Определение динамических усилий при взаимодействии грузопотока с роликоопорами ленточных конвейеров угольных шахт
Розроблено математичну модель взаємодії вантажу з роликоопорами стрічкового конвеєра різної конструкції. Визначено коефіцієнт динамічності при взаємодії крупних шматків вантажу з роликоопорами. Проведено аналіз залежності коефіцієнта динамічності від швидкості стрічки, параметрів роликоопор, конвеєр...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Назва видання: | Геотехническая механика |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54257 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Определение динамических усилий при взаимодействии грузопотока с роликоопорами ленточных конвейеров угольных шахт / В.Ф. Монастырский, Р.В. Кирия, А.Н. Смирнов, Т.Ф. Мищенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 104. — С. 146-159. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-54257 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-542572014-01-31T03:11:28Z Определение динамических усилий при взаимодействии грузопотока с роликоопорами ленточных конвейеров угольных шахт Монастырский, В.Ф. Кирия, Р.В. Смирнов, А.Н. Мищенко, Т.Ф. Розроблено математичну модель взаємодії вантажу з роликоопорами стрічкового конвеєра різної конструкції. Визначено коефіцієнт динамічності при взаємодії крупних шматків вантажу з роликоопорами. Проведено аналіз залежності коефіцієнта динамічності від швидкості стрічки, параметрів роликоопор, конвеєра та вантажу. Bulk material interaction with a different belt conveyer construction roller supports mathematical model are proposed. Dynamic factor in large fraction bulk material and roller supports interaction is obtained. Dynamic factor vs belt velocity, roller support, bulk material and conveyer parameters dependents had analysed. 2012 Article Определение динамических усилий при взаимодействии грузопотока с роликоопорами ленточных конвейеров угольных шахт / В.Ф. Монастырский, Р.В. Кирия, А.Н. Смирнов, Т.Ф. Мищенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 104. — С. 146-159. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54257 622.647.2 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Розроблено математичну модель взаємодії вантажу з роликоопорами стрічкового конвеєра різної конструкції. Визначено коефіцієнт динамічності при взаємодії крупних шматків вантажу з роликоопорами. Проведено аналіз залежності коефіцієнта динамічності від швидкості стрічки, параметрів роликоопор, конвеєра та вантажу. |
| format |
Article |
| author |
Монастырский, В.Ф. Кирия, Р.В. Смирнов, А.Н. Мищенко, Т.Ф. |
| spellingShingle |
Монастырский, В.Ф. Кирия, Р.В. Смирнов, А.Н. Мищенко, Т.Ф. Определение динамических усилий при взаимодействии грузопотока с роликоопорами ленточных конвейеров угольных шахт Геотехническая механика |
| author_facet |
Монастырский, В.Ф. Кирия, Р.В. Смирнов, А.Н. Мищенко, Т.Ф. |
| author_sort |
Монастырский, В.Ф. |
| title |
Определение динамических усилий при взаимодействии грузопотока с роликоопорами ленточных конвейеров угольных шахт |
| title_short |
Определение динамических усилий при взаимодействии грузопотока с роликоопорами ленточных конвейеров угольных шахт |
| title_full |
Определение динамических усилий при взаимодействии грузопотока с роликоопорами ленточных конвейеров угольных шахт |
| title_fullStr |
Определение динамических усилий при взаимодействии грузопотока с роликоопорами ленточных конвейеров угольных шахт |
| title_full_unstemmed |
Определение динамических усилий при взаимодействии грузопотока с роликоопорами ленточных конвейеров угольных шахт |
| title_sort |
определение динамических усилий при взаимодействии грузопотока с роликоопорами ленточных конвейеров угольных шахт |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54257 |
| citation_txt |
Определение динамических усилий при взаимодействии грузопотока с роликоопорами ленточных конвейеров угольных шахт / В.Ф. Монастырский, Р.В. Кирия, А.Н. Смирнов, Т.Ф. Мищенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 104. — С. 146-159. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT monastyrskijvf opredeleniedinamičeskihusilijprivzaimodejstviigruzopotokasrolikooporamilentočnyhkonvejerovugolʹnyhšaht AT kiriârv opredeleniedinamičeskihusilijprivzaimodejstviigruzopotokasrolikooporamilentočnyhkonvejerovugolʹnyhšaht AT smirnovan opredeleniedinamičeskihusilijprivzaimodejstviigruzopotokasrolikooporamilentočnyhkonvejerovugolʹnyhšaht AT miŝenkotf opredeleniedinamičeskihusilijprivzaimodejstviigruzopotokasrolikooporamilentočnyhkonvejerovugolʹnyhšaht |
| first_indexed |
2025-07-05T05:37:34Z |
| last_indexed |
2025-07-05T05:37:34Z |
| _version_ |
1836784135063994368 |
| fulltext |
146
7. ГОСТ 27.004-85. Надежность в технике. Системы технологические. Термины и определения. – Взамен
ГОСТ 22954-78; Введ. 01.07.86. – М.: Изд-во стандартов, 1985. – 11 с.
