Обгрунтування параметрів та конструкцій двошарових гумо-тросових конвеєрних стрічок для гірничих підприємств

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ ГІРНИЧИЙ УНІВЕРСИТЕТ

 

КОЛОСОВ Дмитро Леонідович

 

УДК 622. 673+539. 4

 

 

Спеціальність 05. 05. 06 – гірничі машини

 

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

 

Дніпропетровськ – 2002

 

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі рудникового транспорту Національного гірничого університету Міністерства освіти і науки України (м. Дніпропетровськ).

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор Біліченко Микола Якович, Національний гірничий університет Міністерства освіти і науки України, професор кафедри рудникового транспорту (м. Дніпропетровськ).

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Бельмас Іван Васильович, Дніпродзержинський технічний університет Міністерства освіти і науки України, професор кафедри металургійного обладнання (м. Дніпродзержинськ), кандидат технічних наук, доцент Смирнова Наталія Володимирівна, Криворізький технічний університет Міністерства освіти і науки України (м. Кривий Ріг).

Провідна установа - Інститут геотехнічної механіки НАН України Міністерства освіти і науки України, відділ механіки машин і процесів переробки мінеральної сировини (м. Дніпропетровськ).

Захист відбудеться “ 30 ” жовтня 2002 р. у 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08. 080. 06 при Національному гірничому університеті Міністерства освіти і науки України за адресою: 49027, м. Дніпропетровськ-27, просп. Карла Маркса, 19.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного гірничого університету Міністерства освіти і науки України (м. Дніпропетровськ).

 

 

Актуальність теми. Конвеєрний транспорт належить до основних видів транспорту на гірничовидобувних підприємствах України завдяки високій продуктивності й економічності. Особливість конвеєрів гірничих підприємств - в їх великій потужності і довжині транспортування. Основні недоліки стрічкових конвеєрів - дорожнеча конвеєрної стрічки і короткий термін її служби. У практиці експлуатації трапляються аварійні руйнування стрічок і передусім їх стикових з'єднань, що призводить до значної втрати продуктивності гірничих підприємств.

До 1994 р. Україна не виробляла гумотросових стрічок (ГТС) і закуповувала за кордоном, переважно в Росії (АТ “Курскрезинотехника”). Ремонтно-механічний завод комбінату “Кривбасзалізорудком” на основі наукових досліджень Національного гірничого університету (НГУ) вперше в Україні змонтував технологічну лінію з виробництва гумотросових конвеєрних стрічок, що дає змогу випускати до 200 м стрічки за добу. Набутий досвід випуску конвеєрних стрічок міцністю 1000 Н/мм ширини осердя на базі оцинкованого троса діаметром 4, 2 мм засвідчив, що оснащення, технологія та нові технічні рішення дозволяють забезпечити високу міцність зв'язку між тросом і гумою (Нв > 120 Н/мм), що перевищує світовий рівень для цього показника. Це дало можливість поставити задачу створення вітчизняних гумотросових конвеєрних стрічок міцністю до 6000 Н/мм ширини осердя. Такими високоміцними стрічками можна користуватися не лише на високопродуктивних конвеєрах гірничого виробництва, а й на конвеєрах порівняно низької продуктивності, що збільшить запас міцності та підвищить термін служби стрічок.

Завдання ускладнюється тим, що створення високоміцних ГТС досягається за рахунок використання сталевих тросів з високою границею міцності. Відомі заводи з виробництва сталевих тросів (Одеський, Харцизький) можуть забезпечити границю міцності дротів лише до в = 1600... 1800 Н/мм2, тоді як закордонні фірми досягають значення в = 2500... 3000 Н/мм2. Тож для використання вітчизняних тросів необхідні нові технічні рішення, які б зробили реальним створення стрічок високої міцності за рахунок застосування інших конструкцій гумотросових стрічок, наприклад, двошарової структури. Тема дисертаційної роботи й відзначається актуальністю, адже отримані автором результати вперше в Україні відкривають шлях до виробництва гумотросових конвеєрних стрічок високої міцності на основі металотросів, виготовлених вітчизняними дрото-канатними заводами.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота - складова наукових досліджень кафедри будівельної та теоретичної механіки НГУ і виконана у межах держбюджетних тематик: ДП-212 з № держреєстрації 0197U016030 – “Розробити теоретичні принципи і технічні рішення підвищення довговічності та тягової спроможності шахтних канатів і конвеєрних стрічок”, 1997-1999 р р. ; ДП-247 з № держреєстрації 0100U001819 – “Розробка теорії та методів розрахунку напружено-деформованого стану гнучких тяговонесучих систем з розподіленими параметрами”, 2000-2002 р р.

Мета роботи та задачі досліджень. Мета роботи – розробка методів розрахунку і обгрунтування раціональних параметрів та конструкцій високоміцних конвеєрних стрічок для гірничих підприємств.

Для досягнення поставленої мети вирішуються такі задачі:

– розробити конструктивні рішення створення високоміцних двошарових гумотросових конвеєрних стрічок (міцністю до 6000 Н/мм ширини осердя) на основі тросів вітчизняного виробництва;

– розробити та дослідити математичну модель напружено-деформованого стану (НДС) двошарових гумотросових стрічок при згині на барабані конвеєра з урахуванням конструктивних особливостей стрічки;

– розробити та дослідити математичну модель НДС стрічок запропонованих конструкцій при пошкодженні тросової основи, що дозволить оцінити перерозподіл зусиль у цілих тросах та обгрунтувати раціональні конструкції гумотросових стрічок;

– розробити та дослідити математичну модель НДС стикових з'єднань двошарових гумотросових стрічок, розробити конструкції стикових з’єднань з агрегатною міцністю не менше 95% від міцності цілої стрічки і обгрунтувати їх раціональні параметри.

Об'єкт дослідження – двошарова гумотросова конвеєрна стрічка.

Предмет дослідження – напружено-деформований стан: двошарової гумотросової стрічки при її взаємодії з привідним та непривідним барабанами конвеєра; при зруйнуванні окремих тросів в одному поперечному перерізі стрічки