Особенности алгоритма тягового расчета ленточного конвейера при заданной схеме трассы

Ключевые слова: конвейер, параметры, тяговый фактор, угол наклона, стандарт, расчет, методика

ОСОБЛИВОСТІ АЛГОРИТМУ ТЯГОВОГО РОЗРАХУНКУ СТРІЧКОВОГО КОНВЕЄРА ПРИ ЗАДАНІЙ СХЕМІ ТРАСИ

Н.І. Чичикало, М.О. Кіктєв, В.Ю. Ларін, К.Ю. Ларіна

Одной из таких характеристик является тяговый фактор привода, определение которого должно обеспечивать передачу тягового усилия ленты во всех режимах работы без пробуксовки ленты на приводных барабанах. Поэтому задача тягового расчета привода ленточного конвейера по 2-му варианту с использованием современных программных средств является актуальной. Методика определения тяговой способности привода, на основе которой будем разрабатывать алгоритмы и программное обеспечение, приведена в [1]. Другие исследовательские работы по данной теме, опубликованы в работах [2-4] Методика расчета тяговой способности с помощью электронной цифровой вычислительной машины разработана в 80-е годы, но предназначена для использования на компьютерах старого поколения, реализована на машинных языках Фортран и ПЛ/1 [5]. Задача, решаемая в данной статье, является частью общей работы по созданию САПР ленточных шахтных конвейеров.

В работах [5-6] описывается разработка современной САПР для ленточных конвейеров на базе программного обеспечения собственной разработки. В статье [7] описывается разработанный программный комплекс, предназначенный для расчета тепловых параметров минераловатных ковров, технология производства которых включает ленточные конвейеры. Комплекс включает программы, написанные на языке программирования С#. Статья [8] посвящена применению метода конечных элементов на основе численного моделирования напряженно-деформированного состояния конвейерных лент. В статье [9] речь идет об автоматизированном проектировании ленточных конвейеров на основе коммерческих CAD-систем и созданных авторами публикации экспертных систем.

Цель исследований - повышение эффективности работы проектировщика ленточных конвейеров благодаря использованию новейших информационных технологий.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

1. С использованием известной методики, утвержденной отраслевым стандартом, формализовать тяговый расчет конвейера по второму варианту [5] в виде алгоритма.

2. Разработать и протестировать программное обеспечение для тягового расчета при проектирование конвейера, устанавливаемого в конкретной выработке для случая, когда при заданных приемной способности, эксплуатационной производительности, схеме трассы, типе выработки, способе установки, грузе определяются скорость движения, ширина, тип и прочность ленты мощность и тяговый фактор привода, ход натяжного устройства, пусковой момент привода, усилие тормозного устройства и размеры сборочных единиц.

Материал и методика исследований. Основой построения исследуемого алгоритма является отраслевой стандарт [3]. Он распространяется на конвейеры, лента которых является одновременно тяговым и грузонесущим органом и которые устанавливаются в прямолинейных в плане подземных выработках угольных и сланцевых шахт с углами наклона в пределах -16 - +18° и служат для транспортирования угля, горной массы и погоды по верхней ветви ленты, опирающейся на трехроликовые опоры, а также для перевозки людей по одной или обеим ветвям ленты.

Тяговой расчет по второму варианту производится методом обхода по контуру ленты, при котором определяется натяжение в характерных точках контура с учетом трассы и схемы обводки лентой барабанов. Результатом тягового расчета является вычисление значения установленной мощности привода ^кВт.

Результаты исследований. Для реализации алгоритма тягового расчета привода конвейера по второму варианту необходимо разработать экспертную систему принятия решений. Алгоритм определения характеристик для тягового расчета конвейеров по 2-му варианту приведен на рис. 1.

В зависимости от условий эксплуатации расчет осуществляется по разным формулам и методикам. В случае сложной трассы, имеющей участки подъема и спуска, влияющие на режим работы привода при неполной загрузке ленты по длине конвейера, разбивается на отдельные участки. Значение сопротивлений движению ленты на этих участках определяется по п.2.3.4 [3] с учетом фактических значений приведенной массы груза qr на участках, при этом вместо длины конвейера LK в формулы подставляются значения длин соответствующего участка. При невыполнении условий по пп. 1.4.3 и 1.4.4 [3] натяжение соответственно увеличивается, а при невыполнении условий по п. 1.4.2 принимается другой тип ленты с большей прочностью и тяговый расчет повторяется, что реализовано цикличностью алгоритма.

Входной информацией является результат предыдущего этапа, а именно - расчета основных параметров конвейера (тягового усилия привода Wa (Н), массы груза Цт, номинальной (расчетной) прочности ленты Sp, значение передаточного числа редуктора L, значение тягового фактора привода А [5].

Результатом является рассчитанное значение установленной мощности привода для двигательного и генераторного режимов. Для автоматизации расчета указанных параметров конвейера применим язык программирования Delphi 7. На рис. 2. показаны визуальные формы реализации алгоритма расчета тяговой способности привода конвейера.

После загрузки программы открывается одна из форм для ввода исходных данных. После ввода данных производится расчет основных параметров для тягового расчета привода в соответствием с формулой для каждого типа привода. Результат выводится в текстовое окно. Интерфейс построен удобно для пользователя-проектировщика, который знаком с общей методикой тягового расчета ленточных конвейеров.

Рис. 1. Алгоритм определения характеристик для тягового расчета конвейеров по 2-му варианту

1. Овсянников Ю.А. Автоматизация подземного оборудования // Ю.А. Овсянников, А. А.Кораблев. - М.: Недра, 1986. - 287 с.

2. Основные положення по проектированию и эксплуатации угольных шахт. Первая редакція. - М.: ИГД им. А.Скочинского, 1975. - 268 с.

3. Конвейеры ленточные шахтные. Методика расчета. - М.: МУП СССР, 1980. - 72 с.

4. Исследование конструкции шахтних ленточных конвейеров с точки зрения безопасности эксплуатации составляющих узлов и разработка требованиц к проектированию. Отчет по НИР. - Донецк: Донгипроуглемаш, 1996. - 90 с.

5. Кулешов Д.Ю. Подвесной пространственный горизонтально замкнутый конвейер / Д.Ю. Кулешов // Материалы региональной научной конференции молодых ученых БГТУ. - Брянск: БГТУ, 2010. - 3 с.

6. Аверченков В.И. Конвейеры с подвесной лентой / В.И. Аверченков, С.В. Давыдов, В.П. Дунаев, В.Н. Ивченко. - М.: Флинта, 2011. - 256 с.

7. Жуков А.Д. Расчет параметров тепловой обработки минераловатных изделий с применением ЭВМ / А.Д. Жуков, Т.В. Смирнова, А.О. Химич, А.О. Еременко, Н.А. Копылов // Строительство: наука и образование, 2013. - № 1. - С.1-4.

8. Maras M. Application of the method finite elements by numerical modeling stress-strain state in conveyor belts / Maras Michal, Hatala Jozef, Marasova Daniela // Acta Montanistica Slovaca, 1997. - Vol 2, Iss 2. - P. 101-108.

9. Bhoyar R.K.. Design Consideration Of Adjustable Height And Radial Belt Conveyor System / R.K. Bhoyar, Dr. C.C. Handa // International Journal of Engineering Trends and Technology, 2013. - Vol 4, Iss 10. - P. 4377-4382.

Размещено на Allbest.ru