8. ГОСТ 27.204-83. Надежность в технике. Технологические системы. Технические требования к методам
оценки надежности по параметрам производительности. – Введ. впервые; Введ. 01.01.85. – М.: Изд-во стандар-
тов, 1984. – 38 с.
9. ГОСТ 27.202-83. Надежность в технике. Технологические системы. Методы оценки надежности по па-
раметрам качества изготавливаемой продукции. – Взамен ГОСТ 23641-79, ГОСТ 16467-70, ГОСТ 16.304-74,
ГОСТ 16.305-74, ГОСТ 16.306-74; Введ.01.07.84. – М.: Изд-во стандартов, 1984. – 52 с.
10. ДСТУ 2862-94. Надійність техніки. Методи розрахунку показників надійності. Загальні вимоги. – Чинний від.
01.01.1996. – Київ: Держстандарт України, 1995. – 40 с.
11. Докукин, В.П. Повышение эффективности эксплуатации систем трубопроводного гидротранспорта /
В.П. Докукин. – Санкт-Петербург: СПГГИ(ТУ), 2005. – 105 с.
УДК 622.647.2
Д-р техн. наук В.Ф. Монастырский,
канд. техн. наук Р.В. Кирия,
инженеры А.Н. Смирнов, Т.Ф. Мищенко
(ИГТМ НАН Украины)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ УСИЛИЙ ПРИ
ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ГРУЗОПОТОКА С РОЛИКООПОРАМИ
ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ УГОЛЬНЫХ ШАХТ
Розроблено математичну модель взаємодії вантажу з роликоопорами стрічкового кон-
веєра різної конструкції. Визначено коефіцієнт динамічності при взаємодії крупних шматків
вантажу з роликоопорами. Проведено аналіз залежності коефіцієнта динамічності від швид-
кості стрічки, параметрів роликоопор, конвеєра та вантажу.
BULK AND ROLLER SUPPORTS DYNAMIC EFFORTS
INTERACTIONS OBTAINING FOR MINE BELT CONVEYER
Bulk material interaction with a different belt conveyer construction roller supports
mathematical model are proposed. Dynamic factor in large fraction bulk material and roller
supports interaction is obtained. Dynamic factor vs belt velocity, roller support, bulk material and
conveyer parameters dependents had analysed.
При транспортировании горной массы подземными ленточными конвейе-
рами угольных шахт вследствие взаимодействия грузопотока с роликоопорами
возникают динамические усилия, разрушающие роликоопоры и уменьшающие
срок службы роликов.
Задачей взаимодействия грузопотока с роликоопорами ленточных конвейе-
ров занимались многие исследователи [1–5]. В этих работах рассматривались
задачи взаимодействия крупных кусков груза с роликоопорами мощных лен-
точных конвейеров с натяжением ленто S > 10 кН. Авторами предполагалось,
что динамические усилия при взаимодействии крупных кусков груза с ролико-
опорами связаны с прогибом ролика [1] или с сжатием конвейерной ленты [2].
При этом оказалось, что динамические усилия не зависят от натяжения ленты
конвейера, что противоречит результатам экспериментальных исследований.
В работах [3, 4] предполагалось, что из-за разности направления скоростей
центра тяжести крупных кусков груза и ленты в момент взаимодействия с ро-
147
ликоопорами на линейной части конвейера происходит удар кусков груза по
роликам. Это также противоречит результатам экспериментальных исследова-
ний, которые показали, что время взаимодействия кусков груза с роликоопора-
ми ( 0,1 с) на порядок больше длительности удара ( 0,01 с).
Для участковых ленточных конвейеров угольных шахт натяжение ленты
S < 10 кН. По нашему мнению, в этом случае динамические усилия при про-
хождении крупных кусков груза через роликоопоры обусловлены изменением
вектора скорости центра тяжести куска из-за прогиба ленты, возникающего под
действием веса этого куска.
