Динамічні характеристики стрічкового конвеєра та способи їх оцінки - Автореферат

Цим пояснюється актуальність досліджень, що направлені на підвищення стійкості стрічки через зменшення динамічних навантажень, збільшення довговічності стиків, зменшення сегрегації матеріалу, що транспортується, зниження пошкоджень стрічки від порізів кусками абразивного матеріалу і т. ін. Зазначене викликає необхідність розробки досконалих методів оцінки динамічних характеристик стрічкового конвеєра як гірничої машини, на основі яких можливе формування необхідних режимів його роботи. В існуючих методиках розрахунку стрічкових конвеєрів, як правило, електромеханічна система розглядається як сукупність жорстких тіл: двигун, вали, редуктор, муфти, барабани, стрічка. уточнення аналітичних залежностей, що описують динамічні характеристики конвеєра з урахуванням особливостей приводу та розподілених параметрів конвеєрної стрічки; визначення долі тягового зусилля і потужності, що витрачається на розбіг конвеєра, обумовлених саме розподіленістю параметрів конвеєрної стрічки; на основі різниць швидкостей у характерних точках стрічки дістали подальший розвиток закономірності зміни тягового зусилля, що передається приводними барабанами конвеєрній стрічці, та його втрат в гілках стрічки, які вирізняються тим, що швидкості визначаються комплексно на основі залежностей, які враховують розподілені за довжиною властивості стрічки, втрати динамічного зусилля в кінематичній схемі приводного барабана, його параметри, потенційну і внутрішню енергію замкнутого контуру на дільниці робочого проковзування стрічки.Під динамічними характеристиками в роботі мається на увазі режимні параметри конвеєра, які змінюються за певний час в пускових режимах, а саме: - тягове зусилля конвеєра; його статичну та динамічну складові, а також компоненти динамічної складової; (під компонентами динамічної складової тягового зусилля в роботі названо динамічне зусилля жорсткої системи та динамічне зусилля, обумовлене розподіленістю параметрів тягового органа); тягове зусилля, що передається приводними барабанами стрічці; потужність, яка витрачається на розбіг конвеєра; її статичну та динамічну складові, а також компоненти динамічної складової (під компонентами динамічної складової потужності названо потужність, обумовлену динамікою жорсткої системи, та потужність, обумовлену динамікою системи внаслідок розподіленості параметрів її стрічки). Під приводним барабаном у даній роботі названо комплекс елементів конвеєра - двигун, редуктор, поєднуючі муфти і саме приводний барабан; під коефіцієнтом корисної дії (ККД) приводного барабана мається на увазі добуток ККД його елементів. В існуючих режимах роботи стрічкових конвеєрів, обладнаних асинхронним двигуном з фазним ротором, через розподіленість параметрів тягового органа в стрічці додатково виникають згасаючі коливання тягового зусилля.Залежності, які отримані для конвеєра при постійній величині прикладеного рушійного зусилля і для режиму з обмеженням ривка та прискорення, для поліпшеної квадратичної інтегральної оцінки відхилення швидкості в системі з розподіленими параметрами тягового органа від швидкості жорсткої системи відрізняються тим, що в них виявлені складові, зумовлені розмірністю системи і характером прикладеного зусилля; що не характеризують коливальність процесу; запропоновані способи виключення їхнього впливу в режимі пуску. Аналітичні закономірності та математичні моделі, що отримані для оцінки динамічного зусилля стрічкового конвеєра режимі, його складової, (обумовленої розподіленими параметрами стрічки), швидкості конвеєра та активної потужності, яка витрачається на розбіг системи, а також її компоненти відрізняються від існуючих тим, що враховують розподілені особливості стрічки та параметри приводного барабана. На прикладі стрічкового конвеєра ПІВГЗКА ЗКТ встановлено, що доля динамічного тягового зусилля, обумовлена розподіленими параметрами за довжиною конвеєра, складає 32 % від усієї величини динамічного тягового зусилля; доля потужності через розподіленість стрічки складає 22 % від витрат потужності, обумовлених всією динамікою конвеєра при пуску. Закономірності, що встановлені для визначення тягового зусилля, що передається приводними барабанами конвеєрній стрічці, та його втрат у головній і порожній гілках стрічки враховують розподілені параметри стрічки, втрати динамічного зусилля в кінематичній схемі приводного барабана, його параметри, а також потенційну та внутрішню енергію замкнутого контуру конвеєра на дільниці робочого проковзування стрічки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється в дослідженні динамічних характеристик стрічкових конвеєрів. Основні теоретичні й експериментальні висновки з роботи зводяться до наступного: 1. Залежності, які отримані для конвеєра при постійній величині прикладеного рушійного зусилля і для режиму з обмеженням ривка та прискорення, для поліпшеної квадратичної інтегральної оцінки відхилення швидкості в системі з розподіленими параметрами тягового органа від швидкості жорсткої системи відрізняються тим, що в них виявлені складові, зумовлені розмірністю системи і характером прикладеного зусилля; що не характеризують коливальність процесу; запропоновані способи виключення їхнього впливу в режимі пуску.

