ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАГРЕВА  ЛЕНТЫ В АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ ШАХТНОГО ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА

Татьяна Мищенко

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАГРЕВА ЛЕНТЫ В АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ ШАХТНОГО ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА

Приведено уточнение математических моделей процесса нагрева конвейерной ленты при эксплуатации шахтного ленточного конвейера, анализ и исследование аварийных режимов его работы

Машиностроение

Статьи

Вуз: Независимое исследование (нет вуза)

ID: 5dc40ff07966e10540a4d61e

UUID: 39fb4030-e389-0137-380c-525400005860

Язык: Русский

Опубликовано: больше 4 лет назад

Просмотры: 22

10.44

Татьяна Мищенко

Адыгейский филиал Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 507,5 КБ

Поделиться работой

УДК 621.86 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАГРЕВА ЛЕНТЫ В АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ ШАХТНОГО ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА Т.П.Мищенко, ГОУ ВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Донецк, ДНР Приведено уточнение математических моделей процесса нагрева конвейерной ленты при эксплуатации шахтного ленточного конвейера, анализ и исследование аварийных режимов его работы The specification of mathematical models of the process of heating a conveyor belt during the operation of a mine belt conveyor, analysis and investigation of its emergency operation modes, analysis and study of its emergency operation conditions are given Ключевые слова: процесс, нагрев, пробуксовка, аварийный режим, лента, приводной барабан, натяжной барабан, роликоопора, шахтный конвейер Keywords: process, heating, slip, emergency mode, belt, drive drum, tension drum, roller coil, mine conveyor Добыча угля подземным способом – сложный производственный процесс, эффективность которого во многом зависит от состояния подземного транспорта. Шахтные конвейерные ленты продолжают оставаться одним из главных источников возникновения и развития пожаров[1]. Основной причиной пожароопасных ситуаций является их воспламенение в результате трения ленты о барабан и элементы конструкции. Вопросами возникновения, причинами и последствиями пожароопасных ситуаций на шахтных ленточных конвейерах, занимались и занимаются в настоящее время многие ученые, исследователи и производственники [1-5]. А также не обошли стороной данную тему и научные организации, такие как: МГГУ, ДОННТУ, МакНИИ, ВостНИИ, НИИГД, Донуглемаш, ВНИИПТМАШ и другие.

Целью данного исследования является изучение процесса нагрева конвейерной ленты при эксплуатации шахтного ленточного конвейера. Аварийные режимы работы ленточных конвейеров сопровождаются выделением большого количества тепла. В данной работе разрабатывается методика определения времени нагрева ленты и элементов конструкции конвейера до критических температур, которая учитывает динамический процесс теплообмена. Исследование процесса нагрева ленты в аварийных режимах шахтного ленточного конвейера основывается на составлении уравнения теплового баланса. Qобр T  Qнб  T  Q1 Q2 Q3 ...Qn  Вт, Режим 1. – Полная пробуксовка приводного барабана. На рис. 1 показано, что тепло, образованное в результате трения барабана о ленту, будет расходоваться на нагрев этих элементов, и отводиться излучением, естественной конвекцией от участка ленты и вынужденной конвекцией от торцевых поверхностей барабана, внутренней цилиндрической поверхности обода, цилиндрических поверхностей ступиц и вала. Рисунок 1 – отвод тепла в режиме 1. Уравнение теплового баланса для данного режима: Qобр T  Qнб  T  Q1 Q2 Q3  где Q - количество тепла, образованное при работе конвейера в режиме 1, Вт; обр Qнб - количество тепла, расходуемое на нагрев барабана и ленты, Дж; Q1- количество тепла, отведенное излучением, Вт; Q2 - количество тепла, отведенное естественной конвекцией, Вт; Q3 - количество тепла, отведенное вынужденной конвекцией, Вт; T - время нагрева с момента возникновения режима 1. Математическая модель процесса нагрева ленты в режиме полной пробуксовки приводного барабана в аварийном режиме 1. Исследования процесса нагрева ленты в режиме полной пробуксовки приводного барабана в аварийном режиме при изменении скорости

барабана и суммарного усилия, действующего на него, показаны на рисунке 2. Q    С0  Fб 1        273  t 4  273  t 4 0 1   , Вт, 100 100   Q  F t  t Вт, 2 1 Л1 1 0 Q  6.14 t  t  4.52   0.78  R 2.78  R 2.78 Вт, 31 1 0 0 2 1 0.78    Fп  R20.78  2  Fпво  Rпво 0 . 78   Вт, Q  6.14  t  t   32 1 0 0  0 , 78 0 , 78    2  Fст  Rст  2  Fв  Rв        Q3  Q31  Q32 Вт, Q  R Vл  k , Дж/с, обр T Qнб  cб Gб cлGл  t1 t0  Дж, Qобр T  Qнб  T  Q1 Q2 Q3 . , с. а) б) Рисунок 2 – Исследования процесса нагрева ленты в режиме полной пробуксовки приводного барабана в аварийном режиме: а) при изменении скорости барабана ω1=2,5 м/с, ω2=3,15 м/с; б) при изменении усилия R1= 25000 Н, R2=75000 Н. Режим 2. – Пробуксовка натяжного барабана. В этом режиме (рис. 3) тепло, образованное трением ленты о барабан будет расходоваться на нагрев этих элементов, и отводиться излучением, естественной конвекцией от неподвижного барабана, вынужденной - от конвейерной ленты и теплопроводностью от барабана к ленте. Уравнение теплового баланса для режима 2 имеет вид

