«Обоснование рациональной схемы и режимов перемещения ленты при её навеске на конвейер»

1 Введение

Потенциал угля в стране велик, но его надо разумно и эффективно использовать. Мировые тенденции указывают на непрерывное укрепление приоритета угля. В еще большей степени этот вывод относится к Украине, где на долю угля приходится 95,4% всех ресурсов органического топлива котороые находится в недрах земли.

Уголь - основной продукт, технологическое сырье для производства и использования в металлургическом производстве, химической промышленности и энергетике.

Важное место в промышленности занимает транспорт от которого зависит не только себестоимость продукции, но и время через которое готовый продукт будет доставлен потребителю. Всё большее применение находят машины непрерывного действия, среди которых особое место занимают ленточные конвейеры. Наиболее дорогим и вместе с тем наименее долговечным элементом ленточного конвейера является конвейерная лента, стоимость которой составляет свыше половины стоимости конвейерной установки [1].

2 Актуальность. Цель и задачи работы

C появлением более новых и мощных конвейеров возникает проблема навески ленты на эти конвейеры, в основном, особенно это касается конвейеров с резинотросовой лентой. Проведение монтажа ленты на такие конвейеры требует применения специализированного оборудования и разработки схемы навески. Решение этого вопроса приведет к более рациональному подбору оборудования для навески, сократит простои предприятий и обеспечит безопасное ведение работ.

Целью данной работы является: обосновать рациональную схему навески ленты на конвейер с наименьшими трудовыми и экономическими затратами.

Для достижения данной цели поставлены следующие задачи:

1. Изучить схемы монтажа конвейерной ленты.

2. Выполнить расчет процесса движения лены и каната при протягивании ленты по всему ставу.

3. Выполнить расчет процесса движения лены и каната при расположении лебедки вверху.

4. Выполнить расчет процесса движения лены и каната при расположении лебедки внизу.

5. Выполнить выбор каната для проведения монтажа ленты для разных схем.

3 Обзор существующих схем навески

Существует три способа навески ленты: навеска новой ленты с помощью лебедок, навеска новой ленты с помощью лебедок и привода конвейера, навеска новой ленты с использованием старой (замена ленты).

Рулон ленты 1 устанавливается за приводной станцией по оси конвейера (рис. 3.1). Натяжной (концевой) барабан перемещают в крайнее переднее положение. К свободному концу ленты прикрепляют зажим 2, соединяющий ленту канатом 3 с монтажной лебедкой 4, и разматывают ленту по нижним роликам с запасом, достаточным для огибания приводных барабанов [2].

После заводки ленты в приводные барабаны вновь закрепляют зажим и нижнюю ветвь ленты с помощью привода и лебедки 4, создающей предварительное натяжение ленты, растягивают по роликам нижней ветви.

Конец ленты нижней ветви выпускают за концевой барабан, прикрепляют к ленте зажим, соединяющий ленту с монтажной лебедкой 5. Лентой огибают концевой барабан и лебедкой 5 затягивают верхнюю ветвь ленты [2].

Навеска нижней ветви при больших углах наклона (свыше 6°) может быть осуществлена без монтажной лебедки 4. В этом случае после заводки ленты в приводные барабаны к свободному концу ее прикрепляют зажим, соединяющийся с заправочными салазками 6, масса которых достаточна для создания предварительного натяжения у привода конвейера. Разматывание ленты в этом случае на длину, необходимую для огибания приводных барабанов, может быть осуществлено лебедкой 5 с применением обводного блока, закрепленного за приводной станцией [2].

При остановке конвейера лента в обоих случаях должна быть закреплена с помощью зажима 7, установленного перед приводом.

