Повышение эффективности функционирования подземных конвейеров путем недопущения поперечного схода лент
Розглянуто вплив статичних децентруючих чинників, таких як спучування ґрунту, на бічний схід конвеєрної стрічки. Встановлено, що найефективнішим способом його запобігання є вживання центруючих роликоопор з індивідуальними електроприводами. Розроблено схему адаптивного управління приводом центруючого...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехническая механика |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53785 |
| 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: | Повышение эффективности функционирования подземных конвейеров путем недопущения поперечного схода лент / Т. И. Жигула, Л. П. Ладутина // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 304-309. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859973827399778304 |
|---|---|
| author | Жигула, Т. И. Ладутина, Л. П. |
| author_facet | Жигула, Т. И. Ладутина, Л. П. |
| citation_txt | Повышение эффективности функционирования подземных конвейеров путем недопущения поперечного схода лент / Т. И. Жигула, Л. П. Ладутина // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 304-309. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехническая механика |
| description | Розглянуто вплив статичних децентруючих чинників, таких як спучування ґрунту, на бічний схід конвеєрної стрічки. Встановлено, що найефективнішим способом його запобігання є вживання центруючих роликоопор з індивідуальними електроприводами. Розроблено схему адаптивного управління приводом центруючого пристрою.
Influencing of static non-centred factors is considered, such as lift of soil, on lateral tails of
conveyer belt. It is set, that application of centring rollers with individual motors is the most effective method of his prevention. The chart of adaptive control by the drive of centring device is developed.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:22:15Z |
| format | Article |
| fulltext |
304
риалов с дефектами и динамические явления в горных породах и выработках: Матер. XX Межд. науч. школы. –
Симферополь: Таврич. нац. ун-т, 2010. – С. 75–77.
6. Касьян М. В. Изменение спектров эмиссионных сигналов при развитии трещин и разрушении горных
пород / М.В. Касьян, В.А. Робсман, Г.Н. Никогосян // Доклады АН СССР. – 1989. – Т. 306. – № 4. – С. 1171–
1187.
7. Курленя М. В. Спектрально-временные характеристики ЭМИ излучения при трещинообразовании гор-
ных пород / М.В. Курленя, Г.И. Кулаков, Г.Е. Яковицкая // ФТПРПИ. – 1993. – № 1. – С. 37–41.
8. Скипочка С.И. Сейсмоакустический контроль изменения напряженного состояния углепородного мас-
сива в зонах разрывных дислокаций / С.И. Скипочка, Ю.Н. Пилипенко // Геотехническая механика: Межвед. сб.
науч. тр. / ИГТМ НАН Украины. − Днепропетровск, 2010. − Вып. 91. − С. 27−32
9. Скипочка С.И. Геомеханическое состояние угольных пластов при подходе очистных работ к разрывным
нарушениям сложной морфологии / С.И. Скипочка, Ю.Н. Пилипенко // Геотехническая механика: Межвед. сб.
науч. тр. / ИГТМ НАН Украины. − Днепропетровск, 2009. − Вып. 83. − С. 288−292.
10. Кузнецов Г.Н. Моделирование проявлений горного давления / Г.Н. Кузнецов.– М.: Недра, 1968. – 342 с.
11. Пилипенко Ю.Н. Дегазация угольных пластов в зонах тектонических нарушений / Ю.Н. Пилипенко //
Геолог Украины. – 2011. – № 2. – С.69-73.
УДК 622.647.2:681.5
Кандидаты техн. наук Т. И. Жигула,
Л. П. Ладутина
(ИГТМ НАН Украины)
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
ПОДЗЕМНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ПУТЕМ НЕДОПУЩЕНИЯ
ПОПЕРЕЧНОГО СХОДА ЛЕНТ
Розглянуто вплив статичних децентруючих чинників, таких як спучування ґрунту, на бі-
чний схід конвеєрної стрічки. Встановлено, що найефективнішим способом його запобігання
є вживання центруючих роликоопор з індивідуальними електроприводами. Розроблено схе-
му адаптивного управління приводом центруючого пристрою.