  T  Qнб   T  Q1 Q2  Вт, Qобр где Q - количество тепла, образованное обр при работе конвейера в режиме 2, Вт; Q - количество тепла, расходуемое нб на нагрев барабана и ленты, Дж/с; Q - количество тепла, отведенное 1 излучением, Вт; Q - количество тепла, отведенное 2 естественной конвекцией, Вт; Рисунок 3 – отвод тепла в режиме 2 Математическая модель процесса нагрева ленты в режиме ее полной пробуксовки на натяжном барабане. Исследования процесса нагрева ленты в режиме полной пробуксовки ленты на натяжном барабане аварийном режиме при изменении скорости ленты и суммарного усилия, действующего на барабан, показаны на рисунке 4.  Вт,  Q     F  t  t Вт, 2 1 2 1 0  , Вт, Q  (c  G  0,10  с  G )  t  t нб б б л л 1 0 Дж,  T  Q   T  Q   Q  , Вт Q обр нб 1 2  с. а) б) 

Рисунок 4 – Исследования процесса нагрева ленты в режиме полной пробуксовки ее на натяжном барабане в аварийном режиме а) при изменении скорости ленты Vл1=2,5 м/с, V л 2=3,15 м/с; б) при изменении усилия R1= 25000 Н, R2=75000 Н. Режим 3. – Заклинивание роликоопоры В данном аварийном режиме (рис. 5) тепло, образованное трением ленты о ролик будет расходоваться на нагрев этих элементов, отводиться излучением, естественной конвекцией от неподвижного ролика, теплопроводностью от ролика к ленте и уносится движущейся лентой. Рисунок 5 – отвод тепла в режиме 3. Уравнение теплового баланса для данного режима , нр где – количество тепла, образованное при работе конвейера в единицу времени, Вт; нр – количество тепла, расходуемое на нагрев ролика и ленты, Дж; – количество тепла, отведенное излучением, Вт; – количество тепла, отведенное естественной конвекцией, Вт; =0 – количество тепла, уносимое движущейся лентой, Вт. Математическая модель процесса нагрева роликоопоры в режиме ее заклинивания:

Q    C0  Fр 1 "        273  t 4  273  t 4 0 1   , Вт, 100 100   Q    F  t  t  Вт, 3 2 л 1 0 Q"    F t  t , Вт, 2 1 р 1 0 " , Q"  R Vл  k , Дж/с, обр T Q" нр    (с  G  с  G )  t  t , Дж, р р л л 1 0  Q"  T  Q"  T  Q"  Q"  Q"3 обр нр 1 2 Q" T Q  нр  Q  Q"  Q"3 обр 1 2 " "   ,с. а) б) Рисунок 6 – Исследования процесса нагрева роликоопоры в режиме в аварийном режиме ее заклинивания а) при изменении скорости ленты Vл 1=2,5 м/с, V л 2=3,15 м/с; б) при изменении усилия R1= 600 Н, R2=3500 Н. Выводы. На основании проведенных исследований были установлены зависимости времени нагрева в зоне контакта ленты с барабанами, роликом в аварийных режимах. Это позволяет определить временные параметры достижения определенных значений температур при заданных исходных данных и обоснованно находить оптимальные параметры для нормальной работы оборудования и предотвращать аварийные ситуации, возникающие во время его эксплуатации. Список литературы. 1. Левкин, Н.Б. Предотвращение аварий и травматизма в угольных шахтах Украины / Донецк: Донбасс, 2002. – 392 с.

2. Ткачук, С.П. Взрывопожаробезопасность горного оборудования / С.П. Ткачук, В.П. Колосюк, С.А. Ихно // Киев, «Основа», 2000. – 590 с. 3. Хананов, Д.В. Анализ процесса нагрева конвейерной ленты при полной пробуксовке приводного барабана шахтного конвейера в аварийном режиме работы / Д.В. Хананов, А.Я. Грудачев // Наукові праці Донецького національного технічного університету.-Донецьк,2009 р.-С.256-265.(Cер.Гірничоелектромеханічна ; Вип.17(157) 4. Хананов, Д.В. Анализ процесса нагрева неподвижного отклоняющегося барабана при его взаимодействии с движущейся лентой конвейера в аварийном режиме работы / Д.В. Хананов, А.Я. Грудачев // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Донецьк: ДВНЗ «ДонНТУ», 2010.- С.173178.-(Сер.Гірничо-електромеханічна; Вип.19(175) 5. Мищенко, Т.П. Анализ процесса нагрева трудногорючей ленты, как композитного материала, в аварийном режиме при полной ее пробуксовке на концевом барабане / Сборник материалов IX Всерос. научно-практической конференции с международным участием «Россия молодая», 18-21 апр. 2017 г., Кемерово [Электронный ресурс] / ФГБОУ ВО «Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т. Ф. Горбачева»; редкол.: C. Г. Костюк (отв. ред.) [и др.]. – Кемерово, 2017. © Т.П. Мищенко, 2019

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв