ОрденаТрудрвого

КРАСМЛ) Знамени

ИНСТИТУТ

ГОРРвОГО

ДЕДА

ммсии

ААйочимсшо

МЕТОДИКА РАСЧЕТА И ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ПРИВОДА ВЫРАВНИВАЮЩИХ БУНКЕР-КОНВЕЙЕРОВ

МОСКВА

1979

Министерство угольной промышленности СССР Академия наук СССР Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Институт горного дела им. А. А. Ско-чинокого

УТВЕРЖДЕНА заместителем начальника Технического управления Минуглепрома СССР И. П. РЕМИЗОВЫМ 25 сентября 1978 г.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА И ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ПРИВОДА ВЫРАВНИВАЮЩИХ БУНКЕР-КОНВЕЙЕРОВ

Москва

1979

уровнем загрузки подбункерного конвейера* При положительных значениях & U (t) осуществляется загрузка бункера, при отрицательных значениях,превышающих по абсолютной величине начальный уровень I, происходит его разгрузка. Диаграмма выполнена для условий трехступенчатого регулирования скорости донного конвейера, что практически возможно осуществить наиболее простым способом путем применения трехскоростного асинхронного двигателя. Первая сту= пень скорости при загрузке устанавливается при & U(t)?Q , переход с первой ступени щ на вторую и со второй на третью происходит при уровнях &U(t}t соответственно обозначенных через Г и 2 по оси ординат. Площадь под кривой &U(t) на участке загрузки пропорциональна объему груза, аккумулированному в бункере, а суммарная площадь заштрихованных участков пропорциональна недоиспользованному объему бункера.

Уровни переключения скоростей при разгрузке выбираются с учетом того, чтобы не было перегрузки подбункерного конвейера. Площадь под кривой &U(t) на участке разгрузки пропорциональна объему груза, который необходимо выдать из бункера на подбункер-ный конвейер для его равномерного заполнения. Суммарная площадь заштрихованных участков пропорциональна объему груза, которым недогружен подбункерный конвейер.

Таким образом, дискретное регулирование скорости донного конвейера приводит, с одной стороны, к недоиспользованию объема бункера, с другой - к недоиспользованию пропускной способности подоункерного конвейера. Кроме того, динамическая нагруженность элементов бункер-конвейера оодьше, чем при бесступенчатом регулировании скорости. Недостатки дискретного регулирования, не позволяющие в полной мере реализовать технологические возможности выравнивающих бункер-конвейеров, перекрывают выигрыш от использования более дешевого привода.

Анализ возможных режимов движения исполнительного органа выравнивающих бункер-конвейеров и опыт создания их за рубежом показывают, что наиболее приемлемым является бесступенчатое регулирование скорости донного конвейера.

3. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВХОДНЫХ ГРУЗОПОТОКОВ ИЗ ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ

Стохастическое изменение забойных грузопотоков во времени предопределило использование для их описания математического

10

аппарата теории случайных процессов. При этом поступление груза из забоя представляется как временной ряд, подверженный нерегулярным флуктуациям. Вследствие того, что грузопотоки относятся к физическим величинам, не имеющим мгновенных значений, а приобретающим смысл лишь в проинтегрированном по некоторому интервалу времени виде, они могут быть представлены дискретными временными рядами.

Предложено [II] исключать из реализации забойных грузопотоков промежутки времени, на которых поступление груза равно нулю, и изучать процесс непрерывного поступления груза и отдельно учитывать простои очистных забоев. Непрерывные забойные грузопотоки являются стационарными в течение больших промежутков времени, так как при однотипных выемочных машинах и примерном постоянстве горно-геологических условий статистические характеристики грузопотоков не изменяются во времени.

Для описания непрерывных забойных грузопотоков используются понятия одномерного закона распределения, математического ожидания и дисперсии. Внутренняя структура, динамика непрерывных грузопотоков выражается во временной области с помощью корреляционной функции, а в частотной - спектральной плотностью.