INCREASE OF EFFICIENCY OF FUNCTIONING
UNDERGROUND CONVEYERS BY NON-ADMISSION
TRANSVERSAL TAILS OF BELTS
Influencing of static non-centred factors is considered, such as lift of soil, on lateral tails of
conveyer belt. It is set, that application of centring rollers with individual motors is the most effec-
tive method of his prevention. The chart of adaptive control by the drive of centring device is de-
veloped.
Причиной значительной части простоев конвейеров является сход ленты,
который разрушает ее борта, вызывает порывы и разрывы на стыках. Сход гру-
зовой ветви, особенно на забойном конвейере, ограничивает производитель-
ность всего комплекса, вызывая просыпание значительной части груза, который
попадает на ленту холостой ветви и заштыбовывает нижние ролики и концевой
барабан. Уменьшение износа бортов ленты конвейера и недопущение просыпа-
ния груза позволит улучшить показатели работы транспортного комплекса.
Этого можно добиться применением надежных методов и способов центриро-
вания конвейерных лент.
В процессе эксплуатации конвейера на ленту, движущуюся по его линейной
части, действуют децентрирующие усилия и моменты, вызываемые следующи-
ми факторами: перекосами роликоопор в горизонтальной и вертикальной плос-
костях; отклонениями става от оси конвейера; неодинаковым сопротивлением
вращению боковых роликов опоры; нецентральной загрузкой ленты; непрямо-
линейностью ленты; несимметричным распределением натяжения по ширине
ленты; неодинаковым натяжением канатов става.
305
Большинство децентрирующих факторов, за исключением непрямолинейно-
сти и нецентральной загрузки ленты, сравнительно медленно меняются во вре-
мени и могут рассматриваться как статические.
К числу статических децентрирующих факторов, проявлениями которых яв-
ляются децентрирующие конвейерную ленту усилия и моменты, относится пе-
рекос роликоопор. При жестком ставе напочвенной конструкции перекос роли-
коопор в вертикальной плоскости может быть обусловлен неточной установкой
става, а также вспучиваниями почвы, которые могут возникнуть в процессе
эксплуатации конвейера. Для конвейера с канатным ставом перекос роликоопор
в вертикальной плоскости определяется разностью прогиба канатов става, ко-
торая обусловлена разностью их натяжений.
В работе [1] дана оценка величины бокового схода ленты груженной ветви
на ставах с жесткими и подвесными роликоопорами. Установлено, что при од-
ной и той же возмущающей силе 3000 Н лента сходит в боковом направлении
на ставе с жесткими опорами на 150 мм, а на канатном ставе – всего на 90 мм.
Поэтому исследование бокового схода ленты будем производить для жесткого
става, т.е. для наихудшего варианта.
Рассмотрим случай перекоса однороликовой опоры жесткого става в верти-
кальной плоскости на угол α , возникший в результате вспучивания почвы.
При выборе расчетной схемы отрезок ленты заменим призматическим
стержнем, свободно лежащем на двух опорах и загруженным на всем пролете
сплошной нагрузкой q (погонный вес ленты с грузом). Начало координат выбе-
рем в левом опорном сечении, ось X направим вправо, ось Y – вверх, ось Z –
перпендикулярно плоскости чертежа. Левое опорное сечение А повернуто в
плоскости YZ на угол α, реакция опоры А расположена в плоскости YZ перпен-
дикулярно опоре, т.е. составляет угол α с осью Y (рис. 1).
Рис. 1 – Расчетная схема для определения бокового схода ленты на перекошенном ролике.
