Засідко Андрій Станіславович

Электротехнічний факультет

Кафедра гірничозаводського транспорту і логістики

Спеціальність “Електромеханічне обладнання енергоємних виробництв”

Дослідження і розробка живильника нового технічного рівня підвищеної ремонтопридатності для вивантаження корисної копалини з бункерів шахтних транспортних ліній

Науковий керівник: к.т.н., проф., академік Підйомно–транспортної академії наук України Скляров Микола Андрійович

Реферат на тему випускної роботи

Актуальність теми

Характерною рисою сучасних шахт є концентрація робіт і підвищення навантажень на очисних вибоях. Сучасні вуглевидобувні комплекси забезпечують високу продуктивність очисних вибоїв, а транспортування гірської маси по виробленнях від лав до скіпового столу здійснюється сучасними високо надійними конвеєрами.

На пути прохождения угля от лавы до скипового ствола угль много раз может проходит через разнообразные аккумулирующие емкости: бункера, скаты, воронки и прочие. Разгрузку горной массы из емкости в осуществляется питателями. В процессе разгрузки горной массы много раз возникают простой питателей из–за не исправности в пуске аппаратуры, повреждений силовых и контрольных кабелей, отказов приводного электродвигателя и др.

Найближче завдання вчених, проектувальників й експлуатаційників — забезпечити стійкий темп розвантаження гірської маси з ємності, що акумулюють, шляхом підвищення ремонтопридатності живильника й недопущення змушених простоїв добычных ділянки й піднімальної машини через живильник, які пов'язані з відмовами електроустаткування.

Живильник — це пристрій для рівномірної подачі не липкою, сипучої гірської маси з бункерів, завантажувальних лотків, магазинів й інших завантажувальних пристроїв до транспортуючих і переробних машин.

Стійкий темп розвантаження й недопущення простоїв можливо досягти виконанням комплексу технічних заходів:

— використанням резервного електродвигуна, що кинематически пов'язаний зі швидкохідним валом приводного редуктора живильника;

— запуском резервного електродвигуна від резервного магнітного пускача, що підключений до мережі;

— забезпеченням автоматичного включення резервного двигуна при відмові робітника;

— наявністю світлової індикації, яка б сигналізувала про включення кожного електродвигуна.

Таким чином, розробка конструктивної схеми живильника підвищеної ремонтопридатності є актуальним завданням, рішення якого дуже необхідно для високопродуктивних шахт.

Мета й завдання досліджень

Метою сучасної наукової праці є дослідження й розробка живильника нового технічного рівня. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні основні завдання:

— виконати аналіз існуючих конструкцій живильників з визначенням їхніх переваг і недоліків при експлуатації в умовах шахти, і визначити їхній технічний рівень;

— побудувати морфологічну карту живильників, вибрати й обґрунтувати варіант конструкції живильника із загального числа, які найбільше застосовуються в умовах шахти;

— розробити конструктивну схему живильника й конструктивні засоби підвищення його ремонтопридатності;

— виконати необхідні прочностные розрахунки додаткових елементів проектованого живильника;

— виконати розрахунки ремонтопридатності живильника;

— виконати розрахунок економічного ефекту від використання живильника підвищеної ремонтопридатності.

Класифікація живильників

Живильники розділяються на 2 групи:

1. Пристрої аналогічні деяким типам конвеєрів, але, на відміну від них, мають невелику довжину й підвищену потужність двигуна приводу. Розрізняють наступні види живильників, що ставляться до цієї групи:

— стрічкові живильники;

— пластинчасті живильники;

— гвинтові (шнекові) живильники;

— хитні живильники;

— вібраційні живильники.

2.Пристрою не прототипи, що мають, серед конвеєрів. До цієї групи живильників ставляться:

— барабанні живильники;

— дискові живильники;

— ланцюгові живильники;

— пневматичні гвинтові живильники.

Стрічкові живильники призначені для рівномірної подачі сухих матеріалів з насипною вагою до 2,8 т/м³ у машини й транспортуючі пристрої. Застосовуються на підприємствах гірської, металургійної промисловості; на лініях по випуску сухих будівельних сумішей і т.п. У стрічкових живильниках подача сухих матеріалів здійснюється за допомогою стрічки, що приводиться в рух від електродвигуна через ланцюгову передачу або редуктор. стрічка, Що Рухається, що доставляє матеріал до транспортуючих або переробних машин, розташовується прямо під бункером з якого сиплеться матеріал. Кількість матеріалу, що подається живильником регулюється спеціальною заслінкою, а також швидкістю руху стрічки.

