Эффективность работы ленточных конвейеров на горных предприятиях
Розглянуто питання втрати енергії при транспортуванні насипних вантажів стрічковими конвеєрами. Встановлено, що за критерій ефективності їх роботи прийнято коефіцієнт опору руху стрічки з вантажем по ставу, значення якого залежить від погонного навантаження, натягу та швидкості конвеєрної стрічки. Р...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехническая механика |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2010
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33494 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Эффективность работы ленточных конвейеров на горных предприятиях / В.Ф. Монастырский, В.Ю. Максютенко, Р.В. Кирия // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2010. — Вип. 88. — С. 185-191. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860259862306357248 |
|---|---|
| author | Монастырский, В.Ф. Максютенко, В.Ю. Кирия, Р.В. |
| author_facet | Монастырский, В.Ф. Максютенко, В.Ю. Кирия, Р.В. |
| citation_txt | Эффективность работы ленточных конвейеров на горных предприятиях / В.Ф. Монастырский, В.Ю. Максютенко, Р.В. Кирия // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2010. — Вип. 88. — С. 185-191. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехническая механика |
| description | Розглянуто питання втрати енергії при транспортуванні насипних вантажів стрічковими конвеєрами. Встановлено, що за критерій ефективності їх роботи прийнято коефіцієнт опору руху стрічки з вантажем по ставу, значення якого залежить від погонного навантаження, натягу та швидкості конвеєрної стрічки. Регулювання швидкості стрічки дозволяє знизити енерговитрати приблизно на 25 % від загальних за рахунок зменшення механічних опорів у вузлах 
«тари».
The questions of energy loss in the process of piled up load transportation by band conveyers are considered. It is set that as the criterion of their work efficiency the coefficient of resistance to the motion of a ribbon with a load is accepted. The value of which depends on the linear loading and «tare» of conveyer. The adjusting of ribbon speed allows to lower the energy losses 25 per cent owing to reduction of mechanical resistances in «tare» knots.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:53:51Z |
| format | Article |
| fulltext |
185
УДК 622. 64:622.341.1
Д–р техн. наук В. Ф. Монастырский,
канд. техн. наук В. Ю. Максютенко,
канд. техн. наук Р. В. Кирия
(ИГТМ НАН Украины)
ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ ЛЕНТОЧНЫХ
КОНВЕЙЕРОВ НА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
Розглянуто питання втрати енергії при транспортуванні насипних вантажів стрічковими
конвеєрами. Встановлено, що за критерій ефективності їх роботи прийнято коефіцієнт опору
руху стрічки з вантажем по ставу, значення якого залежить від погонного навантаження, натя-
гу та швидкості конвеєрної стрічки. Регулювання швидкості стрічки дозволяє знизити енерго-
витрати приблизно на 25 % від загальних за рахунок зменшення механічних опорів у вузлах
«тари».
THE EFFICIENCY OF BAND CONVEYERS
WORK AT MINING ENTERPRISES
The questions of energy loss in the process of piled up load transportation by band conveyers
are considered. It is set that as the criterion of their work efficiency the coefficient of resistance to
the motion of a ribbon with a load is accepted. The value of which depends on the linear loading
and «tare» of conveyer. The adjusting of ribbon speed allows to lower the energy losses 25 per cent
owing to reduction of mechanical resistances in «tare» knots.
При создании ленточных конвейеров, эксплуатируемых на горных предпри-
ятиях в различных условиях, главной задачей НИИ, проектных институтов, за-
водов-изготовителей является адаптация ленточных конвейеров к заданным ус-
ловиям. Несмотря на достаточно большой объем выполненных научных и про-
ектных работ, в настоящее время остаются нерешенными вопросы влияния раз-
личных факторов на эффективность работы ленточных конвейеров на шахтах.
Применение системного анализа, позволяющего установить тесноту связи меж-
ду входными и выходными параметрами [1] часто затруднено из-за отсутствия
необходимого массива исходных данных. В этом случае можно использовать
комплексные критерии, связанные с типом транспортируемого груза, условия-
ми эксплуатации и безопасностью ведения работ.
Разработанные ранее [2-5] комплексные критерии работоспособности, надеж-
ности и эффективности работы ленточных конвейеров, как правило, вскрывают
вопросы прочности [2] отдельных узлов и деталей конвейера, безопасности веде-
ния работ в условиях шахт [3], надежности конвейеров (конвейерных систем) [4],
а также экономической целесообразности (эффективности) их применения [3].
Для определения влияния суммарного воздействия факторов на эффектив-
ность функционирования конвейеров, а также безопасность их работы, можно
принять комплексный показатель эффективности – коэффициент сопротивле-
ния движению ленты по ставу конвейера.