В работе [5] на основании этого предположения определены коэффициенты
динамичности при движении крупных кусков груза по ставу с жесткими и
амортизированными роликоопорами. При этом предполагалось, что лента пред-
ставляет собой упругую гибкую нить, деформирующуюся под действием со-
средоточенной силы, обусловленной силой тяжести куска груза. Весом мелко-
кускового груза и ленты пренебрегали.
Однако, как показали экспериментальные исследования, на динамические
усилия при взаимодействии крупных кусков груза с роликоопорами суще-
ственную роль играет вес ленты, мелкокускового груза, а также вес подвесных
роликоопор.
Целью данной работы является изучение влияния параметров роликоопор и
гранулометрического состава груза на динамические усилия при взаимодей-
ствии грузопотока с роликоопорами ленточных конвейеров угольных шахт.
При этом решались задачи: взаимодействия крупного куска груза с ролико-
опорами ленточного конвейера различной конструкции с учетом веса ленты,
груза, а так же веса подвесных роликоопор и канатов.
Представим ленту как гибкую упругую тяжелую нить с натяжением S и рас-
пределенной нагрузкой q, которая движется совместно с крупным куском груза.
Рассмотрим вначале жесткие роликоопоры (рис. 1). Вектор динамических
усилий при взаимодействии куска груза с роликоопорой, согласно уравнению
об изменении количества движения, имеет вид:
t
Vm
P kk
д , (1)
где mk – масса куска, кг; kV – вектор скорости центра тяжести куска, м/с; t –
длительность взаимодействия куска груза с роликоопорой, с.
148
Рис. 1 – Расчетная схема движения кусков по жестким роликоопорам
Проекция изменения количества движения kkVm на вертикальную ось Y
определится по формуле (см. рис. 1)
длkykk vmVm sin2 , (2)
vл – скорость движения конвейерной ленты, м/с; д – угол набегания ленты на
роликоопору, рад.
Время взаимодействия куска груза с роликоопорой определяется по формуле:
л
k
v
l
t (3)
где lk – длина куска, м.
Подставим (2) и (3) в (1). Учитывая, что д мало (sin д д), получим
k
длk
д
l
vm
P
22
. (4)
Коэффициент динамичности при взаимодействии с куском груза определя-
ется из выражения
k
дk
д
P
PP
K . (5)
где Рk = mkg – сила тяжести куска груза.
Подставляя в последнее выражение (4), получим
д
k
л
д
l
v
K
22
1 . (6)
Определим угол прогиба ленты д в точке касания ленты с роликом в мо-
149
мент набегания куска груза на правый ролик (рис. 2).
Рис. 2 – Расчетная схема движения груза между роликоопорами
В работе [5] этот угол определялся как угол прогиба неподвижной невесо-
мой нити при действии на нее сосредоточенной неподвижной нагрузки, равной
силе тяжести куска груза, приложенной к левому концу нити. В этом случае по
теории равновесия гибкой нити малых прогибов угол д определяется по фор-
муле [6]
л
k
д
S
P
, (7)
где Sл – натяжение ленты, Н.
Однако, в случае движения куска груза с учетом веса ленты и груза формула
(7) неверна.
Для определения угла д в нашем случае запишем уравнение колебаний ве-
сомой гибкой нити под действием подвижной сосредоточенной нагрузки, рав-
ной силе тяжести куска груза (см. рис. 2) [7, 8]:
),(
2
2
2
2
txf
dx
yd
S
dt
yd
лс , (8)
где y – вертикальные перемещения ленты, м; с = q/g – приведенная погонная
плотность ленты и груза, кг/м; q = qл + qг – сумма погонного веса ленты и груза,
Н/м; qл – погонный вес ленты, Н/м; f(x,t) – нагрузка, действующая на ленту, Н/м.
Пренебрегая скоростью поворота ленты и груза, т.е. предполагая, что
0
2
tx
y
, имеем:
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
x
y
v
t
y
x
y
v
tx
y
v
t
y
dt
yd
ллл . (9)
Подставляя выражение (9) в (8), получим уравнение колебаний ленты между
роликоопорами под действием подвижной нагрузки в виде
150
),(
2
2
2
2
2
txf
x
y
Sv
t
y
ллcс . (10)
где )(),(
2
2
tvx
dt
yd
g
P
Pqtxf л
k
k ; (x) – дельта-функция Дирака.