Забойные грузопотоки относятся к случайным процессам, обладающим эргодическим свойством из-за того, что любая из реализаций осуществляется в результате проявления одних и тех же случай-ных факторов. Подтверждением эргодичности является стремление к нулю корреляционной функции при увеличении разности моментов времени г.

Непрерывные грузопотоки за мерные интервалы времени в I мин и 30 с имеют нормальное распределение [2]. Средние значения и дисперсии минутных забойных грузопотоков могут быть приняты равными соответствующим статистическим характеристикам, полученным для грузопотоков из забоев с аналогичными горно-геологическими и горнотехническими условиями, или рассчитаны по формулам, приведенным в "Основных положениях по проектированию подземного транспорта новых и действующих угольных шахт" [ i] (стр. 12-15).

Исследовано влияние длительности мерного интервала времени на значения статистических характеристик математического ожидания, среднего квадратического отклонения и дисперсии непрерывных грузопотоков [3]. Величины математического ожидания и среднего квадратического отклонения линейно зависят от длительности мер-

11

кого интервала, а дисперсии - нелинейно. При любых мерных интервалах п иш средние квадратические отклонения 6 (аналогично и математические ожидания) связаны соотношением

АП

/

дт дт

С целью получения достоверных динамических характеристик проведены глубокие теоретические и экспериментальные исследования забойных грузопотоков [2, з]. В ранее опубликованных работах [II] длительность базового промежутка времени априорно принималась равной I мин ; при этом в спектральной плотности нельзя установить наличие мощности на частотах с периодом менее 2 мин, а нахождение спектральной плотности производилось без учета того, что для случайного процесса преобразование Фурье от состоятель-ной оценки корреляционной функции не является состоятельной оценкой спектральной плотности, т.е. дисперсия оценки спектральной плотности не уменьшается при увеличении реализации и сама оценка не сходится в статистическом смысле к предельному значению [4].

Реализации забойных грузопотоков за любой базовый интервал времени могут быть получены при помощи измерительного устройства, непрерывно регистрирующего контактным способом площадь поперечного сечения материала на ленточном конвейере [3J. Первичным эле-ментом (датчиком) устройства является реечный планиметр. Площадь поперечного сечения материала фиксируется самопишущим миллиамперметром на диаграммной бумаге. При регистрации грузопотока планиметр устанавливается на ближайшем к заоою участковом конвейере. Объем перемещенного конвейером груза за интервал времени лЪ пропорционален площади под кривой записи сечения материала S^ на участкед?, равном перемещению диаграммной бумаги за этот интервал времени:

где к - коэффициент пропорциональности.

Сглаженные оценки спектральных плотностей Г_с {/) непрерывных грузопотоков, дисперсии которых уменьшены до приемлемых величин, могут быть получены с помощью корреляционного окна cj(t) по выражению

12

Рекомендуется к использованию окно Тьюки:

где R обозначает точку отсечения корреляционного окна.

Получение наиболее точной сглаженной оценки спектральной плотности, когда достигается разумный компромисс между противоречивши требованиями малого смещения и малой дисперсии, возможно при использовании эмпирического метода стягивания окна [4^* Метод заключается в вычислении нескольких оценок сначала для широкой полосы частот окна, а затем для более узких и выборе подходящей оценки.

Известно, что наивысшая частота f , которую можно обнаружить

^и м

из данных, полученных с интервалом отсчета д , определяется по формуле

f = —

J м 2й

Величину мерного интервала времени допустимо принимать равной 5 с, что позволяет обнаружить мощность процесса на частотах до f ъ 0,1 Гц. Анализ построенных сглаженных оценок спектральных плотностей непрерывных грузопотоков показал, что мощность процесса равна нулю на частотах 0,03-0,07 Гц и нет необходимости в интервале менее 5 с.

Для доверительной вероятности <1^95% и доверительного интервала спектральной плотности [0,75 Г {/); 1,4 Г^/^временной ряд должен содержать 1500 значений грузопотока при мерном интервале в 5 с; длительность непрерывного грузопотока составляет при этом 2,08 ч. Реализация длительностью 2,08 ч может быть получена при измерении грузопотока в течение одной рабочей смены продолжительностью 6-7 ч и коэффициенте машинного времени не менее 0,35.