306
Мы имеем случай сложного сопротивления стержня, который подвергается
двум плоским изгибам в главных плоскостях инерции, упругая линия стержня
представляет собой пространственную кривую, уравнения которой в плоско-
стях xy и xz соответственно:
)(2
2
xM
dx
ydEI zz = ; (1)
)(2
2
xM
dx
zdEI yy = , (2)
где )(xM z и )(xM y − изгибающие моменты, действующие в сечениях ленты в
плоскостях yx и zx соответственно:
)(
22
)(
2
xlqxxqxYxM Az −=−= ; (3)
α−== tg
2
)( qlxxZxM Ay . (4)
С учетом (3) и (4) уравнения (1) и (2) приобретают вид:
)(
22
2
xlqx
dx
ydEI z −= ; (5)
α−= tg
22
2 qlx
dx
zdEI y . (6)
Проинтегрировав дважды уравнения (5) и (6) и определив постоянные интег-
рирования из граничных условий (при х = 0 и х = l y(0) = y(l) = z(0) = z(l) = 0),
получаем выражения для смещений ленты в плоскостях yz и zx на пролете ме-
жду двумя роликоопорами:
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−−=
6326
343 xlxlx
EI
qy
z
; (7)
)(
12
tg 33 lxxl
EI
qz
y
−
α
= . (8)
Максимальные отклонения ленты в вертикальной и горизонтальной плоско-
стях наблюдаются посредине пролета (расстояния между роликоопорами), т.е.
при
2
lx =
zEI
qllyy
1442
4
max −=⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛= ; (9)
yEI
qllzz
32
tg
2
4
max
α
=⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛= . (10)
Согласно формуле (10) максимальное боковое отклонение ленты от прямо-
линейного положения, возникающее при перекосе отдельной роликоопоры в
307
вертикальной плоскости на угол α, прямо пропорционально весу груза, прихо-
дящегося на опору ql, кубу расстояния между опорами l3, углу поворота α (т.к.
α≤4°, можно принять tg α≈α) и обратно пропорционально изгибной жесткости
ленты EIy.
Таким образом, варьируя параметрами конвейера (увеличивая изгибную же-
сткость ленты и уменьшая величину расстояния между опорами) можно
уменьшить величину возможных боковых отклонений ленты. Тем не менее, та-
кие конструктивные решения не всегда приемлемы по ряду соображений: уве-
личение сопротивления движению и износа ленты, увеличение стоимости кон-
вейера и т.п. Поэтому основная возможность недопущения бокового схода лен-
ты – это применение дополнительных устройств, препятствующих сходу, и
управление ими в процессе работы конвейера. На практике применяются само-
центрирующиеся роликоопоры, которые должны обеспечивать уменьшение бо-
ковых смещений ленты.
Наиболее эффективным способом предотвращения бокового схода ленты
является применение устройств, изменяющих угол наклона роликоопор с целью
создания центрирующих сил и моментов, способных уравновесить действие
возмущающих сил.Таким устройством для центрирования рабочей ветви ленты
при внецентренном расположении на ней груза может служить, к примеру, цен-
трирующая шарнирная роликоопора [2].
Роликоопора устанавливается на линейной части конвейера или непосредст-
венно у загрузочных узлов. Она обеспечивает центрирование ленты двумя спосо-
бами: изменением геометрии роликоопоры в плоскости, перпендикулярной к оси
конвейера, при внецентренном расположении на ней насыпного груза, и разво-
рота ее в плане при поперечном смещении ленты относительно става конвейера.
Действие центрирующей роликоопоры на ленту распространяется на не-
большую длину, поэтому иногда на грузовой ветви устанавливают рядом по
две-три такие роликоопоры и соединяют между собой шарнирными тягами. В
этом случае все роликоопоры поворачиваются одновременно, и действие их ох-
ватывает значительно больший участок ленты.
В статье [3] отмечается, что применение самоцетрирующихся роликоопор
не обеспечивает нормальной работы конвейера. Для обеспечения надежной ра-
боты центрирующих устройств необходимо применить внешний, достаточно
мощный следящий электропривод поворота роликоопоры.
Примером центрирующей роликоопоры с индивидуальным электроприводом,
включающимся при появлении бокового схода ленты, является устройство [4].
При смещении конвейерной ленты в какую-либо сторону контактирующий с
ней ролик поворачивает стержень, и регулятор подает команду электродвигате-
лю, вал которого начинает вращаться в соответствующем направлении. Враще-
ние вала заставляет соответствующий наклонный ролик смещать конвейерную
ленту к центральной оси конвейера. Применение на конвейерах центрирующих
роликоопор с индивидуальными электроприводами предполагает разработку
системы управления этими приводами.
