Снижение энергоемкости рабочих процессов за счет использования ленточных конвейеров работающих при изменяющейся длине

А.В. ГАВРЮКОВ, А.В. ТРЕТЬЯК, А.К. СЕМЕНЧЕНКО, З.О. ИБРАГИМОВ

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры

 

СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОЕМКОСТИ  РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ РАБОТАЮЩИХ ПРИ  ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ДЛИНЕ

 

 

В существующих конструкциях и технологических схемах одноковшовые экскаваторы, грейдер-элеваторы, передвижные дробильные установки и т.д. ленточный конвейер рассматривается как установка с неизменной длиной во время транспортирования. Разработка новых технологических схем на основе рабочих процессов учитывающих использование ленточных конвейеров способных изменять длину транспортирования во время работы, в том числе и трубчатых, позволит повысить производительность и снизить энергоемкость производства.

 

 

Разработкам новых технологических  схем на основе рабочих процессов  учитывающих использование ленточных  конвейеров способных изменять длину  транспортирования во время работы много внимания было уделено в  работах А.В. Гаврюкова . В последнее время на данную проблему обращено внимание ученых из Германии в котором отмечается, что созданные ленточные конвейеры с изменяющейся длиной транспортирования получили одобрение персоналом и подтвердило свою экономичность.

Цель статьи. Показать перспективность снижения энергоемкости производства при применении ленточных конвейеров работающих при изменяющейся длиной в новых технологических схемах.

Основной материал. Рассмотрим технологические схемы рабочего процесса роторного экскаватора поперечного копания. В настоящее время известны роторные экскаватора поперечного копания с выдвижной и не выдвижной стрелой . На рисунке 1 приведены конструктивно-технологические схемы: известного роторного экскаватора с выдвижной стрелой (рис.1б) и предлагаемого, с телескопической стрелой (рис.1.а) .

Рисунок 1. Конструктивно-технологические схемы работы роторного экскаватора поперечного копания: а) роторной экскаватор с телескопической стрелой, б) роторной экскаватор с выдвижной стрелой

 

В первом случае (рис. 1а) радиус захвата экскаватора изменяется за счет телескопичности стрелы 1 и ленточного конвейера работающего при изменяющейся длине 2. Во втором случае (рис. 1б) за счет втягивания стрелы 1 с конвейером 2 перегружающего полезное ископаемое на конвейер консоли противовеса  3 и далее на промежуточный конвейер 4 и конвейер разгрузочной консоли 5. Экскаватор на рис. 1а выгодно отличается от экскаватора на рис. 1.б отсутствием  конвейера консоли противовеса. Возможность разработки забоя, экскаватором с телескопической стрелой, стружкой равной толщины позволяет добиться минимально-постоянных затрат энергии на единицу объема разрабатываемого материала .

Рисунок 2. Схемы работы транспортирующих устройств совместно с проходческой техникой при проведении тоннелей

 

На рис. 2 приведены технологические схемы транспортной цепочки при традиционном наборе транспортирующих устройств в забоях с комбайновым и буровзрывным способом проведения тонелей и не традиционном, при помощи ленточного конвейера работающего при изменяющейся длине. Как видно со схем с нетрадиционном набором транспортирующих устройств отсутствуют  перегрузочные устройства между проходческой машиной и ленточным конвейером. Применение ленточного конвейера, работающего при изменяющейся длине позволяет без монтажно-демонтажных работ концевой станции изменять длину конвейера, тем самым увеличивая машинное время проходческой машины .

На рис. 3 представлены конструктивно-параметрические схемы экскаватора ЭО-5122А и землеройной машины с трубчатым конвейером .

Анализируя работу землеройной  машины с трубчатым конвейером и  экскаватора ЭО-5122А можно предположить, что первая будет более производительная и менее энергоемкая так как является машиной непрерывного действия.

 

Рисунок 3. Конструктивно-параметрические схемы землеройных машин для бурения скважин.

В настоящее время наиболее широкое  применение получает возведение сооружений в монолитном бетоне. Одним из перспективных  направлений, обеспечивающих механизацию  процесса транспортирования и укладки  бетонных смесей на базе высокопроизводительных машин непрерывного действия, является использование вертикальных конвейеров. Грузонесущий орган выполняется  с объемными перегородками в  виде шаров. Проведенные на кафедре  “Подъемно-транспортные строительные, дорожные машины и оборудование”  Донбасской академии строительства  и архитектуры исследования, показали возможность применения вертикального  конвейера, обеспечивающего транспортирование  смесей любой пластичности на высоту 100 и более метров .

 На рисунке 4 приведена конструктивная схема конвейер-крана для подачи бетона при строительстве высотных сооружений. Конструкция конвейер-крана предусматривает также изменения высоты транспортирования бетона во время работы конвейера.

В дорожном, нефтегазовом, мелиоративном  строительстве большое распространение  получили одноковшовые экскаваторы  с телескопической стрелой (рис.5а). Производительность и энергоемкость рабочего процесса такого экскаватора при срезке и зачистке наклонных поверхностей, можно повысить применив ленточный конвейер с изменяющейся длиной транспортирования устанавливаемый на телескопической стреле и шнековый питатель установленный под рабочим ковшом (рис.5б) . В этом случае грунт из забоя можно будет непрерывно подавать шнековыми питателями на конвейер удлиняющийся во время работы. Из машины циклического действия экскаватор превращается в машину непрерывного действия.

 

 

Рисунок 4. Конструктивная схема конвейер-крана для подачи бетона оборудованного ленточным конвейером с изменяющейся длиной

    

Рисунок 5. Одноковшовый экскаватор с телескопической стрелой

 

При карьерной разработке скальных пород, последнюю всегда необходимо дробить до транспортабельной крупности, которая диктуется ограниченной шириной применяемой конвейерной ленты. Самоходные дробильные агрегаты обеспечивают внедрение циклично-поточной технологии на карьерах, поскольку весь карьерный транспорт при их применении представлен ленточными конвейерами .

На рис. 6. приведена традиционная технологическая схема работы карьерного экскаватора, самоходной дробильной установки и ленточного конвейера (рис.6,а), а также нетрадиционная, с применением ленточного конвейера работающего при изменяющейся длине, где ходовое устройство самоходной дробильной установки является базой для концевой станции конвейера (рис. 6,б).

Анализируя обе схемы, не трудно заметить, что работая  по схеме 6,а при удлинении конвейера возникает необходимость в остановке работы забоя связанного с раскреплением концевой станции, ее перетягивании и закреплении.

Рисунок 6. Технологическая схема рабочего процесса разработки породы в карьере

 

При использовании ленточного конвейера работающего при изменяющейся длине удлинять и сокращать длину  транспортирования конвейера можно  во время работы, что увеличивает машинное время каръерного экскаватора. Следует отметить, что в технологической цепочке забой - рабочий орган – транспортное средство (рис.6,б) отсудствует перегружатель, находящийся между самоходной дробильной установкой и ленточным конвейером (рис.6,а).

Рисунок 7. Конструкторно-технологическая схема линии подача бетона на заводах ЖБИ

 

На заводах ЖБИ от бетонно-растворного узла бетон подается к формам линией подачи. На рис. 7 приведена конструкторно-технологическая схема линии подача бетона бетоновозными тележками (рис.7,б) и ленточным конвейеров, работающим при изменяющейся длине (рис.7,а). Не трудно заметить, что при использовании бетоновозных тележек имеет место циклическая подача бетона. Для увеличения производительности линии доставки (рис.7,б) применяют большее число тележек, что требует дополнительного ряда колон. Известно, что конвейерный транспорт достаточно производителен, а использование ленточного конвейера, работающего при изменяющейся длине обеспечивает выгрузку бетона на постах расположенных вдоль линии подачи.

Сравнивая (рис.7,б) и (рис.7,а) отметим, что в первом случае транспортирующее устройство расположено между двумя рядами колон, во втором случае между тремя.

 

При сравнительной оценке механизмов и машин определенного назначения должны быть использованы критерии, которые достаточно хорошо ощущаются проектировщиком и которые подтверждают предшествующим опытом свою практическую пригодность. Такими критериями может быть критерии определяющие технологическую эффективность той или иной конструкции машины в данной технологической схеме рассмотренные в работах .

Литература

1. Гаврюков А.В. Теория и практика использования ленточных конвейеров, работающих при изменяющейся длине. – Макеевка: ДонНАСА, 2007. – 119с.
2. Клаус Аллекотте, Хайнц Шмидт. Разработка ленточных конвейеров переменной длины.// Глюкауфф. – 2002, июнь №1(2). – С. 39-43.
3. Домбровский Н.Г. Многоковшовые экскаваторы. М.: Машиностроение, 1972. 432 с.
4. Патент на винахід. №88392 МПК (2009) Е02F 5/16 (2009.01), Е02F 9/14, Е02F 3/18 Е21С 47/00, Е21С 49/00 Роторний екскаватор поперечного копання з телескопічною стрілою, /. Гаврюков О.В. № а 2008 01569; Заявл. 07.02.08., Опубл. 12.10.09., Бюл. № 19. (Україна). -3с.
5. А.В. Гаврюков. Роторный экскаватор поперечного копания с телескопической стрелой. Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Международный зборник научных трудов. – Донецк: ДонНТУ, 2006. Вып.32. С. 69-74
6. Патент на винахід. №90424 МПК (2009) Е21В 7/00  Е02F 5/20 (2006.01), Е02D 17/06 Землерийна машина для буріння свердловин, /. Гаврюков О.В., Семенченко А.К., Трет’як А.В. № а 2009 07663; Заявл. 21.07.09., Опубл. 10.02.10., Бюл. № 8. (Україна). -4с.
7. Разработка и внедрение конвейер-крана и технология возведения из монолитного железобетона в скользящей опалубке. // Отчет по научно-исследовательской работе. Научный руководитель д.т.н., проф.. В.А. Пономаренко. – Макеевка., 1980. -263 с.
8. Пономаренко В.А., Гаврюков А.В. Транспортирование грузов трубчатыми ленточными конвейерами. – Макеевка: ДонНАСА, 2011. – 194 с.
9. Рішення про втановлення дати заявки № а2011 14853 на винахід Екскаватор-планувальник, / Гаврюков О.В., Семенченко А.К., Трет’як А.В., Ібрагимов З.О. Дата подання заявки 14.12.2011.
10. Аникеев А. В., Фаддеев Б. В., Чапурин Н. А. Самоходный дробильно-конвейерный комплекс в Комсомольском рудоуправлении. — Горный журнал, 1972, № 10, с.12—14.
11. Гаврюков А.В. Об эффективности новых способов и технических средств при ведении горных работ. // Уголь Украины. - 1993. - № 7. С. 23-24.
12. Hаучные основы повышения эффективности землеройных и транспортирующих машин в специфических условиях эксплуатации // Отчет по научно – исследовательской работе (Шифр работы: Д-2-08-09 № госрегестрации 01090003039 2009г.). – Макеевка., 2010, - 298с.