Кривые оценок нормированных корреляционных функций не поддаются интерпретации из-за видимых искажений, что является следствием сильной корреляции соседних значений. Выбор аппроксимирующих корреляционные функции аналитических выражений и определение параметров в этих выражениях предпочтительнее производить путем анализа соответствующих им оценок спектральных плотностей, так как оценки спектра на соседних частотах приближенно независимы и поэтому статистический спектр легче интерпретировать.

13

Статистические оценки спектральных плотш грузопотоков аппроксимируются выражениями вида

(2)

Спектральной плотности вида (2) соответствует корреляционная функция, имеющая вид убывающей экспоненты:

(3)

Время корреляции определяется по выражению

(О

Максимальное время корреляции определяется как интервал, в течение которого корреляционная функция уменьшается до значений, составляющих Ъ% от 1с(о),

4. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ КОРРЕЛЯЦИИ НЕПРЕРЫВНОГО ГРУЗОПОТОКА ИЗ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ

В литературе приводятся значения времени корреляции непрерывных грузопотоков в интервале от 2 до 20 мин. При расчетах возникают затруднения с принятием конкретного значения времени корреляции из указанного выше интервала ввиду большого разнообразия горно-геологических и горнотехнических условий в очистных забоях угольных шахт. Если в случае действующего очистного забоя значение может быть определено непосредственно статистическими исследованиями грузопотока, хотя это дорогостоящий и трудоемкий процесс, то для вновь проектируемых шахт остается принимать сугубо ориентировочное значение параметра корреляции. Поэтому появилась необходимость в методе, позволяющем рассчитывать параметр корреляции .по исходным данным, обычно задаваемым при проектировании шахты.

Из анализа физических процессов очистной выемки следует, что определяющими факторами динамических свойств непрерывного грузопотока, выражаемых корреляционной функцией, являются характер

изменения прочностных свойств угольного пласта вдоль линии очист ного забоя и эксплуатационная производительность выемочной машины.

Прочностные свойства горных массивов, изменяющиеся в пространстве случайным образом [12, 13], описываются корреляционной функцией, по виду совпадающей с выражением (3). Идентичность вида аналитических выражений, присущих корреляционным функциям прочностных свойств массива и забойных грузопотоков,подтверждает предпосылку о тесной зависимости характера изменчивости грузопотока от прочностных свойств угольного пласта. Однако разработка аналитического метода расчета времени корреляции непрерывного грузопотока оказалась возможной вследствие того, что пространство корреляции прочностных свойств угольных массивов (а также массивов калийной соли, глинистых сланцев) оказалось константой, равной 5,5-7 м [12].

Использование константы пространства корреляции прочностных свойств разрушаемого угольного массива позволяет рассчитать время корреляции непрерывного грузопотока из очистного забоя.

Исходными данными для расчета являются:

сменная добыча А_см, т/см; вынимаемая мощность пластаН, м;

ширина захвата исполнительного органа выемочной машины В,м;

средняя плотность угля с прослойками породы в целике

у, ^т/^м ’

продолжительность добычной смены Т, ч; коэффициент машинного времени выемочной машины

Так как время корреляции является осредненным параметром, то оно может быть вычислено исходя из константы пространства кор* реляции прочностных свойств пласта и средней скорости подачи выемочной машины:

(5)

где 1_и - константа пространства корреляции пласта, м;

г^_м - средняя скорость подачи, м/мин.

15

Средняя скорость подачи определяется ПС формуле

Учитывая явление отжима угля около обнаженной поверхности массива, при котором частично нарушаются связи между отдельными

участками массива, константу пространства корреляции прочностных свойств следует принимать равной 5,5 м при комбайновой выемке и I м при струговой выемке, когда происходит разрушение пласта вблизи обнаженной поверхности [I2J.

В табл. I дается расчет времени корреляции непрерывных грузопотоков из трех комбайновых лав (№ 26 шахты "Капитальная" производственного объединения "Интауголь", № 16 шахты № 5 шахтоуправления им.Космонавтов производственного объединения "Донбасс-антрацит" и № 36 шахты "Красный партизан" производственного объе-динения "Свердловантрацит") и приводятся значения времени корреляции, полученные прямыми статистическими исследованиями грузопотоков из этих лав Ъ* [2].

Таблица I

Ном ар лавы Показатели Исходные данные иин гку иин % *'И > т В, и т* т/“3 г, ч 26 800 2,65 0,63 1,26 7 0,56 3,4 3,8 -10,5 16 525 1.3 0,63 м 5 0,5 2,1 9 П +■ 5,0 36 ИЗО 1,72 0,8 It 33 7 0,69 2,6 2,3 +13,0

Близость значений времени корреляции, полученных путем расчета и при непосредственных статистических исследованиях, позволяет сделать вывод о достаточной точности расчетов по предложенной методике.

5. ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРИ ОПРБЩЕЛЕНИИ ПАРАМЕТРОВ СИЛОВОЙ ЧАСТИ ПРИВОДА

Исследование и определение параметров силовой части следящего привода возможно производить отдельно от системы управления ею. Этот подход, известный как принцип изоляции силовой части,

16

наиболее полно сформулирован Н.И.Ратнером [14]. Обоснованность принципа изоляции силовой части аргументируется следующим. Привод в целом должен обеспечивать такое движение исполнительного органа, которое с необходимой точностью воспроизводит управляющее воздействие. При этом требования к силовой части и системе управления с функциональной точки зрения различны. Силовая часть привода должна реализовать скорости и ускорения, обеспечивающие слежение за управляющим сигналом во всем диапазоне изменения нагрузок,' а система управления - требуемую точность слежения. Если силовая часть не позволяет развить необходимые значения кинематических параметров исполнительного органа, то при любой структуре управляющей части невозможно достичь приемлемого функционирования привода. Использование нами принципа изоляции силовой' части позволяет осуществить определение параметров силовой части привода аналитическим путем, исходя непосредственно от известных характеристик управляющих и возмущающих воздействий, и избежать необходимости применять обычный трудоемкий метод проб или последовательных приближений.

Для выбора параметров силовой части принят критерий минимума номинальной мощности двигателя, при которой обеспечивается требуемая подвижность исполнительного органа.

При определении требуемых значений кинематических, динамических и энергетических параметров привода принимается ряд допущений. Не учитываются люфт и упругость механической трансмиссии, практически не сказывающиеся на рассматриваемых нами параметрах, и момент инерции механической передачи из-за его относительной малости. Механические характеристики электродвигателей постоянного тока с независимым возбуждением и асинхронных на рабочем участке, а также объемной гидропередачи считаются линейными. Выходные параметры источника питания пропорциональны входному сигналу во всей области его изменения.

Отметим основные ограничения, которые целесообразно наложить на параметры силовой части.

Верхние пределы скорости и ускорения движения рабочего органа в связи с вероятностным подходом к их определению принимаем соответственно принципу практической возможности (трех сигм), т.е. с назначенной вероятностной обеспеченностью, равной 99,7$. Такой подход гарантирует весьма малую вероятность появления не обеспечиваемых приводом требуемых значений кинематических параметров в общем времени работы исполнительного органа.

17

Требуемое значение номинальной мощности привода ограничивается условиями нормальной эксплуатации бункер-конвейера. Рассмотрим допустимость данного ограничения. При эксплуатации бункерного устройства возможно появление различных сбоев, и для восстановления нормальной эксплуатации необходим повышенный момент силовой части привода. Такие ситуации имеют место в результате слеживаамости груза при длительном нахождении в бункере из-за его остановки по какой-либо причине или при заклинивании рабочего органа. Принимать к установке привод повышенной мощности в расчете на возможные отдельные случаи пиковых нагрузок явно нерационально. Обеспечение указанных нагрузок возможно путем включения в привод так называемых стартерных элементов наподобие тому, как это осуществляется у скребковых конвейе-ров [15].