2. Аналітичні закономірності та математичні моделі, що отримані для оцінки динамічного зусилля стрічкового конвеєра режимі, його складової, (обумовленої розподіленими параметрами стрічки), швидкості конвеєра та активної потужності, яка витрачається на розбіг системи, а також її компоненти відрізняються від існуючих тим, що враховують розподілені особливості стрічки та параметри приводного барабана. На прикладі стрічкового конвеєра ПІВГЗКА ЗКТ встановлено, що доля динамічного тягового зусилля, обумовлена розподіленими параметрами за довжиною конвеєра, складає 32 % від усієї величини динамічного тягового зусилля; доля потужності через розподіленість стрічки складає 22 % від витрат потужності, обумовлених всією динамікою конвеєра при пуску.

3. Закономірності, що встановлені для визначення тягового зусилля, що передається приводними барабанами конвеєрній стрічці, та його втрат у головній і порожній гілках стрічки враховують розподілені параметри стрічки, втрати динамічного зусилля в кінематичній схемі приводного барабана, його параметри, а також потенційну та внутрішню енергію замкнутого контуру конвеєра на дільниці робочого проковзування стрічки.

4. На базі виконаних досліджень розроблений методичний посібник "Методика расчета динамики ленточных конвейеров", який прийнятий для використання науковими та проектно-конструкторськими організаціями. "Методика … " відрізняється від існуючих тим, що враховує розподілені за довжиною гнучко-вязкі здібності тягового органа важкого протяжного конвеєра. Це дозволить прогнозувати коливання динамічних характеристик на стадії проектування.

5. У подальших дослідженнях розроблені моделі можуть бути використані для формування величин прикладеного до приводних барабанів рушійних зусиль в адаптивній системі керування конвеєром. Це дозволить формувати його раціональні динамічні режими роботи для зменшення кількості поривів у стрічці за період його експлуатації. Зниження динаміки конвеєрної стрічки знизить енергоспоживання на транспортування сипких вантажів, підвищить термін служби тягового органа і всієї конструкції конвеєра в цілому.

1. Смирнова Н.В. Оценка влияния упругости распределенного тягового органа на процесс управления ленточным конвейером//Гірнича електромеханіка та автоматика. Наук. -техн. зб. НГА України - Дніпропетровськ. -1999. - №2 (61). - С. 195-200.

2. Смирнова Н.В. Вибір критерію оптимізації і оцінка гальмівного режиму важких стрічкових конвеєрів//Відомості Академії гірничих наук України. - Кр. Ріг: Академія гірничих наук України. -1999. - № 1. - С. 27-29.

3. Смирнова Н.В. Интегральная оценка влияния упругости тягового органа конвейера на динамику скорости его разгона (торможения)//Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: Сборн. научн. тр. КТУ. - 1998, - №62, - С. 45-50.

4. Смирнова Н.В. Способ оценки влияния упругости тягового органа в высокоразмерных объектах при режимах работы конвейера с ограничением рывка и ускорения//Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: Сборн. научн. тр. КТУ. -1998,-№62,-С. 50-55.

5. Савицький О.І., Алистратенко Ю.В., Чубаров В.А., Курганов І.Д., Смирнова Н.В. Основные факторы оценки режимов работы конвейерного транспорта//"Компьютерные технологии в обучении, научных исследованиях и промышленности". - Днепропетровск: Сборн. научн. тр. НГА Украины. - 1998. - С. 106-110.

6. Смирнова Н.В. Методы оценки усилий в кинематической схеме тяжелых ленточных конвейеров//Академический вестник. - Кривой Рог: Международная Академия компьютерных наук и систем. -1998. -№ 2. - С. 26-34.

7. Трегубов В.А., Смирнова Н.В. Оцінка впливу гнучкості тягового органа конвеєра на швидкість його руху в нестаціонарних режимах//Труди пятої наук. -техн. конф. "Контроль і управління в складних системах" (КУСС - 99). - Том 3. - Універсум - Вінниця. - 1999. - С. 16-20.

8. Назаренко В.М., Савицький О.І., Гвоздік В.С., Назаренко М.В., Тиханський М.П., Єфіменко Л.І., Курганов І.Д., Смирнова Н.В., Прохорець С.А., Мякушин М.В. Системы управления технологическими механизмами для получения железорудного концентрата, отвечающего требованиям современного уровня//Сборн. научн. тр. 2-го междунар. симпозиума "Оперативный контроль и управление качеством минерального сырья при добыче и переработке". - Ялта: Академия горных наук Украины. 1999. - С. 47-50.

9. Смирнова Н.В. Структура управления ленточными конвейерами для снижения динамики в ленте в нестационарных режимах с учетом устройств плавного пуска//Сборн. научн. тр. 2-го междунар. симпозиума "Оперативный контроль и управление качеством минерального сырья при добыче и переработке". - Ялта: Академия горных наук Украины. -1999. - С. 199-202.

Смирнова Н.В. Вопросы управления ленточными конвейерами для снижения динамики в гибком тяговом органе в нестационарных режимах// Академический вестник. - Кривой Рог: Международная Академия компьютерных наук и систем. - 1999. - №3. - С. 58-66.

Особистий внесок автора в роботи, написані у співавторстві: /5/ - наукова ідея, розробка математичної моделі інтегральної оцінки відхилення швидкості стрічкового конвеєра з урахуванням розподілених за довжиною параметрів стрічки в порівнянні з жорсткою системою;

/7/ - наукова ідея оцінки впливу гнучкості тягового органа конвеєра на швидкість його руху в пускових режимах, ъї формування;

/8/ - запропоновані технічні рішення по визначенню динамічних характеристик для плавного пуску стрічкових конвеєрів.