Наиболее эффективной в этом случае будет система адаптивного управле-
ния по возмущению, в которой управление осуществляется на основе измере-
308
ния возмущений, вызывающих отклонение состояния системы от желаемого,
т.е. на основании измерения угла перекоса α каждой роликоопоры и изменяю-
щейся нагрузки на роликоопору ql. При этом предполагается, что на каждой
роликоопоре установлены датчики, измеряющие угол ее перекоса и действую-
щую нагрузку, и устройство поворота с электроприводом, который включается
по сигналу датчика и устраняет отклонение ролика от желаемого положения.
Недостаток такой системы – большое количество устройств принудительного
центрирования, что увеличивает капитальные и эксплуатационные расходы для
каждого конвейера. На практике устройства принудительного центрирования
устанавливают не на каждой роликоопоре, а с определенным шагом и в местах,
где наиболее часто наблюдается боковой сход ленты. Адаптивная подстройка
устройства управления приводом центрирующего устройства осуществляется в
функции от отклонения текущего значения контролируемого параметра от тре-
буемого значения. Ее основное достоинство перед другими способами под-
стройки состоит в том, что она не использует математического описания под-
страиваемой системы. На рис. 2 приведен вариант такой подстройки привода,
где качество управления оценивается по текущим значениям α и ql.
Рис. 2 – Функциональная схема адаптивной подстройки
привода центрирующего устройства.
Показатель качества примем равным ql⋅α − произведению угла наклона ро-
ликоопоры α и приходящегося на нее веса груза ql. Согласно (10)
3
max32
l
zEI
ql y=α⋅ .
Максимальное боковое смещение ленты не должно превышать допустимого
значения, которое, обычно, принимают равным 0,1В, где В – ширина ленты.
Для показателя качества qlα должно выполняться неравенство
3
2,3
l
BEI
ql y≤α . (11)
Текущие значения α и ql от датчиков поступают в адаптер, который и про-
изводит оценку выбранного показателя качества qlα.
Адаптер БН Привод
α
ql
от датчиков
309
Если неравенство (11) не выполняется, то адаптер выдает соответствующее
воздействие на блок настройки БН, который осуществляет подстройку привода
исполнительного механизма центрирующего устройства.
Проведенные исследования показали, что перекос роликоопор конвейера в
вертикальной плоскости может вызвать значительные боковые отклонения лен-
ты. Для их устранения необходимо применить центрирующие устройства, ко-
торые изменяют наклон роликов в вертикальной плоскости. Эффективность ра-
боты этих устройств может быть обеспечена применением индивидуальных
электроприводов с адаптивной подстройкой в функции от отклонения текущего
значения показателя качества от требуемого значения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Яхонтов Ю. А. Боковой сход грузовой ветви ленты / Ю. А. Яхонтов // Шахтный и карьерный транс-
порт. – М.: Недра, 1974. – Вып. 1. – С. 102–122.
2. Бибиков П. Я. Новые конструкции центрирующих роликоопор / П. Я. Бибиков, В. В. Губин, Е. В. Заха-
ров [и др.] // Шахтный и карьерный транспорт. – М.: Недра, 1984. – .Вып. 9. – С. 32–36.
3. Покушалов М. П. Анализ работы центрирующих устройств на ленточных конвейерах / М. П. Покушалов
// Транспорт на горных предприятиях: сб. научн. тр. / МГИ. – М.: Недра, 1971. – С. 102–107.
4. А.с. 2465661 Франция, МКИ В 65 G 15/64. Устройство для центрирования ленты конвейера / Dispositif pour
le centrage de courroies / Fobbro Dino (Франция). – № 8020082; заявл. 18.09.80; опубл. 27.03.81, Бюл. №10. –3 с.