Расчет мощности электродвигателей по нагреву при случайных нагрузках целесообразно производить на основе широко применяющегося на практике инженерного метода эквивалентного момента. Метод эквивалентного момента применим для двигателей постоянного тока независимого возбуждения, работающих с постоянным магнитным потоком, и для асинхронных, работающих на линейном участке механической характеристики [16, 17]. С достаточной для практики точностью методы эквивалентных величин, в том числе и метод эквивалентного момента, используются при различных режимах нагрузки электродвигателей при условии, что продолжительность одного цикла незначительна по сравнению с постоянной времени нагрева двигателя. Для приводных двигателей выравнивающих бункер-конвейеров это условие выполняется, так как время корреляции скорости движения находится в пределах нескольких минут, а постоянная времени нагрева взрывобезопасных электродвигателей мощностью свыше 10 кВт составляет несколько часов.

В дальнейшем рассматриваются задачи определения и взаимоувязанного выбора основных параметров силовой части:    скорости

и ускорения движения, эквивалентного и максимального моментов, передаточного числа механической трансмиссии, мощности двигателя, необходимых для синтеза привода выравнивающих бункер-конвейеров. При этом не ставится вопрос определения жесткости механической характеристики двигателя, так как не предусматривается разработка двигателей, специально предназначенных для бункер-конвейеров.

18

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА

Процесс движения исполнительного органа определяется управляющим воздействием - входным грузопотоком, а также зависит от производительности подбункерного конвейера и сечения бункера (рис. 5).

т —

Рио. 5. Схеиа действия выравнивающего бункер-конвейера

Силовая часть привода должна обеспечить возможность движения исполнительного органа с теми же скоростью и ускорением, что и управляющее воздействие [18].

Скорость исполнительного органа в основном режиме V-(t)* т.е. при движущихся надбункерном и подбункерном конвейерах, описывает* ся уравнением

s' 0	tbpLL U(i)< Uq	&(t) =0 1)
0	U(t) = UD	2)
J u(t)-u0 F	U(t)>u0	3)
U0~u(t) F	uft)<u0	0-G(t)±GM 4)
0 4	u(t)>u0	Sftj=ffM 5)

где u(tJ- входной грузопоток, м³/с;

U " производительность подбункерного конвейера, и³/о;

19

Изложен порядок расчета и выбора основных параметров силовой части привода выравнивающих бункер-конвейеров, которые представляют собой новый вид горных машин для отечественной угольной промышленности*

Методика предназначена для использования в научно-исследовательских и проектно-конструкторских организациях, занимающихся разработкой выравнивающих бункер-конвейеров. Автор методики -инк. О.М.Зарецкий.

Инсп1Т)1 трного дела им. Л. А. Скочинского ( Ш Я нм. Л. Л. Скочмнсмми), 1979

f" - площадь поперечного сечения бункера, и^г;

&_м- емкость бункера, м³*

Равенство 3) в уравнении (7) определяет скорость движения донного конвейера при загрузке бункера, равенство 4) - при разгрузке, знак "минус" указывает на обратное направление движения. З'равнение (7) можно представить в виде

»(t)= ju(t) - у при.    _м    (8)

с учетом того, что при правильном выборе величины емкости бункера и производительности подбункерного конвейера вероятность О*- &ft) * &_м близка к единице [I9J.

Из уравнения (8) следует, что скорость донного конвейера находится путем линейного преобразования случайной функции входного грузопотока умножением ее на постоянный коэффициент и вычитанием неслучайной величины*

Вероятностные характеристики случайной функции скорости при элементарных операциях над случайной функцией входного грузопотока можно найти, пользуясь результатами теории случайных функций [20].

Среднее значение скорости вычисляется по выражению

*= 7 t{^u(t)} ~ у*    (9)

где Е - операция математического ожидания*

Необходимо различать максимальную скорость в основном режиме г?_но и максимальную скорость при неработающем подбункерном конвейере причем

Максимальные скорости равны:

ъ*** ⁺    ,

гдеЛ_и - дисперсия входного грузопотока, (м³/с)².