Пластинчасті живильники призначені для транспортування й рівномірної подачі сипучих матеріалів гірничо–збагачувального виробництва з однієї ємності (бункера, лійки) в інші ємності, у робочі машини або на склади. Полотно живильника, як правило, являє собою сталеву шарнірну конструкцію, що є складовою частиною транспортера для подачі сипучого матеріалу в кар'єрах і на збагачувальних фабриках.

Гвинтові (шнекові) живильники являють собою трубу або жолоб, у якій розміщений робочий орган — гвинт. Обертовий стрижень, поміщений у горизонтальний або похилий жолоб, переміщає сипучий або мелкокусковой вантаж уздовж жолоба. Регулювання продуктивності виробляється збільшенням швидкості обертання гвинта. Шнекові живильники призначені, в основному, для безперервної й рівномірної подачі сипучого матеріалу. Область застосування — комплектування промислових установок і технологічних ліній із заданим дозуванням матеріалу.

Хитні живильники є машинами безперервного транспортування, робочим органом якої є лоток, що робить зворотно–поступальні рухи, призначеними для рівномірної подачі не липких, сипучих матеріалів з бункерів, лійок й інших ємностей у технологічні машини або транспортуючі пристрої.

Вібраційні живильники призначені для рівномірної подачі не липких сипучих матеріалів для установки під бункерами на горизонтальних ділянках як завантажувальні пристрої або дозаторів. Доставка матеріалу по робочому органі, що є круглою трубою відбувається за рахунок її коливальних рухів.

Барабанні живильники застосовуються як для подачі добре сипучих, зернистих і дрібних–кускових вантажів, так і для крупнокусковых вантажів. Для подачі добре сипучих, зернистих і дрібних–кускових вантажів живильники мають гладку внутрішню поверхню барабана, а для подачі крупнокусковых вантажів - ребристу поверхню.

Дискові (тарілчасті) живильники застосовуються для сипучих вантажів. Дискові живильники постачені завантажувальним пристроєм, з якого вантаж попадає на обертовий навколо вертикальної осі диск і скидається з його нерухомо закріпленим шкребком. Швидкість обертання диска вибирається такий, щоб скидання вантажу не відбувалося під дією відцентрової сили.

Ланцюгові живильники, застосовувані для крупнокусковых вантажів, мають так звана ланцюгова завіса, що перекриває випускний отвір бункера. При обертанні приводного барабана ланцюга притискають до лотка шар вантажу, регулюючи швидкість його ковзання.

Пневматичні гвинтові живильники (каньйон–насоси) застосовують для подачі сипучих матеріалів, що порошать, і від звичайних гвинтових живильників. відрізняються тим, що на виході матеріал захоплюється й транспортується струменем повітря.

Вибір живильника на базі многокритериального аналізу

Завдання вчених, проектувальників й експлуатаційників — забезпечити стійкий темп розвантаження гірської маси з ємностей, що акумулюють, шляхом підвищення ремонтопридатності живильника й недопущення змушених простоїв добычного ділянки й піднімальної машини через живильник, пов'язаних з відмовами електроустаткування. Це можна досягти виконанням комплексу технічних заходів:

— уикористанням резервного електродвигуна, кинематически пов'язаного зі швидкохідним валом приводного редуктора живильника;

— здійснення харчування резервного електродвигуна від резервного магнітного пускача, підключеного від мережі;

— забезпечення автоматичного включення резервного двигуна при відмові робітника;

— наявністю світлової індексації, що б сигналізувала про включення кожного електродвигуна.

Таким чином, розробка конструктивної схеми живильника підвищеного технічного рівня є актуальним завданням, рішення якого досить необхідно для високопродуктивних шахт.

Вибір раціональної конструкції живильника підвищеного технічного рівня можна зробити шляхом порівняння живильників з моделлю фіктивного еталонного живильника, що має найбільш високі властивості (параметри), досягнуті в різних типах живильників.

Оцінку технічного рівня живильників з обліком їхнього функціонального забезпечення можливо здійснювати за методикою.

Відповідно до цієї методики можливо розрахувати технічні рівні живильників різноманітних конструкцій і вибрати найкращу.

Комплексний показник технічного рівня живильника визначається в такому порядку.

1. Визначаються "питомі показники" (x_ij), які виходять відношенням приватних показників (b_ij) до основного технічного параметра живильника (λ_i), за який рекомендується приймати один з показників призначення.

2. Для визначення базових значень "питомих показників", значення "питомих показників" (x_ij) заносять у таблицю–матрицю:

де n — кількість приватних показників, прийнятих для оцінки технічного рівня живильника;

m — число живильників у розглянутій сукупності.

За значення "базових питомих показників" (x_iб) приймають максимальні значення питомих показників, які вибирають із кожного стовпчика таблиці-матриці.

 де {x_iб} — динамічна модель фіктивної еталонної машини, що має найбільш високі властивості, уже досягнутими в різних машинах.

3. Визначаються технічні рівні j — ої машини за приватними показниками визначається по формулі:

         Для базової конструкції живильника

4. Визначають долю участі (m_ij) частки показника в їхній загальній сумі при n обраних показниках і коефіцієнт участі (φ_ij) кожної частки показника :

5.Сумарне значення приватних показників технічного рівня jтого живильника (Ψ_j) з урахуванням коефіцієнтів участі визначаємо по формулі:

6. Комплексний показник технічного рівня jтого живильника (Π_j) визначають по формулі:

         Згідно [3] за основний технічний параметр (λ_i) живильника приймаємо його масу , кг.

         Для оцінки технічного рівня були прийняті такі параметри живильника:

В1 — максимальна продуктивність, Q, м³/ч;;

В2 — максимальна крупность шматка матеріалу, що транспортує,а мах, мм;

В3 — ширина (діаметр) грузонесущего органа, м;

В4 — потужність приводу, N, квт.

Визначення технічного рівня живильників визначалися в такому порядку.

Зібрані по каталогах дані про технічні параметри живильників заносимо в табл.1.

      Таблиця 1 — Технічні дані про живильники

      Таблица 2. — Визначення питомих показників X_ij=B_ij/λ_j

      Таблица 3. — Визначення технічного рівня за власними показниками τ_ij=X_ij/B_ij  τ_iб=1

      Таблица 4. — Визначення частки участі показників у загальним кількості m_ij=τ_ij/Στ_ij  m_iб=1/n

      Таблица 5. — проміжна : (1 - m_ij )

      Таблица 6. — Визначення частки участі показників у загальним кількості φ_iб=1

      Таблица 7. — Сумарні значення кожного показника j–го живильника (Ψ_j) з урахуванням коефіцієнтів участі (φ_ij)

      З отриманих результатів розрахунків технічних рівнів живильників різноманітних моделей можливо зробити такий висновок:

— найкращим живильником є "хитний живильник ПК — 10П" (мал.1) , що має П_j= 0,7733;

—цей живильник можливо прийняти як базовий для розробки живильника підвищеного технічного рівня

Живильник має позначення ПК — 10П, где:

П — живильник;

К — хитний;

10 — ширина рухливого лотка, дм;

П — виготовлення Петровського заводу вугільного машинобудування.

Висновок

      З отриманих результатів многокритериального аналізу технічний рівень найбільший у хитного живильника, його ж приймемо для подальшого поліпшення його конструкції. Хитний живильник являє собою машину безперервної дії, робочим органом якого є лоток, що робить зворотно-поступальні рухи. Живильник працює з найбільшою віддачею тільки в тому випадку, коли кількість подаваного матеріалу строго відповідає його перероблювальній спроможності. Зменшення або збільшення цієї кількості негативно позначається на продуктивності машин і може привести до поломки машини. З багаторічного досвіду експлуатації хитних живильників, основною причиною виходу з ладу є перевантаження й відмова електродвигуна. У цьому випадку відбувається простій самого живильника, магістрального стрічкового ковейера й піднімальної машимы, що викликає значні економічні втрати й навіть порушує ритмічність роботи шахти в цілому.

Список джерел

1. Транспорт на горнах підприємствах. Під загальної ред. Проф. Б.А.Кузнєцова. Изд. 2–і, пераб. і доп. — М.: Надра, 1976, 551 с.

2. Григор'єв В.Н., Дьяков В.А., Пухів Ю.С.Транспортні машини для підземних розробок.— М.: Надра, 1984. - 384 с.

3. Методика оцінки якості гірських машин/ Солод В.И., Сычев Л.С., Радкевич Я.М., Лактионов Б.И.—У сб. Наукові основи створення високопродуктивних комплексно–механізованих шахт із обчислювально-логічним керуванням. Під ред. Солоду В.И.-М.:МГИ, 1974, с. 162 - 166.

4. Будишевский В.О., Мухопад Н.Д., Сулима А.А., Кислун В.А. Шахтний транспорт. — Донецьк: тип. "Новий світ", 1997.— 349 с.

5. Транспорт на гірських підприємствах. Б.А.Кузнєцов, А.А.Ренгевич, В.Г.Шорш й ін. — М.: Надра, 1976. — 552

6. Гузенков П.Г. Деталі машин. Підручник для вузів. М. "Вища школа", 1975.

7. Решетов Д.Н. Деталі машин. Підручник для вузів. Изд. 3–і, перероб. М., "Машинобудування", 1975.