К вопросу исследования ковшовых элеваторов

УДК 621.867

« К вопросу исследования ковшовых элеваторов»

Сазамбаева Б.Т., д.т.н., проф.

КазНТУ имени К.И.Сатпаева, Алматы, Республика Казахстан

Ковшовые элеваторы для сыпучих грузов используются для вертикального и наклонного транспортирования сыпучего груза в горнодобывающей, строительной, химической, угольной и других отраслях промышленности.

Во всех сферах, где применяется непрерывное транспортирование, требуется эффективное использование этого транспорта и соответственно капиталовложения. Эффективное использование традиционных конвейерных систем требует совершенствования существующих конструкций, позволяющих преодолеть те факторы, ограничивающие производительность, высоту транспортирования и надежность этих систем.

Перед отечественными специалистами на современном этапе развития производственных отраслей обозначилась проблема создания высоко- производительных конвейерных систем, обеспечивающих современное технологическое производство [1].

Уровень конвейеризации современных отраслей промышленности растет, что требует внедрения более мощных конвейеров большой протяженности, в том числе вертикальных ковшовых элеваторов с увеличенной высотой транспортирования.

Также известно, что отечественные конвейерные системы по своим основным технико-экономическим отстают от лучших образцов зарубежных

машин.

В настоящее время в угольной промышленности 50% парка транспортирующих машин самортизированы [1], их необходимо заменить транспортерами более высокого уровня.

За рубежом разработаны и освоены такие эффективные разновидности конвейерных систем с использованием новых технологий: «FLEXOWELL,FLEXOLIFT,POCKETLIFT,FLEXOFAST» [2], позволяющие продвинуться к новым рубежам в технологии транспортирования сыпучих грузов.

Весьма показательны применение за рубежом резинотканевых и резинотросовых лент с повышенной прочностью каркаса на базе использования полиамидных волокон типа «кевлара», обладающих высокими прочностными свойствами, хорошей работоспособностью меньшим удельным объемом, и коррозионной стойкостью. «Кевлар» намного прочнее стали, имеет высокий модуль упругости, очень низкую текучесть под нагрузкой и они являются предметом дальнейших исследований ученых. Применение таких вертикальных ковшовых элеваторов экономичны и отвечают вопросам экологии. Эти конструкции ковшовых элеваторов имеют высокие инженерно-технологические параметры, обеспечивают хорошую надёжность и долгий срок службы узлов и элементов.

Но высокая стоимость этих лент требует альтернативных решений на базе существующих конструкций. Поэтому усовершенствование существующих конструкций тягово-несущих органов конвейерных систем, путем улучшения показателей надежности и прочности являются актуальными.

Существующие конструкции элеваторов для транспортирования сыпучих и мелкокусковых грузов имеют ряд ограничений, являющиеся сдерживающим фактором повышения скорости перемещения и высоты подъема, прямо зависящие от конструкции ковша.

Элеваторные системы по своей конструкции рассчитаны на универсальное применение и могут быть интегрированы в комплексные конвейерные линии для обеспечения непрерывного транспортирования груза. Ковшовый элеватор может быть смонтирован на небольшой площадке в условиях строго ограниченного пространства, иметь высоту вертикального транспортирования в зависимости от прочности ленты до 400 м.

Конструкции и возможности элеваторных установок делают их перспективными при применении в открытых и подземных рудниках для выемки материалов из штолен при прокладке тоннелей, складировании материалов в отвалы, подачи в силосные ямы, доменные печи, в условиях самозагружающегося судна и вагонов, а также при реализации проектов стройиндустрии и транспортных магистралей.

Эффективность эксплуатационных затрат зависит также от экономии энергоресурсов. Уменьшение энергоемкости и материалоемкости возможно за счет уменьшении массы элеватора, а увеличение скорости транспортировки груза возможно за счет увеличения скорости разгрузки ковша - высыпания груза.

При проектировании ковшовых элеваторов большое значение имеет профиль ковша и выбор скорости транспортирования.

Новая конструкция, предложенная автором ковша, относится к погрузочно-разгрузочному транспорту вертикального подъема сыпучих грузов и может быть использована для транспортировки сыпучих, кусковых материалов горной, металлургической, строительной и других отраслей промышленности. В предложенном ковшовом элеваторе боковые стенки ковша от нижней кромки до верхней кромки передней стенки выполнены в форме полуциклоиды относительно вылета ковша.

Элеватор обеспечивает повышенную производительность путем уменьшения времени выгрузки, которое обеспечивается конструкцией ковша, позволяющей ускорить процесс разгрузки и предотвратить обратную просыпь. Ковшовый элеватор содержит короб с загрузочной частью, разгрузочной головкой и линейными секциями, с установленными приводным и натяжным барабанами. Они охватываются вертикально замкнутым тяговым органом, с закрепленными на нем ковшами. Боковые стенки ковша, от нижней кромки до верхней кромки передней стенки выполнены по полуциклоиде относительно вылета ковша.

Кривая, по которой выполнена передняя стенка предлагаемого ковша, называется брахистроной – линией наибыстрого спуска.

Для того чтобы обеспечить быстрое движение сыпучего груза из ковша в момент разгрузки необходимо проследить движение груза и описать кривую движения. Известный до настоящего времени метод расчета разгрузочных соотношений основывается на том, что разгрузка начинается в точке, где радиальный компонент равен центробежной силе .