Корреляционная функция скорости к^СС) и спектральная плотность r..(f) имеют вид

^    ₁    -Ш

~ ~р2 В и ^е

I. ВВЕДЕНИЕ

В решении задачи повышения экономической эффективности и пропускной способности подземного транспорта угольных шахт все более возрастает значение бункеризации. Это связано с непрерывным расширением объема применения конвейеров в системах основного транспорта. Использование промежуточных аккумулирующих бункерных установок позволяет сократить простои очистных забоев из-за отказов конвейерных линий, а применение выравнивающих бункеров способствует повышению экономических показателей доставки угля конвейерами.

Благоприятные возможности для бункеризации появились в результате разработки конструкций горизонтальных механизированных бункеров с донными конвейерами, так называемых бункер-конвейеров, имеющих ряд преимуществ перед горными бункерами:    они могут быть

размещены в существующих выработках без выполнения значительных объемов горных работ, установлены в разных местах (т.е. могут быть многократно использованы), могут работать при небольшом перепаде высот между точками загрузки и выгрузки, значительно меньше измельчают уголь (штыбообразование не превышает 0,5$ проходящего через бункер угля). При их использовании возможно осуществлять обход бункера, т.е. транспортировать полезное ископаемое при отключенном (неработающем) бункере.

Благодаря своим достоинствам бункер-конвейеры получили широкое распространение в угольной промышленности Великобритании и Польши; возрастает объем их применения в ФРГ и других странах.

Институтом КШОТ созданы и испытаны первые отечественные бункер-конвейеры со скребковым донным конвейером БС-35П и БС-60, а также разработан типоразмерный ряд таких бункеров емкостью до 200 м³. На строящейся шахте высокого технико-экономического

3

лтгтисг (nmvmA ^тгтмгто-ро У И71тп*а1т/чгаа_ТГопи(ра7Т‘июа^,? nnPTivourwnARO

ч »« ил* V uj ~\и± /    _MW»MW>‘W»U<I “UOU * uituuuA    * * Г ~ f^xj----Г* '•**"

установка четырех аккумулирующих бункер-конвейеров Ш200, сконструированных институтом гипроуглегормаш. Рекомендации по использованию аккумулирующих и выравнивающих бункер-конвейеров даны в "Основных положениях по проектированию подземного транспорта новых и действующих шахт" [I].

Выполненные к настоящему времени исследования, касающиеся бункер-конвейеров, посвящены в основном вопросам определения эффективности их использования при конвейерном транспорте и расчету потребной емкости. При этом мало внимания уделяется изучению конструкций самих бункер-конвейеров. Не разработаны отечественные конструкции наиболее перспективных типов выравнивающих бункер-конвейеров с реверсивным донным конвейером, загрузка которых осуществляется в одной точке. Принцип действия бункер-конвейеров с реверсивным донным конвейером заключается в том, что в емкости бункера аккумулируются только пики входного грузопотока, которые не могут быть приняты подбункерным конвейером, а основная часть сыпучего материала транзитом поступает на подбункерный конвейер; разгрузка бункера происходит, когда величина входного грузопотока меньше расчетной производительности подбун-кериого конвейера. Бункер-конвейеры этого типа в наименьшей степени вызывают дополнительное измельчение в процессе выравнивания грузопотока, отличаются наиболее низким расходом электроэнергии, позволяют половину несущего донного конвейера заменить цепью или канатом. Кроме того, их использование практически не приводит к снижению надежности транспортной линии из-за возможных неисправностей донных конвейеров или системы управления благодаря возможности легкого осуществления обхода бункера; при этом выемочные машины в очистных забоях работают с ограниченной максимальной скоростью подачи во избежание перегрузки магистральных конвейеров.