Выражение, стоящее в скобках при аналитическом описании нагрузки f(x,t),
представляет собой сумму сил тяжести и инерции куска груза, возникающих при
его движении по ленте и направленных вертикально вверх. При этом выполня-
ются:
– начальные условия:
при t = 0 y = 0;
– граничные условия:
при x = 0 y = 0;
при x = l y = 0. (11)
Уравнение (10) с учетом (11) в общем случае решается методом Бубнова-
Галеркина [8]. В результате оно приводится к системе уравнений Матье, из ко-
торых определяют амплитуды и собственные частоты колебаний ленты.
В нашем случае при небольших скоростях движения груза динамические
усилия в основном определяются амплитудой, соответствующей первой форме
собственных колебания ленты.
В этом случае при стационарном движении ленты максимальный прогиб
ленты можно определить с помощью метода Ритца [9, 10], при котором прогиб
ленты представляет собой 1-ую форму собственных колебаний ленты в пролете
между роликоопорами, т.е.:
l
x
ay sin , (12)
где a – неизвестный параметр (максимальный прогиб ленты в точке x = l/2).
Параметр a определим из условия минимума полной механической энергии
W (минимума суммы кинетической T и потенциальной U энергий) при совмест-
ном движении ленты с мелкокусковым грузом и крупным куском при их дви-
жении по роликоопорам ленточного конвейера, т.е.
W = T + U min. (13)
Полная механическая энергия системы W равна сумме полной механической
энергии W1 движущейся ленты под действием распределенной нагрузки и пол-
ной механической энергии куска груза W2 в момент прохождения его середины
расстояния между роликоопорами, т.е.
W = W1 + W2. (14)
151
Полная механическая энергия движения ленты W1 между роликоопорами
под действием распределенной нагрузки q равна сумме кинетической Т1 и по-
тенциальной U1 энергий движения ленты между роликоопорами, т.е.
W1 = T1 + U1;. (15)
Согласно [11], кинетическая и потенциальная энергии колебаний гибкой ни-
ти определяются по формулам:
l
dx
dt
dy
g
q
T
0
2
1
2
, (16)
ll
л qydxdx
dx
dyS
U
00
2
1
2
. (17)
Вертикальные ускорения точек ленты и груза в случае стационарного дви-
жения ленты с грузом по роликоопорам ленточного конвейера, согласно (9),
определяются формуле
x
y
v
dt
dx
x
y
dt
dy
л . (18)
Подставляя в (16) и (17) в выражение (15), с учетом (18), после преобразо-
вания получим
ll
лл ydxqdx
dx
dySgqv
W
00
22
1
2
/
. (19)
Сумма кинетической и потенциальной энергий куска груза W2, движущего-
ся со скоростью vл и находящегося по середине пролета, равна:
а
dt
yd
g
P
PW k
k 2
2
2 , (20)
где
2
2
dt
yd
g
P
P k
k – сумма сил тяжести и инерции, действующих на кусок груза,
движущегося совместно с лентой конвейера.
Подставляя в (20) значение ускорения из выражения (9), получим
а
dx
yd
g
v
PW л
k 2
22
2 1 . (21)
Подставляя (12) в (19) и (21), после интегрирования и дифференцирования с
152
учетом (18), а затем, просуммировав согласно (14), получим:
а
ql
а
l
а
g
v
PаS
g
qv
l
W л
kл
л 2
2
1
4 2
22
2
22
. (22)
Для определения минимального значения W приравняем первую производ-
ную от W по а к нулю. В результате получим уравнение
0
2
1
2 2
2222 ql
l
а
g
v
P
g
qv
S
l
а
d
dW л
k
л
л . (23)
Решая полученное уравнение (23) относительно а, получим:
l
P
q
g
v
S
ql
P
l
а
kл
л
k
2
2
2
22
. (24)
Угол набегания ленты на роликоопору определим по формуле:
lx
д
dx
dy
. (25)
Из (25), с учетом (12) и (24), получим
l
P
q
g
v
S
ql
P
kл
л
k
д
2
2
2
2
. (26)
Подставляя (26) в (6), определим коэффициент динамичности при взаимо-
действии крупных кусков груза с жесткой роликоопорой.
Для амортизированных роликоопор угол набегания ленты на роликоопору
д за счет опускания роликоопоры будет меньше угла набегания ленты на
жесткую роликоопору д (рис. 3), т.е.
адд , (27)
где а – угол наклона линии, соединяющей оси соседних роликоопор, к гори-
зонту.
В случае малых прогибов угол а определяется по формуле
153
l
h
а , (28)
где h – разность между перемещением роликоопоры, находящейся под действи-
ем куска груза, и соседней с ней роликоопорой.
Рис. 3 – Расчетная схема движения кусков по амортизированным роликоопорам
Согласно [12], h определяется по формуле (см. рис. 3)
)1(
21
kc
P
yyh k , (29)
где
22
1412
k
kk
;
cl
S
k л ; с – жесткость амортизатора, Н/м.
Подставляя (29) в (28), получим
14
1
1
2 kS
P
л
k
а . (30)
Следовательно, коэффициент динамичности при взаимодействии крупных
кусков груза с амортизированными роликоопорами, аналогично (6), определя-
ется по формуле aд
k
л
д
k
л
д
gl
v
gl
v
K
22 2
1
2
1 . (31)
Для подвесных роликоопор, так же, как и для амортизированных, угол набе-
гания ленты на ролики роликоопоры меньше, чем угол набегания ленты на
жесткую роликоопору (рис. 4), и определяется по формуле
пдд , (32)
154
где п – угол между линией, соединяющей центр роликоопоры, находящейся
под действием куска груза, с центром соседней роликоопоры и горизонталью,
рад.
Рис. 4 – Расчетная схема движения кусков по трехопорному подвесному ставу
Угол п определяется из равновесия силы веса роликоопоры, сил, действу-
ющих на роликоопору со стороны груза, ленты и каната (рис. 5).
Рис. 5 – Схема сил, действующих на роликоопору
Для става с тремя подвесными роликоопорами между стойками (см. рис. 4)
в зависимости от расположения роликоопор п определяется по формулам:
– для нижней роликоопоры
k
д
п
S
qlkG
2
1
1 ; (33)
– для верхней роликоопоры
k
д
п
S
qlkG
4
1
2 , (34)
где G = G + qkl; G – вес роликоопоры, кг; qk – погонный вес каната, Н/м; Sk –
натяжение каната, Н; kд – коэффициент динамичности от движения распреде-
ленной нагрузки по ленте конвейера; 1, 2 – углы между линиями, соединяю-
щими центр роликоопоры, находящейся под действием куска груза, с центром
соседней роликоопоры и горизонталью соответственно для нижней и верхней
155
роликоопоры, рад.
Для четырехопорного става с подвесными роликоопорами (рис. 6) в зависи-
мости от расположения роликоопор п определяется по формулам:
– для нижней роликоопоры
k
д
п
S
qlkG
2
1
1 ; (35)
– для верхней роликоопоры
k
д
п
S
qlkG
2
1
2 . (36)
Коэффициент динамичности kд при движении ленты с распределенной
нагрузкой по жестким роликоопорам ленточного конвейера, согласно [13],
определяется по формуле
gqvS
q
g
v
k
лл
л
д 2
2
1 . (37)
Рис. 6 – Расчетная схема движения кусков по четырехопорному подвесному ставу
Следовательно, коэффициент динамичности при взаимодействии крупных
кусков груза с подвесными роликоопорами, аналогично (6), определится по
формуле
пд
k
л
д
k
л
д
gl
v
gl
v
K
22 2
1
2
1 , (38)
где п в зависимости от конструкции подвесных роликоопор и расположения в
ней ролика определяется по формулам (33)–(36).
На рис. 7 и 8 показаны графики зависимости коэффициента динамичности
от скорости ленты конвейера для жестких, амортизированных и подвесных ро-
156
ликоопор трехроликоопорного (см. рис. 7) и четырехроликоопорного (см. рис.
8) ставов при различных натяжениях каната Sk = 1000 кг (см. рис. 7,а и 8,а) и
Sk = 2000 кг (см. рис. 7,б и 8,б). При этом параметры конвейера, роликоопор и
груза принимали следующие значения: Sл = 1000 кг, l = 1 м, qг = 100 кг, qл = 16 кг,
Pk = 100 кг, lk = 0,5 м, qp = 60 кг, qk = 10 кг, G = 60 кг, с = 1000 кг/м.
Из рисунков видно, что коэффициент динамичности при взаимодействии
крупных кусков груза с жесткими, амортизированными и подвесными ролико-
опорами с увеличением скорости ленты увеличивается. При этом для жестких и
амортизированных роликоопор коэффициент динамичности мало отличается
при различных значениях скорости ленты конвейера. В то же время коэффици-
ент динамичности для подвесных роликоопор отличается от коэффициента ди-
намичности жестких и амортизированных роликоопор. При этом для верхних
подвесных роликоопор он больше, чем коэффициент динамичности для жест-
ких роликоопор. Для нижних подвесных роликоопор коэффициент динамично-
сти существенно меньше коэффициента динамичности для жестких роликоопор
(см. рис. 7,а и 8,а).
Кроме того, с увеличением натяжения каната разница между коэффициен-
тами динамичности подвесных и жестких роликоопор уменьшается (см. рис. 7,б
и 8,б).
Следовательно:
1) на основе метода Ритца определен коэффициент динамичности при взаи-
модействии крупных кусков груза с жесткими, амортизированными и подвес-
ными роликоопорами ленточного конвейера. При этом учитываются динамиче-
ские усилия, возникающие при движении ленты с мелкокусковым и крупнокус-
ковым грузом;
2) на основании анализа полученных закономерностей установлено, что ко-
эффициент динамичности для жестких, амортизированных и подвесных роли-
коопор с увеличением скорости ленты увеличивается, а с увеличением натяже-
ния ленты уменьшается. Кроме того, коэффициент динамичности для жестких
и амортизированных роликоопор мало отличается при любых скоростях ленты
конвейера. В то же время коэффициент динамичности для подвесных ролико-
опор существенно отличается от коэффициента динамичности для жестких ро-
ликоопор. При этом с увеличением натяжения каната эта разница уменьшается.
157
а)
б)
1 – жесткие роликоопоры; 2 – амортизированные роликоопоры;
3 – подвесные роликоопоры нижние; 4 – подвесные роликоопоры верхние
а) Sл = 1000 кг; Sk = 1000 кг; б) Sл = 1000 кг; Sk = 2000 кг
Рис. 7 – Графики зависимости коэффициента динамичности от скорости ленты
трехопорного става
158
а)
б)
1 – жесткие роликоопоры; 2 – амортизированные роликоопоры;
3 – подвесные роликоопоры нижние; 4 – подвесные роликоопоры верхние
а) Sл = 1000 кг; Sk = 1000 кг; б) Sл = 1000 кг; Sk = 2000 кг
Рис. 8 – Графики зависимости коэффициента динамичности от скорости ленты
четырехопорного става
159
СПИСОК ЛИТЕРАТУРИ
1. Взаимодействие груза с роликами линейной части конвейера / В.А. Кузнецов, В.К. Смирнов, А.В. Ко-
валь, В.Ф. Монастырский // Сб. Металлургическая и горнорудная промышленность. – Днепропетровск:
Промінь. – 1978. – №4. – С. 54–57.
2. Новиков Е.Е. Теория ленточных конвейеров для крупнокусковых горных пород / Е.Е. Новиков, В.К. Смир-
нов. – К.: Наук. думка, 1983. – 184 с.
3. Барабанов В.Я. Исследование транспортирования кусковых грузов ленточным конвейером / В.Я. Барабанов
// Изв. ВУЗов. Горный журнал. – 1965. – №1. – С. 83–88.
4. Монастырский В.Ф. Определение предельного угла наклона ленточного конвейера для крупнокусковых
грузов / В.Ф. Монастырский, Э.Г. Кайтанджан // Динамика и прочность горных пород. – Киев: Наук. думка. –
1981. – С. 15–24.
5. Кирия Р.В. О коэффициенте динамичности при движении крупных кусков груза по ставу ленточного
конвейера / Р.В. Кирия, Р.Г. Павленко, В.Н. Сапегин // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. /
ИГТМ НАНУ. – Днепропетровск, 2003. – Вып. 44. – C. 117–124.
6. Биргер И.А. Сопротивление материалов: Учебное пособие / И.А. Биргер, Р.Р. Мавлютов. – М.: Наука. Гл.
ред. физ.-мат. лит., 1986. – 560 с.
7. Бондаренко Л.Н. Динамическая неустойчивость конвейерных лент пери транспортировании крупнокус-
ковых грузов / Л.Н. Бондаренко // Горные, строительные, дорожные и мелиоративные машины. – Киев: Техни-
ка, 1985. – № 38 – С. 91–93.
8. Болотин В.В. Динамическая устойчивость упругих систем / В.В. Болотин. – М.: Гостехиздат, 1956. – 600 с.
9. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле / С.П. Тимошенко. – М.: Наука, 1967. – 444 с.
10. Бабаков И.М. Теория колебаний / И.М. Бабаков. – М.: Наука, 1968. – 560 с.
11. Дж. П. Ден-Гартог Механические колебания / Дж. П. Ден-Гартог. – М.: Гос. из-во физ.-мат. лит., 1060. –
580 с.
12. К вопросу о распределении нагрузки от единичного куска между роликоопорами конвейера / Е.Е. Нови-
ков, В.К. Смирнов, В.Ф. Монастырский, А.В. Шевченко // Теория и расчет горных машин. – Киев: Наук. думка,
1982. – С. 3–9.
13. Панкратов С.В. Динамика машин для открытых горных и земляных работ / С.В. Панкратов. – М.: Ма-
шиностроение, 1967. – 447 с.
160
УДК [622.673.1: 681.514.54]
Канд. техн. наук В.В. Лопатін
(ІГТМ НАН України)
РЕЗУЛЬТАТИ ПРОМИСЛОВИХ ВИПРОБУВАНЬ МОБІЛЬНОЇ
СИСТЕМИ КОНТРОЛЮ ДЛЯ ЗНЯТТЯ ВІБРАЦІЙНИХ
ХАРАКТЕРИСТИК РЕДУКТОРІВ СВЕРДЛОВИННОЇ ШТАНГОВОЇ
НАСОСНОЇ УСТАНОВКИ
В статье приведены результаты промышленных испытаний экспериментальной мобиль-
ной системы контроля (МСК) в условиях старейшего НГПУ «Долинанефтегаз», которое ре-
шает важную экономическую проблему Украины. Испытания показали достоверность и эф-
фективность диагностирования редукторов скважинной штанговой насосной установки
(СШНУ) с длительными сроками эксплуатации разработанной МСК.
RESULTS OF INDUSTRIAL TESTING MOBILE CONTROL SYSTEM
FOR REMOVING VIBRATION CHARACTERISTICS REDUCER ROD
PUMPING WELLS
The results of pilot scale testing of mobile control system (МCS) in the oldest Corp.
"Dolynanaftogas", which solves an important economic problem in Ukraine. Tests have shown the
accuracy and efficiency of diagnosing gear downhole sucker rod pumping unit (DSRPU) long-life
designed MCS.
НПУ «Долинанафта» було створено в 1957 р., у 1970 році перейменовано в
НГВУ «Долинанафтогаз» і підпорядковано Державному об'єднанню «Укрнаф-
та» у м. Києві. У 1994 році виробниче об'єднання перетворено у відкрите акціо-
нерне товариство «Укрнафта». НГВУ «Долинанафтогаз» з виробничої одиниці
перетворено у дочірне підприємство зі статусом юридичної особи. У жовтні
1997 року «Долинанафтогаз» переведено у структурну одиницю ВАТ «Укрнаф-
та». Сьогодні нафтогазовидобувне управління «Долинанафтогаз» розробляє де-
сять нафтових родовищ, розташованих в межах Долинського і Рожнятівського
районів Івано-Франківської області. Тільки у 2008 році видобуто 311 тис. тонн
нафти та 87 млн. м
3
газу. Тому НПУ «Долинанафта» складає значну частку в
соціальному та економічному житі України. Більша частина обладнана НПУ
«Долинанафта» експлуатується понад 60 років, мають місце численні відмови і
аварії, кількість яких постійно зростає. З наземної частини устаткування сверд-
ловинної штангової насосної установки (СШНУ) редуктор є найбільш нестій-
ким елементом (приблизно 1/3 відмовлень). Основний парк редукторів СШНУ
складають ті, які пройшли багаторазові ремонти, тому середній ресурс стано-
вить не більше 8000 годин. Відомо, що найбільш важкі режими для редукторів
СШНУ є зрушення і режим аварійного гальмування, при яких виникають інтен-
сивні коливання зубчастих коліс, що супроводжуються ударами зубчастих пар.
Тому велике значення під час контролю МСК стану зубчастих пар редуктора
СШНУ має процедура порівняння поточного спектру віброшвидкості зі спек-
тром вібросигналу, зареєстрованим в попередньому замірі, який був виконаний
на справному редукторі.
|