УДК 622.647.2:62-58
Петрушкевич Р.В., Тупикова Е.Г., Бобита Т.Ю., студенты; Казакова Е.И., проф., д.т.н.
Создание современных мощных высокопроизводительных ленточных конвейеров требует дальнейшей разработки вопросов теории, решение которых позволяет переходить на более обоснованные методы расчета, принимать новые технические решения.
В настоящее время наблюдается некоторый разрыв между современными представлениями о физической сущности процессов, которые происходят при работе мощных ленточных конвейеров, и методами расчетов, общепринятых в инженерной практике. Основная причина этого заключается в сложности проведения широких экспериментальных натурных исследований.
При проектировании ленточных конвейеров необходимо учитывать расчеты переходных процессов при пуске и торможении. В этих расчетах экспериментальные динамические напряжения ленты рассматриваются как основной вопрос. Опасность снижения запаса прочности ленты обусловлена ее перегрузками при пуске и торможении. Для увеличения запаса прочности при проектировании ленту выбирают с учетом характеристик применяемого привода конвейера и его тормозного устройства.
Существующая практика проектирования позволяет выбирать ленту необходимой прочности не только по расчетным максимальным напряжениям в установившемся режиме, но с избыточным расчетным запасом прочности. Применяя современные и дорогостоящие системы привода, которые обеспечивают плавность пуска, существенно уменьшают динамические напряжения, что обеспечивает безопасную эксплуатацию ленты и продлевает срок ее службы. Однако стоимость ленты не снижается.
Разработанная теория и накопленные экспериментальные данные позволяют переходить к дифференциальному выбору запаса прочности ленты как зависимость от характеристик привода, натяжных устройств и параметре трассы конвейера.
Обработка накопленного стохастического материала позволила установить степень влияния, каждого из перечисленных факторов на значение прочности ленты, при коэффициенте детерминации Р=0,94.
Расчет переходных процессов должен обеспечить определение натяжения контура ленты, при котором пуск и торможение конвейера происходит без пробуксовки ленты на приводных барабанах. Экспериментальные динамические напряжения ленты и характеристики привода конвейера связываются с расчетным усилием натяжного устройства.
Если привод обеспечивает плавный пуск конвейера, то расчетное усилие натяжного устройства уменьшается. В этом случае на конвейере можно применить ленту меньшей продольной прочности. В конвейере со сложным профилем определение допустимых радиусов переходных участков производится с учетом дополнительных динамических натяжений ленты при пуске и торможении. Определение времени пуска и торможения конвейера так же входит в расчет переходных процессов. Т.к. непосредственное измерение динамических натяжений ленты вызывает значительные трудности, то время пуска и торможения является единственным фактором, позволяющим оценить соответствие фактических и расчетных характеристик привода.
Анализ волновых процессов лежит в основе расчета переходных режимов. Важнейшим параметром волнового процесса, который возникает при пуске и торможении конвейера, является скорость распространения упругой продольной волны.
Экспериментальные механические испытания образца конвейерной ленты помогли установить зависимость влияния продольной деформации на скорость распространения волны (рис.1). Здесь линия 1 -зависимость при нагруженной ветви, линия 2 - порожняя ветвь, 3 - порожняя ветвь в форме желоба.
Рисунок 1 - Зависимость скорости распространения волны от натяжения.