк: ДонНТУ, 2003.– 28 с.
4. Методика оценки и классификация показателей разрушаемости угольных пластов основных бассейнов СССР. Часть II. Классификация показателей разрушаемости угольных пластов. – Москва: институт горного дела А.А.Скочинского, 1978 – 10с.
5. Cистема стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Структура и правила оформления. ГОСТ 7.32–91 (ИСО 5966–82) Издание официальное. Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам. – Москва, 1992 г.
6. Стандарти України. Покажчик: У 7–ми томах/ Укладачi: Ковальова I.В., Павлюкова В.А.; за заг. ред. Iванова В.Л. – Львiв: ПП "Науково–технiчний центр "Леонорм – Стандарт", 2010. – Т3 – 280 с. – (Серiя "Нормативна база підприємства").
7. Государственный стандарт Украины. Документация. Отчеты в сфере науки и техники. Структура и правила оформления. ДСТУ 3008 – 95. Издание официальное. /Сост: А. Стогний, чл.–кор. НАН Украины (руководитель разработки); Н. Шокол, – Киев – 96 г.