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

2. Уперше обгрунтовано та розроблено математичну модель напружено-деформованого стану двошарової гумотросової конвеєрної стрічки, що дозволила оцінити перерозподіл зусиль у цілих тросах по шарах тросів, ширині ГТС та довжині тросів при пошкодженні тросової основи, обгрунтувати параметри та конструкції гумотросових стрічок і стикових з'єднань.

3. Установлено, що при згині двошарової гумотросової стрічки на привідному барабані зусилля в більш віддаленому від барабана тросі збільшуються на величину до 65... 80% для стрічки на основі троса діаметром 4, 2 мм і зменшуються від прикладання тягового зусилля тертям на 30%. Величина цього зусилля зростає зі зменшенням довжини дуги контакта стрічки та барабана.

4. Визначено, що крок укладки тросів у шарах і між шарами впливає на максимальний коефіцієнт перевантаження kj, i у перерізі з пошкодженими тросами. Цей коефіцієнт набуває мінімального значення (kj, i = 1, 35) при однаковому розташуванні тросів у шарах (рівному кроці укладки тросів у шарах і між шарами).

5. Виявлено, що при поривах тросів зусилля в них та максимальні дотичні напруження згасають на незначних довжинах (до 1 м) у різних випадках пошкоджень. Найбільш небезпечний випадок - пошкодження декількох сусідніх тросів (пучок) в одному перерізі стрічки. Тоді максимально перевантаженими (кj, i > 2) виявляються троси, сусідні з пошкодженими. Під час пошкодження тросової основи краще вкладати по 4 троси в кожному пучку з мінімальною технологічною відстанню між тросами.

6. Установлено, що максимальні напруження, що виникають у крайньому тросі, практично не залежать (з числом тросів n  4 у шарі) від кількості тросів у стику, що дозволяє розраховувати стикове з'єднання стрічки з довільної кількості тросів за тією ж методикою, що й з восьми тросів.

7. Доведено, що найменшу довжину стикового з'єднання (0, 55 м) має стик із шаховим розташуванням тросів, а найбільшу – східчастий стик внапусток (1, 1 м). Збільшення довжини стику вище мінімального призводить до незначного (менше 4%) підвищення його агрегатної міцності.

8. Показано, що стрічки двошарової конструкції порівняно з одношаровими відзначаються збільшеним значенням співвідношення периметра тросів та величини тягового зусилля. Збільшення цього співвідношення викликає зростання міцності стикових з'єднань і дає змогу використовувати троси на основі дротів, виготовлених за сучасними технологіями з границею їх міцності до в = 3000 Н/мм2 і більше.

9. При виконанні дисертаційної роботи розроблені технічні умови “Стрічки конвеєрні гумотросові двошарові міцністю 1500... 6000 Н/мм ширини осердя” (ТУ У 016-002-010) на експериментальну партію 1000 пог. м і методичні рекомендації з розрахунку стикових з'єднань двошарових гумотросових конвеєрних стрічок, які передані для використання комбінату “Кривбасзалізорудком”.

 

 

Колосов Д. Л. О долговечности ленточно-тягового органа ленточного питателя // Вибрации в технике и технологиях. – 1998. – №5 (9). – С. 39-40.

Колосов Д. Л. Об изгибной жёсткости и изгибных напряжениях металлотросов резинотросовых лент // Вибрации в технике и технологиях – 1999. – №3 (12). – С. 7-9.

Биличенко Н. Я., Колосов Д. Л. Основные научно-технические задачи по созданию отечественных резинотросовых конвейерных лент // Науковий вісник НГА України. - 1999. – №3. – С. 79-81.

Колосов Д. Л. О напряжённо-деформированном состоянии резинотросовой ленты при кручении тросов // Науковий вісник НГА України. – 1999. – №6. – С. 89-92.

Колосов Л. В., Колосов Д. Л. Анализ результатов испытаний образцов резинотросовых уравновешивающих канатов // Збірник наукових праць НГА України. - Дніпропетровськ. - 2000. - №10. – С. 240-243.

Колосов Д. Л. Обоснование параметров и конструкций отечественных резинотросовых конвейерных лент // Науковий вісник НГА України. – 2000. – №6. – С. 48-54.