Одной из причин, препятствовавших разработке бункер-конвейеров с реверсивным донным конвейером, являлось отсутствие инженерной методики расчета и выбора основных параметров силовой части привода, специфика роботы которого заключается в вероятностном характере скоростной и нагрузочной диаграмм, и каких-либо опубликованных данных по этому вопросу. Кинематические и энергетические параметры привода зависят непосредственно от динамических свойств входных забойных грузопотоков, поэтому важно располагать достоверными динамическими характеристиками

этих грузопотоков. Для определения указанных характеристик потребовалось проведение специальных статистических исследований [2, 3] на основе последних разработок в области спектрального анализа случайных процессов [4].

По предлагаемой методике можно уверенно рассчитывать и обоснованно выбирать основные параметры силовой части привода выравнивающих бункер-конвейеров.

2. ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО РЕЖИМА ДВИЖЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ВЫРАВНИВАЮЩИХ БУНКЕР-КОНВЕЙЕРОВ

Действие выравнивающих бункер-конвейеров с реверсивным исполнительным органом может основываться на движении донного конвейера с регулируемой скоростью или с нерегулируемой скоростью и прерывистым перемещением. В первом случае донный конвейер должен быть оснащен более сложным и дорогим регулируемым приводом. Однако определяющим при выборе рационального вида движения исполнительного органа является не столько учет необходимости в том или ином типе привода, а совокупность показателей, характеризующих работоспособность и приемистость машины в целом. Рассмотрим подробнее принципы действия бункер-конвейеров с альтернативными режимами движения исполнительного органа.

На рис. I представлена схема действия бункер-конвейера с неподвижными сортами и регулируемым приводом, выпускаемого фирмой ФРГ "Гутехофнунгсхютте Штеркраде АГ^П [5]. Днищем конвейера является конечное пластинчатое полотно. Регулируемый привод позволяет бесступенчато изменять скорость донного конвейера от нуля до максимальной. Скорость и направление движения донного конвейера устанавливаются в зависимости от загрузки передней, части бункера, что воспринимается чувствительной плитой прямого действия, в зависимости от угла отклонения которой осуществляется регулирование привода.

Груз, ссыпаясь с подающего конвейера, образует насыпь в передней части бункера. Эта насыпь действует как скат, по которому груз ссыпается на подбункерный конвейер. Если входящий грузопоток превышает производительность подбункерного конвейера, чувствительная пластина отклоняется к передней части бункера, в результате чего донный конвейер движется в направлении загрузки и в бункере аккумулируется избыточное количество сыпучего материала (рис. 1,а). Если входящий грузопоток равен производитель-

5

ности подбункерного конвейера, то угол отклонения пластины соответствует нулевой скорости привода и груа по переднему скату насыпи на неподвижном донном конвейере ссыпается на подбункерный конвейер (рис* !,£*)• Когда входящий поток мал или полностью от“ сутствует, происходит разгрузка бункера (рис. I,#); при этом чувствительная плита занимает положение, близкое к отвесному.

Как при загрузке, так и при разгрузке величина скорости донного конвейера определяется степенью отклонения чувствительной пластины в обе стороны от положения, соответствующего нулевой скорости.

Бункер-конвейер снабжен дополнительным элементом, обеспечивающим более высокую степень выравнивания исходящего грузопотока. Таким элементом является ограничительная плита, расположенная непосредственно над подбункерным конвейером в месте его загрузки и ограничивающая высоту слоя сыпучего материала, уносимого конвейером.

Описанная выше схема действия выравнивающего бункер-конвейера разработана английской фирмой "Каулишоу Уокер”, за исключением ограничительной плиты над подбункерным конвейером, введенной фирмой ФРГ.

Б

Схема действия выравнивающего бункер-конвейера с подвижными бортами и регулируемым приводом приведена на рис. 2 [б]. Такие бункер-конвейеры выпускаются английскими фирмами "Баттерли", "Ригли", "Диксон энд Мэнн", "Шоу, Трю энд Смит".

