ГЛАВА 2
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА МОНТАЖНОГО НАТЯЖЕНИЯ ТЯГОВОГО ОРГАНА СКРЕБКОВОГО КОНВЕЙЕРА
2.1. Общие положения
Целью данного раздела является выбор способа монтажного натяжения и оборудования натяжных устройств ТО забойного скребкового конвейера. Для достижения поставленной цели существующие способы монтажного натяжения ТО систематизированы по принципу действия НУ, выполнен расчёт и проведен анализ статических и динамических нагрузок в ТО при натяжении цепей различными способами, а также установлена эффективность способов натяжения ТО конвейера приводом.
Анализ статических нагрузок в ТО при монтажном натяжении цепей различными способами проводился на основании разработанной методики, которая включает расчёт и сопоставление силовых характеристик НУ: максимальных растягивающих усилий, развиваемых НУ в ТО; максимальных удлинений ТО ?l, которые достигают посредством НУ; коэффициентов использования растягивающего усилия ?, которые учитывают величину потерь растягивающего усилия на преодоление ТО сил сопротивления движению и являются одним из показателей эффективности способов монтажного натяжения.
Анализ динамических нагрузок в ТО скребкового конвейера при монтажном натяжении цепи головным приводом был выполнен на основании результатов моделирования режимов стопорения ТО забойного скребкового конвейера. Для проведения анализа приняты расчетные схемы, в соответствии с которыми процесс натяжения скребковой цепи, при стопорении рабочей ветви концевым стопорным приспособлением и при взаимном замыкании рабочей и холостой ветвей в вертикальной плоскости, описан системой дифференциальных уравнений второго порядка, которые также положены в основу имитационной модели вероятностной оценки надежности забойных скребковых конвейеров при монтажном натяжении ТО приводом.
2.2. Классификация НУ забойных скребковых конвейеров
На основании аналитического обзора конструкций и оборудования НУ забойных скребковых конвейеров все известные натяжные устройства можно систематизировать по принципу действия и назначению. Принцип действия НУ является их основным классификационным признаком и характеризуется способом передачи ТО растягивающего усилия. По этому признаку существующие НУ делятся на три основные группы (рис. 2.1), в соответствии с которыми растягивающее усилие передается: приводом конвейера с применением концевого стопорного приспособления; стягиванием замкнутого контура цепи; продольным перемещением приводных или обводных звездочек конвейера. К четвёртой группе можно отнести предлагаемый способ - приводом конвейера с взаимным замыканием рабочей и холостой ветвей ТО в вертикальной плоскости [38].
Натяжение ТО конвейера приводом с применением концевого стопорного приспособления (рис. 2.1, а), осуществляется следующим образом. Рабочую ветвь 1 закрепляют на рештачном ставе концевым стопорным приспособлением 2. Привод 3 конвейера реверсируют (указано стрелкой) и натягивают участок цепи, содержащий холостую 4 и рабочую 1 ветви. Обратное движение привода и растянутого участка цепи под воздействием его упругой реакции предотвращают механизмом свободного хода (МСХ), например, храповым механизмом, установленным на одном из валов редуктора, что позволяет фиксировать приращение натяжения цепи (одновременно и слабины 5), полученной при каждом включении привода 3. После натяжения ТО повторным кратковременным включением привод 3 снимают с МСХ. Отличительная особенность данного способа состоит в том, что ветви 1 и 4 последовательно нагружаются тяговым усилием привода и растягиваются в противоположных направлениях. Достоинство способа заключается в использовании в качестве силового агрегата НУ электропривода конвейера так как при этом нет необходимости применять дополнительные источники гидро- либо пневмоэнергии. К недостаткам следует отнести неравномерное распределение растягивающих усилий между ветвями, а также чрезмерные нагрузки в элементах ТО, и, как следствие, повышенную вероятность порыва цепей, особенно изношенных в процессе длительной эксплуатации.
Увеличение натяжения ТО скребкового конвейера стягиванием контура цепей (рис. 2.1, б) осуществляется с помощью переносного приспособления, которое содержит привод, основанный, например, на применении силового гидроцилиндра, подключенного к источнику гидравлической энергии. Гидроцилиндр 1 устанавливают в точках 2 и 3 тягового контура и обеспечивают создание усилий натяжения в направлениях, указанных на рис. 2.1, б стрелками. При достижении требуемой степени натяжения его фиксируют стопорным механизмом и удаляют "лишние" звенья, образующие слабину, затем соединяют цепь, замыкая ТО.
Достоинством второго способа является отсутствие динамических нагрузок в ТО при его натяжении. Недостатки состоят в сложности натяжения из-за громоздких и обладающих большой массой НУ и необходимости применения дополнительных источников энергии.
Для продольного перемещения приводной звездочки 1 скребкового конвейера (рис. 2.1, в), раму приводного блока оборудуют узлом телескопической раздвижности 2, при этом звездочку 1 совместно с приводным блоком перемещают гидроцилиндром 3. За счет изменения осевого расстояния между звездочками 1 и 4, ТО задают требуемое натяжение, которое фиксируют посредством гидрозамка, установленного в гидросистеме управления гидроцилиндром 3.
Отдельные типы скребковых конвейеров содержат в хвостовой части натяжную станцию, снабженную валом с обводными звездочками. При натяжении ТО такого конвейера, вал обводных звездочек перемещают в направляющих пазах с помощью винтового механизма или гидроцилиндром.
Достоинства третьего способа состоят в равномерном распределении нагрузок между ветвями ТО и отсутствии их динамической составляющей. Недостатками являются сложность реализации при его применении на скребковых конвейерах большой длины, из-за необходимости перемещения приводных звёздочек совместно с приводными блоками, и необходимость в источнике дополнительной гидро- л