Ропай В. А., Колосов Д. Л. Математическая модель напряженно-деформированного состояния двухслойной резинотросовой ленты с порывами отдельных тросов // Науковий вісник НГА України. – 2001. - №1. – С. 50-53.

Колосов Д. Л. Математическая модель напряженно-деформированного состояния двухслойной резинотросовой ленты при изгибе на барабане // Гірнича електромеханіка та автоматика: Наук. -техн. зб. – 2001. – Вип. 66. – С. 95-100.

Колосов Д. Л. Исследование напряженно-деформированного состояния двухслойных резинотросовых лент при изгибе на барабане // Науковий вісник НГА України. – 2001. – №6. – С. 49-52.

Патент № 30136А Україна. Спосіб складання гумотросових конвеєрних стрічок / Л. В. Колосов, В. А. Ропай, М. М. Шидо, В. І. Савицький, Д. Л. Колосов; опубліковано 15. 11. 2000. Бюл. № 6-ІІ.

Патент № 38378А Україна. Спосіб виготовлення довгомірного гумотросового виробу для гірничошахтного устаткування і пристрій для його здійснення / В. А. Ропай, М. М. Шидо, В. І. Савицький, Д. Л. Колосов; опубліковано 15. 05. 01. Бюл. № 4.

Патент № 34230А Україна. Підвісний пристрій для плоского каната / Л. В. Колосов, С. І. Чеберячко, Д. Л. Колосов; опубліковано 15. 02. 01. Бюл. №1.

Патент № 40088А Україна. Спосіб виготовлення гумотросового каната та конвеєрної стрічки і пристрій для його здійснення / Л. В. Колосов, Д. Л. Колосов, В. А. Ропай, М. М. Шидо, В. І. Савицький; опубліковано 16. 07. 01. Бюл. № 6.

Самуся В. И., Колосов Д. Л., Обухов А. Н. Агрегатная прочность резинотросовой конвейерной ленты // Современные проблемы и перспективы развития горной механики: Материалы междунар. науч. -практ. конф. - Дніпропетровськ, 1999. - С. 193-195.

Колосов Л. В., Колосов Д. Л., Ропай В. А. О центрировании резинотросовых конвейерных лент // Неделя горняка: Материалы науч. симпоз. - Москва, 2001. – С. 218-221.

 

Особистий внесок автора в роботи, опубліковані у співавторстві: [3] – патентний огляд та узагальнення досвіду експлуатації гумотросових стрічок; [5] – участь у випробуваннях та обробка результатів; [7] – визначення задач досліджень, отримання аналітичних залежностей для розрахунку напружено-деформованого стану стрічки при пошкодженні окремих тросів; [10-13] – розробка істотних ознак винаходів; [14, 15] – розрахунки, обробка результатів.

 

 

Колосов Д. Л. Обгрунтування параметрів та конструкцій двошарових гумо-тросових конвеєрних стрічок для гірничих підприємств. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05. 05. 06 – гірничі машини. Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2002.

Розроблено та досліджено математичні моделі напружено-деформованого стану: двошарової гумотросової стрічки при пошкодженні тросової основи на прямолінійній ділянці конвеєра; стикових з'єднань стрічок двошарової конструкції; при згині двошарової гумотросової стрічки на барабані конвеєра з урахуванням прикладання тягового зусилля, деформування гуми на стиск і зсув та згинальної жорсткості тросів.

Обгрунтовано раціональні параметри стикових з'єднань та типорозмірного ряду двошарових конвеєрних стрічок, на основі яких розроблено технічні умови “Стрічки конвеєрні гумотросові двошарові міцністю 1500... 6000 Н/мм ширини осердя” (ТУ У 016-002-010) на експериментальну партію 1000 пог. м, які передані для використання комбінату “Кривбасзалізорудком”. Розроблено методичні рекомендації з розрахунку стикових з'єднань двошарових гумотросових конвеєрних стрічок.

Ключові слова: двошарова гумотросова стрічка, математична модель, пошкодження тросової основи, згин на барабані, стикове з'єднання.