В [2, 5] исследованы вопросы определения значений коэффициента сопро-
тивления движению ленты с грузом по ставу конвейера в зависимости от по-
гонной нагрузки, скорости, натяжения и физико-механических свойств ленты.
Установлены значения каждой составляющей коэффициента сопротивления
186
движению ленты и причины ее возгорания в условиях шахт, снижения срока
службы, неэффективной работы привода (проскальзывание), а также отказов
узлов и деталей конвейера в различных условиях эксплуатации. Применение
устройств, устраняющих сход ленты, датчиков проскальзывания, температуры
ленты и различных блокировок ее натяжения существенно повышает эффек-
тивность применения ленточных конвейеров. Но главной проблемой остается
снижение энергозатрат за счет уменьшения сопротивления движению ленты по
ставу конвейера.
Целью статьи является разработка рекомендаций по снижению энергозатрат
при транспортировании насыпных грузов.
Задачей исследований является определение взаимосвязи между потребляе-
мой мощностью приводом ленточного конвейера и погонной нагрузкой, скоро-
стью и натяжением ленты, ее физико-механическими свойствами и параметра-
ми роликоопор.
На первом этапе исследований анализировались математические модели со-
противления движению ленты по ставу конвейера в зависимости от натяжения
ленты. При этом были использованы два различных подхода [2,5] к определению
силы сопротивления:
- по значению коэффициента сопротивления движению ленты с грузом по ро-
ликоопорам [2];
- по значению коэффициента сопротивления вращению роликов [5].
Согласно [2,5], сила сопротивления W движению ленты с грузом по ролико-
опорам определяется соответственно:
sincos)2( LqLqqqqkW
ГлррГ
; (1)
pp BLALW )ctg1( , (2)
где pсж lFFkA /)( 11 ; л
ppp
прi
pрлГ P
ll
S
l
F
qqqqB
3
2sin4
)(
; k – коэффи-
циент, учитывающий местные сопротивления; лppГ qqqq ,,, погонные нагруз-
ки соответственно от груза, вращающихся роликов груженой и холостой ветвей
конвейера и ленты, Н/м; L, соответственно длина (м) и угол наклона кон-
вейера (град.); коэффициент сопротивления движению ленты по ролико-
опорам конвейера; р – коэффициент сопротивления вращению роликов роли-
коопоры; сж – нормальное напряжение насыпного груза при протягивании
(волочении) ленты и груза через сечение роликоопор, Н/м
2
; F, F1 – соответст-
венно площади поперечного сечения груза до и после волочения, м
2
; угол
волочения, град; SPF лnpi ,, соответственно сила взаимодействия насыпного
груза с роликоопорой, усилие на боковой ролик, натяжение ленты, Н; lp – рас-
стояние между роликоопорами, м.
Разделив выражения (1) и (2) на qГL, при α = 0 получим соответственно
187
)1( тAkо ; (3)
pp BA 1 ; (4)
где Глрр
qqqqA )2(
т
коэффициент «тары» конвейера;
Г
qBAB )ctg(
1
;
о – комплексный коэффициент сопротивления движению ленты с грузом по
ставу конвейера, учитывающий сопротивления деформации ленты и груза,
вдавливанию ролика в ленту и вращению роликов; р – комплексный коэффи-
циент сопротивления, включающий сопротивление протягиванию ленты с гру-
зом через роликоопору и суммарные сопротивления от вдавливания ленты при
ее взаимодействии с роликоопорой и вращения роликов.
На основании анализа выражений (3), (4) можно сделать следующие выводы:
- независимо от механизма определения сил сопротивления движению лен-
ты по ставу конвейера коэффициент сопротивления состоит из двух состав-
ляющих, каждая из которых учитывает удельные затраты энергии на транспор-
тирование насыпного груза и на преодоление механических сопротивлений при
движении ленты и вращении роликов конвейера;
- как показали расчеты, количество энергии, затрачиваемой на транспорти-
рование насыпного груза, существенно зависит от погонной нагрузки и состав-
ляет более 60-70 % от общих затрат, а на преодоление сопротивлений при дви-
жении ленты и вращении роликов изменяется в пределах 10-40 % при коэффи-
циенте «тары» Глрр
qqqq /)2( ≥ 0,1. При коэффициенте «тары» менее 0,1
потребление энергии приводом конвейера на преодоление сопротивления дви-
жению ленты и вращению роликов роликоопор стремится к нулю.
На втором этапе исследовалось потребление мощности приводом ленточно-
го конвейера. Мощность привода, идущая на транспортирование насыпных
грузов, определяется по формуле [2]
1000
лvW
N (кВт), (5)
где vл – скорости ленты конвейера, м/с; к.п.д. привода конвейера.
Скорость ленты конвейера можно определить по формуле
Г
л
q
Qg
v
6,3
, (6)
где Q – производительность ленточного конвейера, т/ч; g – ускорение силы тя-
жести, м/с
2
.
Подставляя в выражение (5) соотношение (6) и W из (1) и (2), с учетом (3) и
(4), получим мощность привода, идущую на преодоление сопротивления дви-
жению ленты с грузом по ставу конвейера,
188
o
kQgL
N
3600
, (7)
p
QgL
N
3600
. (8)
Формулы (7) и (8) при определении затрат электроэнергии учитывают ком-
плексные значения коэффициентов сопротивления движению ленты по ставу
конвейера.
Преобразуя выражение (7) с учетом (3) для горизонтального конвейера (α= 0),
получим
Г
лрр
q
qqqkQgL
N
2
1
3600
. (9)
Из выражения (9) видно, что чем меньше отношение Глрр
qqqq /)2(
(коэффициент «тары» конвейера), тем меньше потребляемая приводом мощ-
ность конвейера, идущая на преодоление сопротивлений в узлах «тары», и
можно для практических расчетов использовать выражение
3600
kQgL
N . (10)
Для значений коэффициента «тары» более 0,1 мощность привода конвейера
после преобразований формулы (5) с учетом (1) можно представить в виде
лvBQAN 22 , (11)
где )sincos(
3600
2
k
Lg
A ;
cos)2(
1000
2
лрР
qqqk
L
B .
В этом случае к затратам энергии на транспортирование груза (A2Q) добав-
ляются затраты энергии на преодоление механических сопротивлений в узлах
«тары» (B2vл), которые зависят от скорости транспортирования насыпного гру-
за. Если в выражении (11) при изменении производительности конвейера Q из-
менить скорости ленты конвейера vл до минимума (vл = vлmin), т.е. поддерживать
погонную нагрузку максимальной:
constmax ГГ qq , (12)
то мощность привода можно определить из выражения
min22 лvBQAN , (13)
где maxmin 6,3 Гл qQgv – минимальная скорость ленты, при которой сохраняет-
ся условие (12).
189
Анализ формулы (10) показал, что при Aт < 0,1 потребление энергии приводом
конвейера при транспортировании насыпных грузов пропорционально значению
производительности и коэффициенту сопротивления движению ленты по ставу
конвейера ; а при Aт > 0,1 из (11) и (3) следует, что регулирование скорости лен-
ты конвейера уменьшает коэффициент «тары» и потребляемую мощность приво-
дом конвейера.
Для определения значения была решена следующая задача [6]: лента –
гибкая упругая желобчатая пластина шириной В и толщиной h, растянутая си-
лой S и взаимодействующая с роликоопорой, перекатывающейся по ней. На ро-
ликоопору действуют силы тяжести, которые уравновешиваются реакциями
центрального и боковых роликов, направленными перпендикулярно к поверх-
ности ленты. Касательными составляющими реакций боковых роликов пренеб-
регаем. Ниже приведены в сокращенном виде результаты решения этой задачи
[6]. Установлено, что значение коэффициента сопротивления движению ленты
по роликоопорам (роликоопор по ленте) можно представить в следующем виде
KKkk д)( 21 , (14)
где k1 коэффициент сопротивления качению ролика по ленте конвейера;
005,0004,02 k коэффициент сопротивления вращению роликов; 21 лд v
gS
q
K
коэффициент динамичности, учитывающий влияние на инерционной силы
при прохождении ленты и груза через роликоопору;
2
1
1
cos21
cos21
a
a
K коэф-
фициент, учитывающий влияние на неравномерность распределения нагруз-
ки между центральным и боковыми роликами; q=(qГ + qл)cos погонная на-
грузка от груза и ленты конвейера, Н/м; 211 lla ; угол наклона боковых ро-
ликов, град; l1, l2 – длина среднего и бокового ролика, м.
Анализ формулы (14) показал, что:
1. При S < 10000 Н сила сопротивления движению ленты по роликоопорам
обусловлена в основном деформацией ленты и груза. В этом случае коэффици-
ент сопротивления качению ролика по ленте конвейера k1 определяется по
формуле
Slqk р 211 . (15)
где q1 = qKд погонная нагрузка на роликоопору с учетом сил инерции, Н/м.
Так как k1 >> k2, то из формулы (14) следует, что коэффициент сопротивления
прямо пропорционален погонной нагрузке и обратно пропорционален натяже-
нию ленты, что аналогично выражениям (3), (4); при уменьшении скорости ленты
погонная нагрузка и натяжение ленты увеличиваются, а коэффициент сопротив-
ления не изменяется. Расчеты показали [7], что в этом случае регулирование
скорости ленты при уменьшении производительности конвейера в два раза
уменьшает потребляемую мощность привода на 30 %.
190
2. При S ≥ 10000 Н коэффициент сопротивления k1 характеризует гистере-
зисные потери энергии при сжатии ленты в процессе качения ролика по ней и
определяется по формуле [8]
)(21,0
3/1
2
1
1 л
p
v
K
h
bR
lq
k
, (16)
где
,если,
;если,
)(
kллk
kлkл
л
vvvv
vvvv
v функция, зависящая от скорости ленты конвейе-
ра; vk = a/T – критическая скорость ленты, при которой сила сопротивления каче-
нию ролика по ленте максимальная, м/с; b – приведенная длина ролика, м; R – ра-
диус ролика, м; K – модуль упругости ленты при сжатие, Н/м
2
; a – длины контакта
ролика с лентой, м; KT – время релаксации ленты при ее сжатии в процессе
качения ролика по ней, с; коэффициент вязкости ленты, Нс/м
2
.
Из формул (14) и (16) следует, что при неизмененной скорости ленты с
уменьшением погонной нагрузки qГ коэффициент сопротивления уменьша-
ется. При постоянной погонной нагрузке при увеличении скорости ленты кон-
вейера от 0 до vk коэффициент сопротивления увеличивается до максималь-
ного значения и при v > vk уменьшается до нуля.
На рис. 1 показаны зависимости мощности привода конвейера N мощного
горизонтального конвейера (S ≥ 10000 Н) от производительности Q соответст-
венно в случае vл = const (формула (11), кривая 1) и в случае изменения скоро-
сти ленты (формула (13), кривая 2). Расчет кривых 1 и 2 выполнялся при сле-
дующих исходных данных: вязкости ленты = 10
5
Нс/м
2
(T 0,01 с), L = 1000 м;
= 0˚; vл = 1,6 м/с; k = 1,08; = 0,85; qл = 157 Н/м; q΄р =250 Н/м; q˝р = 90 Н/м;
qГmax = 712 Н/м; Qmax = 410 т/ч; S =20 кН; lp = 1 м; l1 = l2 = 0,456 м; R = 0,06 м; b=
=0,456 м; h = 0,02 м; K = 310
6
Н/м
2
.
Рис. 1 – График зависимости мощности привода ленточного конвейера
без регулирования (1) и с регулированием (2) скорости ленты при = 10
5
Нс/м
2
(T 0,01 с)
0
20
40
60
80
100
120
0 100 200 300 400 500
N,
кВт
Q, т/ч
1
2
191
Из графиков (рис. 1) видно, что при регулировании скорости ленты в случае
уменьшения производительности конвейера в 2 раза потребляемая приводом мощ-
ность уменьшается примерно на 26 %
Таким образом, при транспортировании насыпных грузов ленточными кон-
вейерами потери потребляемой приводом электроэнергии существенно зависят
от производительности конвейера, погонной нагрузки, натяжения и скорости
ленты, а также от времени ее релаксации. Регулирование скорости ленты кон-
вейера в случае изменения производительности конвейера позволит снизить
энергозатраты привода ленточного конвейера в среднем на 30 % за счет умень-
шения механических сопротивлений в узлах «тары».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Моисеев Н. Н. Математические задачи системного анализ / Н. Н. Моисеев. – М. : Наука, 1981. – 488 с.
2. Современная теория ленточных конвейеров горных предприятий / В. И. Галкин, В. Г. Дмитриев,
В. П. Дьяченко [и др.] – М. : Изд-во МГГУ, 2005. – 543 с.
3. Гольберт А. Е. Перспективное направление развития эксплуатационных возможностей ленточных кон-
вейеров / А. Е. Гольберт // Уголь Украины. – 1994. – №11. – С. 26 – 27.
4. Монастырский В. Ф. Разработка методов и средств управления надежностью горных машин /
В. Ф. Монастырский // Наука и образование. – Якутск: из-во СО РАН. – 2001. – №3. – С. 144 – 151.
5. Монастырский В. Ф. Оптимизации энергоемкости транспортирования насыпных грузов ленточными
конвейерами / В .Ф. Монастырский, С. В. Монастырский, Р. В. Кирия // Горный информационно-аналитический
бюллетень. – М. : МГГУ. – 2008. – №11. – С. 304 – 309.