УДК [622.673.1: 681.514.54]
Канд. техн. наук В.В. Лопатін
(ІГТМ НАН України)
РЕЗУЛЬТАТИ ВИПРОБУВАНЬ РЕДУКТОРІВ СВЕРДЛОВИНОЇ
ШТАНГОВОЇ НАСОСНОЇ УСТАНОВКИ РОЗРОБЛЕНОЮ
МОБІЛЬНОЮ СИСТЕМЮ КОНТРОЛЮ
Приведены результаты исследований при ремонтных испытаниях в условиях Бориславс-
кой ЦБПО редукторов скважинной штанговой насосной установки (СШНУ) с помощью раз-
работанной мобильной системы контроля и разработанной «Методики оценки технического
состояния после ремонта и прогнозирование ресурса редукторов СШНУ в процессе эксплуа-
тации скважины с помощью вибродиагностики» утвержденной Ивано-Франковским нацио-
нальным техническим университетом нефти и газа и согласованной НГПУ «Бориславнефте-
газ».
TEST RESULTS REDUKTOR WELL BEAM PUMPING DEVELOPED
OF MOBILE SYSTEM OF CONTROL
The results of studies in the maintenance trials in Borislav СPВА gear downhole sucker rod
pumping unit (DSRP) using a mobile control system designed and developed, "Methodologies for
the estimation of technical condition after the repair and forecasting resource DSRP gears during
operation vibration monitoring wells using" approved by the Ivano-Frankivsk national Technical
University of Oil and Gas and coordinated OG production management " Borislav Oil and Gas."
На цей час свердловинна штангова насосна установка (СШНУ) охоплює по-
над 65% діючого фонду свердловин в Україні, а редуктор є найбільш нестійким
елементом СШНУ (приблизно 1/3 відмовлень). Більша частина СШНУ експлу-
атується понад нормативний термін, мають місце численні відмови і аварії, кі-
лькість яких постійно зростає. Тому велике значення під час контролю МСК
стану зубчатих пар редуктору СШНУ має процедура порівняння поточного
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-53785 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:22:15Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Жигула, Т. И. Ладутина, Л. П. 2014-01-27T17:44:49Z 2014-01-27T17:44:49Z 2012 Повышение эффективности функционирования подземных конвейеров путем недопущения поперечного схода лент / Т. И. Жигула, Л. П. Ладутина // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 304-309. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53785 622.647.2:681.5 Розглянуто вплив статичних децентруючих чинників, таких як спучування ґрунту, на бічний схід конвеєрної стрічки. Встановлено, що найефективнішим способом його запобігання є вживання центруючих роликоопор з індивідуальними електроприводами. Розроблено схему адаптивного управління приводом центруючого пристрою. Influencing of static non-centred factors is considered, such as lift of soil, on lateral tails of conveyer belt. It is set, that application of centring rollers with individual motors is the most effective method of his prevention. The chart of adaptive control by the drive of centring device is developed. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Повышение эффективности функционирования подземных конвейеров путем недопущения поперечного схода лент Increase of efficiency of functioning underground conveyers by non-admission transversal tails of belts Article published earlier |
| spellingShingle | Повышение эффективности функционирования подземных конвейеров путем недопущения поперечного схода лент Жигула, Т. И. Ладутина, Л. П. |
| title | Повышение эффективности функционирования подземных конвейеров путем недопущения поперечного схода лент |
| title_alt | Increase of efficiency of functioning underground conveyers by non-admission transversal tails of belts |
| title_full | Повышение эффективности функционирования подземных конвейеров путем недопущения поперечного схода лент |
| title_fullStr | Повышение эффективности функционирования подземных конвейеров путем недопущения поперечного схода лент |
| title_full_unstemmed | Повышение эффективности функционирования подземных конвейеров путем недопущения поперечного схода лент |
| title_short | Повышение эффективности функционирования подземных конвейеров путем недопущения поперечного схода лент |
| title_sort | повышение эффективности функционирования подземных конвейеров путем недопущения поперечного схода лент |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53785 |
| work_keys_str_mv | AT žigulati povyšenieéffektivnostifunkcionirovaniâpodzemnyhkonveierovputemnedopuŝeniâpoperečnogoshodalent AT ladutinalp povyšenieéffektivnostifunkcionirovaniâpodzemnyhkonveierovputemnedopuŝeniâpoperečnogoshodalent AT žigulati increaseofefficiencyoffunctioningundergroundconveyersbynonadmissiontransversaltailsofbelts AT ladutinalp increaseofefficiencyoffunctioningundergroundconveyersbynonadmissiontransversaltailsofbelts |