 

 

Колосов Д. Л. Обоснование параметров и конструкций двухслойных резинотросовых конвейерных лент для горных предприятий. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05. 05. 06 – горные машины. Национальный горный университет, Днепропетровск, 2002.

Диссертационная работа посвящена разработке методов расчета и обоснованию рациональных параметров и конструкций двухслойных резинотросовых конвейерных лент для горных предприятий.

Установлено, что создание высокопрочных резинотросовых лент на основе проволок отечественного производства (Харцызский и Одесский проволочно-канатные заводы) с низким значением предела прочности (в  1770 Н/мм2) при общепринятых схемах расположения тросов (один слой параллельных тросов) невозможно. Вследствие этого разработаны конструктивные решения по созданию двухслойных резинотросовых конвейерных лент прочностью до 6000 Н/мм ширины сердечника.

Для оценки работоспособности двухслойной резинотросовой ленты при работе на барабане конвейера разработана и исследована математическая модель напряженно-деформированного состояния ленты при изгибе на неприводном и приводном барабанах конвейера с учетом приложения тягового усилия к ленте, деформирования резины на сжатие и сдвиг, изгибной жесткости тросов.

Установлено, что при изгибе на приводном барабане, вследствие возникающих изгибных напряжений усилия в более удаленном от барабана тросе увеличиваются на величину до 80%, а от передачи тягового усилия трением уменьшаются на 30% от усилия в набегающей ветви.

Разработана и исследована математическая модель напряженно-деформированного состояния двухслойной резинотросовой ленты при повреждении отдельных тросов в одном поперечном сечении ленты на прямолинейном участке конвейера, позволяющая оценить перераспределение усилий в целых тросах и обосновать рациональные конструкции двухслойных резинотросовых лент и их стыковых соединений. При повреждении тросовой основы предпочтительна укладка по 4 троса в каждом пучке с минимальным технологическим расстоянием между тросами.

Разработаны конструктивные решения и обоснованы рациональные параметры стыковых соединений, длины которых должны составлять не менее: 0, 55 м - для стыка с шахматной укладкой тросов в поперечном сечении ленты; 0, 7 м - для стыка с чередующимся расположением тросов; 1, 1 м для ступенчатого стыка внахлестку. Установлено, что увеличение длины стыкового соединения выше минимального, приводит к незначительному (менее 4%) повышению его агрегатной прочности.

Разработаны и переданы для использования комбинату “Кривбассжелезорудком” технические условия “Ленты конвейерные резинотросовые двухслойные прочностью 1500…6000 Н/мм ширины сердечника” (ТУ У 016-002-010) на экспериментальную партию 1000 пог. м. Разработаны методические рекомендации по расчету стыковых соединений двухслойных резинотросовых конвейерных лент.

Показано, что применение двухслойных конструкций лент на основе тех же металлотросов, что и однослойных, позволит увеличить долговечность ленты в 2…3 раза. Это особенно актуально, учитывая высокую стоимость ( 100... 150$ за 1 м2) и большой объем конвейерных лент, эксплуатируемых на горных предприятиях Украины.

Ключевые слова: двухслойная резинотросовая лента, математическая модель, повреждение тросовой основы, изгиб на барабане, стыковое соединение.

 

 

Kolosov D. L. Grounding of the parameters and constructions of the two-layer rubber-ropes conveyer’s belts for mining factories. – Manuscript.

Thesis for the application of the Candidate of Technical Sciences degree on speciality 05. 05. 06 – Mining Machines. The National Mining University, Dniepropetrovsk, 2002.

The mathematical models of stressed-deformed state: of two-layer rubber-ropes belt in the case of damaged rope’s base; of joints of two-layer rubber-ropes belts; in the case of belt’s deflection on the drum of the conveyer, are developed and analyses.

The parameters of belt’s joints and parameters of two-layer rubber-ropes belts are substantiated. The engineering technique for calculation of the parameters of belt’s joints and technical conditions of two-layer rubber-ropes belts with strength of core up to 6000 N/mm are developed and applied successfully by “Krivbassgelezorudkom”.

Kee words: two-layer rubber-ropes belt, mathematical model, damaged rope’s base, deflection on the drum of the conveyer, belt’s joints.