Рис. 2. Схема действия выравнивающего бункер-конвейера с подвижными бортами и регулируемым приводом

Корпус оункер-конвейера установлен на ходовых колесах на прямолинейном рельсовом пути. Днищем служит верхняя ветвь стационарно установленного конвейера, ленточного или пластинчатого. Конвейерное полотно закреплено на торцевой стенке корпуса. При перемещении корпуса происходит и движение ленты конвейера. Когда корпус надвигается на подбункерный конвейер, происходит разгрузка бункера (рис. 2,£), при ходе в обратном направлении - загрузка. Бункер-конвейеры этого типа обычно полуавтОматизированы (имеются и полностью автоматизированные) и управляются одним оператором.

Преимущества бункер-конвейеров с подвижными бортами обусловлены синхронной скоростью движения бортов и полотна донного конвейера, т.е. отсутствием процесса перемещения груза относительно бортов, в результате чего уменьшается измельчение, угля и снижается энергоемкость установки. Однако для размещения таких бункер-конвейеров необходимы выработки большой длины (удвоенной длины корпуса).

Принцип прерывистого перемещения донного конвейера был реализован в первых образцах польских выравнивающих бункер-конвейе-

7

ров типа ^мЯн^и (рис. 3) [?]. Движение донного конвейера в направлении загрузки происходит в момент касания угля в передней части корпуса электродного датчика ES. На рис. 3,а показан процесс загрузки бункера при неподвижном подбункерком конвейере. Разгрузка бункера показана на рис. 3,5 ив. Движение донного конвейера в направлении разгрузки прекращается, когда отклоняющая плита воздействует на конечный выключатель КР. После освобождения плиты донный конвейер приводится в движение повторно в том

же направлении. Электродный датчик ЕА служит для остановки подающего иадбункерного конвейера в случае переполнения передней части бункера. Остановка иадбункерного конвейера происходит и при срабатывании конечного выключателя КТ при полной загрузке бункера. Датчики Е25, £ 50 и Е75 служат для сигнализации о степени заполнения бункера. Выравнивающее действие бункер-конвейера достигается тем, что хвостовая часть подбункерного конвейера, являющаяся составной частью конструкции бункера, постоянно загружается высоким слоем угля, и при движении подбункерного конвейера происходит йротаокивание угля через "окно", ограниченное сверху нижней кромкой передней плиты.

Функционирование бункер-конвейеров с прерывистым перемещением исполнительного органа характеризуется существенными недостатками.

Прежде всего необходимо отметить более высокий уровень динамических нагрузок в исполнительном органе вследствие его импульсного движения и большей частоты включения, что приводит к ускоренному износу не только донного конвейера, но и всего бункера.

8

Снижается срок службы ленты подбункерного конвейера из-за интенсивного истирания верхней обкладки, так как ее загрузка осуществляется из-под завала» Не исключена возможность продольных порывов ленты кусками породы или угля при их заклинивании на выходе из бункера»

Отмечается [8] неустойчивая работа привода при прерывистом перемещении исполнительного органа и необходимость в разработке приводов с бесступенчатым регулированием скорости»

Б настоящее время выпускаемые в Польше выравнивающие бункер-конвейеры всех типов    Chom'ik”/*Уап- 100^й, ^//Ja/t-200^f,,^//J^-300ⁿ1

"Ja/i-500") оснащаются приводом с бесступенчатым регулированием скорости [9, 10J •

При выборе рационального режима движения исполнительного органа следует учесть опыт создания и эксплуатации бункер-конвейеров в Англии, где они впервые были разработаны, выпускаются рядом известных фирм и получили наибольшее распространение. Все модификации выравнивающих бункер-конвейеров с реверсивным донным конвейером английских фирм "Баттерли", "Ригли","Диксон энд Мэнн" и другие имеют бесступенчато регулируемый привод»

Рассмотрим целесообразность использования дискретно регулируемого привода, значительно более дешевого по сравнению с бесступенчато регулируемш. На рис. 4 представлена диаграмма процесса загрузки и разгрузки выравнивающего бункер-конвейера при

Рио. 4. Диаграмма загрузки и разгрузки выравнивающего буккер-конвейера при отупенчатом регулировании скорости исполнительного органа

ступенчатом изменении скорости донного конвейера. Кривая a U(t) характеризует собой превышение входного грузопотока над принятым

9