Автоматическая стабилизация тяговой способности ленточного конвейера

Ленточные конвейеры являются в настоящее время основным средством непрерывного транспорта на шахтах и рудниках. В угольных шахтах рост нагрузок на очистной забой, происходящий благодаря совершенствованию технологий и применению высокопроизводительных механизированных комплексов и струговых установок, концентрации горных работ, совершенствованию схем вскрытия и подготовки, обусловил широкое применение конвейеров для транспортирования угля и сланца от очистных забоев.

Эффективность использования ленточных конвейеров определяется сроком службы лент и надежностью узлов конвейера в сложных условиях горнодобывающих предприятий.

Долговечность конвейерных лент в наибольшей степени зависит от свойств транспортируемого груза, от уровня динамических нагрузок, которые она испытывает в загрузочном пункте и при движении по роликоопорам. Одним из важных факторов является также отсутствие регулярных явлений проскальзывания ленты по приводным барабанам.

В настоящее время этим вопросам уделяется недостаточное внимание. Динамические процессы в ленточных конвейерах, в особенности во время пуска, могут привести к неустойчивой работе привода конвейера, связанной со срывом сцепления, частичной или полной пробуксовке ленты по приводному барабану. Пробуксовка недопустима по причинам, связанным с изнашиванием футеровки барабана и нерабочей обкладки ленты, нагревом барабана и снижением коэффициента сцепления тягового органа с ведущей конструкцией. Все это в итоге не только приводит к аварийным ситуациям, но и может стать причиной возникновения пожаров.

Разработка натяжных устройств, позволяющих автоматически поддерживать соотношение натяжений ленты в точках набегания и сбегания на приводном барабане и сравнивать его с тяговым фактором, позволит во многих случаях исключить пробуксовку.

Таким образом, одним из наиболее актуальных направлений исследований является поиск и научное обоснование новых конструктивных решений систем и устройств автоматического регулирования натяжения конвейерной ленты.

При непрерывном регулировании скорости ленточного конвейера, натяжение на приводном барабане постоянно изменяется.

Анализ [1] показал, что соотношение между натяжениями на набегающей и сбегающей ветвях не отвечают соотношению Эйлера, что приводит к пробуксовке ленты. Соотношение Эйлера имеет вид:

где S4 – натяжение на грузовой ветви, S1 – натяжение на порожней ветви.

Устранение пробуксовки возможно за счет изменения этих натяжений.Таким образом, используя грузовое натяжное устройство и регулируя перемещение каретки натяжного устройства, мы добиваемся выполнения соотношения Эйлера.

Управлять натяжением набегающей и сбегающей ветвей ленты можно изменяя положение каретки натяжного устройства. Для реализации этого в систему управления скоростью введен контур стабилизации тяговой способности привода.

На рисунке 2 приведена структурная схема стабилизации погонной нагрузки движения ленты конвейера со стабилизацией тяговой способности привода.

Управление натяжением ленты возможно при стабилизации, следовательно, необходимо определить натяжение в характерных точках конвейера.

Натяжение в точках набегания и сбегания на приводной барабан определяются на основании измерений деформаций различных участков конвейерной ленты, которые вызваны изменением усилий в ленте.

Для определения связи между деформацией и натяжением в заданных точках выполнено тарирование ленты конвейера. Cогласно процедуре тягового расчета, выполняемого методом обхода по контуру, при котором усилие в каждой следующей точке равно сумме усилия в предыдущей точке и сопротивления движению участка между этими точками, определены натяжения S1 и S4: