Исследование и разработка САР скорости ленты конвейера КЛ5250 для экскаватора ЭРШР Д 5250 (стр. 2 из 11)
В ИГД Минчермета выполнена работа по установлению эффективной области применения конвейерных комплексов, состоящих из конвейеров различного типа. Критерием эффективности принят минимум приведенных затрат. Методика предусматривает при выборе параметров принимаемых конвейеров оптимизацию типа конвейерной ленты и ее ширины, типа привода и перегрузочных узлов. Методика учитывает также такие факторы, как неравномерность поступающего на конвейер грузопотока, степень долговечности конвейерной ленты и надежность оборудования, входящего в состав конвейерного комплекса.
В результате анализа различных вариантов конвейерного транспорта по указанной методике была выявлена рациональная область применения конвейеров различного типа. По этим данным ленточные конвейеры обычной конструкции оказалось наиболее рационально использовать при наклонных трассах, производительностях свыше 4000 т/ч и расстояниях транспортирования около 3000-4000 м. При больших расстояниях целесообразно применение хвостовых и промежуточных приводов.
Ленточные конвейеры с канатным ставом оказываются эффективнее ленточных на горизонтальных трассах большой протяженности и грузопотоках до 4000 т/ч или при слабонаклонных трассах и грузопотоках до 2000 т/ч. При этих условиях лента имеет меньшую стоимость, а срок ее службы будет выше. Кроме того, ленточные конвейеры с канатным ставом отличаются меньшей металлоемкостью става. Типовая секция ленточного конвейера с канатным ставом приведена на рисунке 1.1.
Ленточные конвейеры с канатным ставом и с подвесными роликоопорами (рис. 1.1) представляет собой два параллельно натянутых каната 1, опирающихся на стойки 2; на канат на определенном расстоянии друг от друга навешиваются роликоопоры грузовой ветви 3, роликоопоры порожняковой ветви 4, как правило, крепятся на опорных стойках 2.
Рисунок 1.1 Ленточный конвейер с канатным ставом
Конвейер с канатным ставом малогабаритен, легок, имеет небольшую стоимость; особенно удобен в подземных условиях. Благодаря своей конструкции он легко позволяет устанавливать различное количество роликоопор на единицу длины. Для предотвращения чрезмерного сближения канатов между ними иногда устанавливают поперечные распорные рамки.
Конструкция става во многом определяется техническими характеристиками конвейера: скоростью и устойчивостью движения ленты, величиной динамических нагрузок на опорные стойки и т. д. Конвейер с подвесными роликоопорами является колебательной системой с определенной частотой собственных колебаний. При определенных нагрузках и скоростях транспортирования частота вынужденных колебаний может совпасть с частотой собственных колебаний конвейера, и вся система входит в резонанс. Это может вызвать значительные колебания ленты, канатов, опорных стоек.
В зависимости от свойств транспортируемого груза, скорости ленты и характеристики загрузочного устройства меняется величина динамической нагрузки на роликоопоры линейных и загрузочных секций. При погрузке и транспортировании мелкокусковых насыпных грузов нагрузки на роликоопоры в загрузочном устройстве превышают нагрузки на роликоопоры линейных секций в 1,25-1,5 раза, а при погрузке крупнокусковых грузов — в 10-20 раз. Так, при погрузке крупных кусков динамическая нагрузка в месте удара куска может достигать 50-100 кН при длительности действия 0,001-0,05 с; на линейных секциях эти нагрузки составляют в среднем 5-8 кН при длительности 0,05-0,2 с. Для мелкокусковых грузов роликоопоры в местах загрузки и роликоопоры линейных секций конструктивно практически не отличаются, тогда как для крупнокусковых грузов требуются принципиально отличные конструктивные решения.
Многоприводные ленточные конвейеры с фрикционными промежуточными приводами иногда целесообразно использовать на наклонных (выше 9°) трассах длиной 3000 м и больше, так как в этих условиях увеличение капитальных затрат на устройство промежуточных приводов и затрат на саму конвейерную ленту компенсируется более высокой надежностью конвейерной установки, не имеющей промежуточных перегрузочных пунктов.
Ленточно-тележечные конвейеры на горизонтальных трассах при производительностях более 2000 т/ч оказываются более экономичными, чем обычные ленточные конвейеры, благодаря тому, что срок службы их ленты выше, чем у ленточных, а энергоемкость ниже вследствие более низкого коэффициента сопротивления движению.
При углах наклона трассы до 9° и крупнокусковых грузах ленточно-тележечные конвейеры оказываются эффективнее ленточных при расстояниях до 5000 м, а при углах наклона трассы 18° — до 3000 м. При больших длинах конвейерные комплексы, состоящие из ленточно-тележечных конвейеров, приходится оборудовать довольно сложными перегрузочными устройствами, установка и эксплуатация которых связана с затратами, превышающими затраты на дробление горной массы, которое необходимо при обычных ленточных конвейерах.
По мере совершенствования конструкций конвейеров и технологии применения конвейерного транспорта границы эффективного использования различных типов конвейеров могут изменяться.
1.2 Обоснование выбранного направления
Задачи, решаемые, при проектировании систем управления конвейерными линиями сходятся к созданию безопасных, ремонтопригодных, высоконадежных и высокопроизводительных линий с минимальным использованием ручного труда.
В настоящее время задача проектирования высокопроизводительных конвейерных линий решена и на повестку дня ставится вопрос о рациональном использовании имеющихся мощностей. При решении задачи рационального использования конвейерного транспорта без увеличения существующих мощностей необходимо оценить воздействия комплекса мероприятий (технических, технологических, управленческих, организационных).
Основными мероприятиями принято считать выбор и определение технических и технологических параметров, а режимы организации и управления рассматриваются либо как подчиненные им, либо во внимание не принимаются. В то же время последние оказывают свое влияние на процесс транспортирования, и поэтому следует рассматривать этот процесс в комплексе. Комплексная оценка и выбор рационального режима транспортирования горной массы - задача многозвенная, учитывающая больное количество параметров взаимосвязанных друг с другом.
Задачей настоящего этапа является исследование принципов управления конвейерами тракта, учитывающих технические, технологические и организационные факторы транспортирования конвейерами.
1.3 Анализ существующих критериев управления конвейерными линиями
В литературе приводятся ряд критериев управления конвейерными линиями, используемыми при добыче угля подземным способом. Главной задачей системы оптимального автоматического управления определяется задача предельного снижения ограничивающего влияния режимов работы конвейерной линии на производительность забоя. Отсюда главный критерий для этих систем формулируется в следующем виде: "Предельное снижение времени простоя добычных участков по причине отказов конвейерной линии или отказов на выходе конвейерной линии".
Помимо этой задачи, существует другая задача системы оптимального автоматического управления конвейерными линиями, которая формулируется как предельное снижение эксплуатационных затрат на единицу веса транспортируемого груза.
Критерии для указанной задачи формулируются следующим образом:
· минимальный расход электроэнергии на транспортирование единицы веса груза (минимальные удельные энергозатраты);
· минимальный износ материальной части конвейера на транспортирование единицы веса груза (минимальный удельный износ).
Следует отметить, что предлагаемые авторами критерии управления не отвечают самому главному требованию и не учтены взаимовлияния этих критериев друг на друга. Таким образом, не производится оценки выбора критерия отвечающему требованию рационального критерия в каждый конкретно взятый момент времени. Кроме того, методы, используемые при решении поставленных задач, не приемлемы для решения задач автоматизации конвейерных линий роторных комплексов открытых горных работ. Так, например, главный критерий управления решается при использовании аккумулирующей способности конвейерной линии, переводом грузопотока из аварийного участка на менее загруженный. Т.е. используется тот факт, что шахтные конвейерные линии в своем большинстве разветвленные, и, таким образом, есть возможность, используя технологические решения, предельно снизить время простоя добычных участков по причине отказов конвейерной линии. Формулируются две задачи управления для подсистемы АСУ конвейерным транспортом: управление грузопотоком и управление пуском и остановкой конвейерных линий.
Обе эти задачи подчиняются одной цели - получения минимальной себестоимости транспортирования. Первая задача решается путём введения комбинированного управления с использованием системы бункер - регулируемый конвейер. Применение бункера в такой системе позволит уменьшить глубину регулирования скорости, а регулируемый конвейер позволит принимать меньший объем бункера по сравнению с вариантом нерегулируемого конвейера.
Управление пуском и остановкой конвейерных линий производится с учетом количества груза, лежащего на конвейере. Однако в этой работе, как и в предыдущей критерий управления конвейерной линией не является рациональным, т.к. предложенные критерии не оценивают взаимовлияние их между собой. Другие критерии не приняты во внимание, так, например, не оценен критерий обеспечения надежности работы конвейерной линии.
Наиболее полно оценены критерии управления ,где выделяют пять основных критериев управлении конвейерным транспортом, которые учитывают технические, технологические, организационные и управленческие направления.