6. Кирия Р. В. Об определении коэффициента сопротивления движению ленты конвейера по роликоопорам
/ Р. В. Кирия, Т. Ф. Мищенко, Р. Г. Павленко // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ НАН
Украины. – Днепропетровск. – 2003. – Вып. № 47. – C. 98 – 107.
7. Снижение энергозатрат при транспортировании насыпных грузов с помощью управления скоростью
ленты конвейера / В. Ф. Монастырский, В. Ю. Максютенко, Р. В. Кирия, И. А. Бужинский // Науковий вісник
НГУ. – Дніпропетровськ. – 2007. – №10. – С. 35 – 37.
8. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия / К. Джонсон. – М. : Мир, 1989. – 510 с.
УДК 622.24
Генеральный директор А. А. Крамаренко,
зам. гендиректора А. А. Захаров
(«Восток ГРГП»)
ОПЫТ ПРОВЕДЕНИЯ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА –
ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОТЫ СКВАЖИНЫ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД
В УСЛОВИЯХ ГАЗОПРОЯВЛЕНИЯ
Луганська обласна фізіотерапевтична поліклініка ім. професора А. Є. Щербака експлуа-
тує свердловіну мінеральних вод, які використовуются у лікувальних цілях.
Працівники поліклініки при проведенні замірів вмісту газувиявили підвищенний вміст
газу у воді й міжтрубному просторі обсадних колон. Підприємством проведений капітальний
ремонт – відновлення роботи свердловини мінеральних вод в умовах газопрояву.
OVERHAUL EXPERIENCE – THE RECONDITIONING OF THE
MINERAL WATER WELL FUNCTIONING IN CONDITIONS OF GAS
FLOW
Lugansk regional professor Scherbak physiotherapeutic policlinic is exploiting a miner-
al water well with therapeutic purpose. Policlinic workers detected an increased content of gas
in water and annular distance of casing strings during the measurement of the gas content. The
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-33494 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:53:51Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Монастырский, В.Ф. Максютенко, В.Ю. Кирия, Р.В. 2012-05-28T15:00:01Z 2012-05-28T15:00:01Z 2010 Эффективность работы ленточных конвейеров на горных предприятиях / В.Ф. Монастырский, В.Ю. Максютенко, Р.В. Кирия // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2010. — Вип. 88. — С. 185-191. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33494 622. 64:622.341.1 Розглянуто питання втрати енергії при транспортуванні насипних вантажів стрічковими конвеєрами. Встановлено, що за критерій ефективності їх роботи прийнято коефіцієнт опору руху стрічки з вантажем по ставу, значення якого залежить від погонного навантаження, натягу та швидкості конвеєрної стрічки. Регулювання швидкості стрічки дозволяє знизити енерговитрати приблизно на 25 % від загальних за рахунок зменшення механічних опорів у вузлах 
 «тари». The questions of energy loss in the process of piled up load transportation by band conveyers are considered. It is set that as the criterion of their work efficiency the coefficient of resistance to the motion of a ribbon with a load is accepted. The value of which depends on the linear loading and «tare» of conveyer. The adjusting of ribbon speed allows to lower the energy losses 25 per cent owing to reduction of mechanical resistances in «tare» knots. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Эффективность работы ленточных конвейеров на горных предприятиях The efficiency of band conveyers work at mining enterprises Article published earlier |
| spellingShingle | Эффективность работы ленточных конвейеров на горных предприятиях Монастырский, В.Ф. Максютенко, В.Ю. Кирия, Р.В. |
| title | Эффективность работы ленточных конвейеров на горных предприятиях |
| title_alt | The efficiency of band conveyers work at mining enterprises |
| title_full | Эффективность работы ленточных конвейеров на горных предприятиях |
| title_fullStr | Эффективность работы ленточных конвейеров на горных предприятиях |
| title_full_unstemmed | Эффективность работы ленточных конвейеров на горных предприятиях |
| title_short | Эффективность работы ленточных конвейеров на горных предприятиях |
| title_sort | эффективность работы ленточных конвейеров на горных предприятиях |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33494 |
| work_keys_str_mv | AT monastyrskiivf éffektivnostʹrabotylentočnyhkonveierovnagornyhpredpriâtiâh AT maksûtenkovû éffektivnostʹrabotylentočnyhkonveierovnagornyhpredpriâtiâh AT kiriârv éffektivnostʹrabotylentočnyhkonveierovnagornyhpredpriâtiâh AT monastyrskiivf theefficiencyofbandconveyersworkatminingenterprises AT maksûtenkovû theefficiencyofbandconveyersworkatminingenterprises AT kiriârv theefficiencyofbandconveyersworkatminingenterprises |