Рисунок 3.1 Навеска ленты при поступлении рулонов к верхней (приводной) части конвейера: а – протягивание ленты по нижней ветви приводом конвейера и монтажной лебедкой; б – протягивание ленты по верхней ветви; в – протягивание ленты по нижней ветви приводом конвейера и заправочными салазками

Замена с помощью старой ленты и привода конвейера (рис. 3.2,а). Заменяемая лента разрезается у натяжного барабана 1, который подвинут в переднее крайнее положение, а над рамой конвейера устанавливают бухту 2 с новой лентой. К свободному концу 3 новой ленты снизу подсоединяют передний конец заменяемой ленты 4, а сверху - задний конец 5. Периодическими включениями привода конвейера новую ленту протягивают через приводной барабан 6, после этого отсоединяют задний конец заменяемой ленты и наматывают ее на барабан специальной лебедки 7 (рис. 3.2,б). В случае невозможности размещения лебедки у конвейера свободный конец заменяемой ленты выводят из помещения и закрепляют на большегрузном автомобиле или тракторе. При этом необходимо соблюдать соответствие скоростей привода конвейера и автомобиля. После полной протяжки новой ленты ее концы стыкуются, а старая лента полностью удаляется с конвейера (рис. 3.2,в,г) [3].

Рисунок 3.2 Навеска ленты с помощью заменяемой

4 Расчет процесса навески ленты на конвейер

В данном разделе приведены расчетные схемы и формулы по которым рассчитываются усилия в ленте и канате при навеске ленты на конвейер. Проводится проверка и выбор каната для монтажной лебедки применяемой в процессе монтажа ленты. Также рассчитывается сопротивление вращению бухты с лентой по мере ее разматывания с барабана.

Рисунок 4.1. Принципиальная схема навески ленты. Рисунок анимирован: gif-анимация, число кадров - 9, число циколв - 5, размер 71 кБ

4.1 Расчет сопротивления движению каната и ленты при протягивании его по всему ставу конвейера

Рисунок 4.2 Расчетная схема

l₁ = l₂ = 10м. L = 600м. β = 18°. Принимаем канат диаметром d=15мм. Разрывное усилие 113,5 кН. Масса 1м каната q_к = 0,86 кг/м. Расчет выполняется по известной методике расчета ленточного конвейера обхода по контуру конвейера.

,

,

.

Во избежание большой стрелы провеса ленты на участке l₁ натяжение в точке S₁ должно быть не менее 2000Н, тогда

Тогда сопротивление движению каната на участке (3-4) составит:

.

Расчет сопротивления движению ленты при протягивании по всему ставу конвейера

Исходные данные: Лента ТК-200 с 5 – ю тканевими прокладками. Разрывная прочность ленты S_р = 108888,8 Н. Масса 1м ленты q_л = 16,2 кг/м.

Сопротивление ленты на участке l₁ и l₂:

.

.

Сопротивление движению ленты на участке холостой ветви конвейера:

По груженой ветви конвейера:

Натяжение ленты в точке сбегания с барабана должно быть не менее 2000Н тогда:

Тогда сопротивление движению ленты на участке (3-4) составит:

.

По этим же формулам рассчитаем натяжение в канате и ленте для следующих схем: при расположении лебедки вверху и при расположении лебедки внизу.

Рисунок 4.3 Расчетная схема

Рисунок 4.4 Расчетная схема

4.2 Расчет сопротивления вращению бухты с лентой

Сопротивление вращению бухты будем рассчитывать по формуле

,

где

G – вес ленты в бухте;

 - масса вращающихся частей бобины, 250кг;

g – 9,81м/с²;

ω – коэффициент сопротивления вращению барабана бухты равный 0,3.

Сопротивление вращению бобины без ленты составит:

.

В зависимости от количества ленты в бухте будет изменятся сопротивление вращению бухты:

.

При присоединении новой бухты изменение натяжения ленты будет повторятся по такой же зависимости.

Проведем расчет изменения массы ленты в бухте через каждые 10м по приведеннрй выше формуле.

4.3 Выбор каната для проведения монтажа конвейерной ленты

Проверяем предварительно принятый канат на прочность для всех рассчитанных возможных вариантов:

,

где  - разрывное усилие каната, Н;

 - запас прочности каната, (=3).

Таблица 4.1 – Максимальные усилия в ленте и канате при навеске ленты по разным схемам.