Transportor CU Banda

=== proiect transportot cu banda ===

CAPITOLUL I

DETERMINAREA PUTERII DE ACȚIONARE PENTRU UN TRANSPORTOR CU BANDĂ DE MARE CAPACITATE

1.1 Introducere

Astăzi când sunt proiectate si puse în funcțiune exploatări la zi în care se vehiculează mase miniere cu valori de ordinul zecilor și chiar sutelor de milioane de tone pe an, este necesar să se cunoască domeniul aplicării economice a diferitelor subsisteme de transport, pentru ca alegerea lor să se facă în perfectă cunostiintă de cauză.

Cheltuielile loiale de transport raportate la tona kilomerică (lei/t.km), în funcție de cantitatea de rnasă minieră transportată pe an (t/an), sunt în măsură să ne ofere o imagine clară asupra alegerii celui mai potrivit mijloc de transport din cele trei subsisicme mai larg utilizate în exploatarea la zi: transportul pe calea ferată, transporul auto si transportul cu transportoare cu benzi (din care fac parte cele de la ERC, TMC, MH, KSS sau ASG, etc).

Din analiza graficului prezentat în figura 2.1 si a curbelor a,b,c rezultă că transportul cu transportoare cu benzi de mare capacitate (TMC) esie cei nui economic, cheltuielile tolale raportate pe t.km micșorând u-se pe măsura creșterii cantităților de mase miniere transportate anual. Din acest motiv, volumul de masă minieră transportată cu transportoare cu benzi va crește anual în comparație cu celelalte subsisteme utilizate în cariere. 45

Fig. 1.1. Cheltuielile totale de transport raportate la 1 t/km, funcțied continuitatea

anuală a transporturilor în carierii pentru mijloacele de transport: a) cu bandă;

b) cu auto; c) pe calea ferată 1, 2,3 puncte caracteristice ale curbelor

În acest capitol se întocmește un program modern prin algoritmi de calcul numeric pentru un transportor cu bandă de mare capacitate utilizat în carierele de lignit din cadrul CNL Oltenia .

In acord cu literatura de specialitate privind proiectarea, construcția și exploatarea utilajului de excavare, transport și haldare, perfecționată de marile firme ce produc și exploatează acest gen de utilaje (KRUPP, SIEMENS, TAKRAF, CONTITECH), acest program are ca scop optimizarea funcționării acestui tip de transportor la

modificarea unor parametri (lungimea de transport L, înclinarea 8, încărcarea δ, specifică, înălțimea de transport H, săgeata benzii h coeficientul de umplere φ viteza benzii.

Transportoarele cu banda de marc capacitate (TMC) din carierele de lignit servesc pentru transportul masei utile si/sau sterile sub formă de bulgări, pe un traseu fix cu lungime data, de la un punct de alimentare la unul de descărcare, cu viteză variabilă, sau în ciclu prestabilit. Aceste transportoare sunt livrabile în versiuni staționare sau mobile. Schița de principiu a unui astfel de transportor este prezentată în fig. 1.2

Fig.1.2 Schema de principiu a unui transportor cu bandiă și întindere prin contragreutate.

în care: 1-alimentarea; 2-descărcare; 3-tamburui capului de acționare (tambur de acționare); 4-tamburul de defiecție a benzii; 5- tamburul capului de întoarcere; 6-partea de sus (superioară, întinsă); 7- partea de jos (inferioară, siabă); 8- rolele superioare (de ducere); 9-rolele inferioare (de întoarcere); I0-rolele aferente zonei de alimentare; 11-zona de trecere de ia plat la albie ; 12-zona de trecere de albie la plat, l3-buncărul de alimentare; 14-curâțitorul de bandă (răzuitorul transversal); 15-curățitorul de bandă (tip plug); 16- unitatea de acționare; 17-sistem de contragreutăți.

Banda transportoare asigură transportul materialului precum și preluarea or de acționare pentru învingerea rezistențelor la mișcare, în genereaf banda tortoare constă dintr-un element solicitai la tracțiune (din inserțe textile sau cabluri de oțel) de grosime s,si acoperirea de protecție cu cele două straturi (superior si inferior) de grosimi s și s.

Benzile transportoare au ca suporți role orizontale și înclinate (creând ea) în forma de jgheab (mic sau mare) șt ghirlandă, suspendate și mobile in jurul axei lor. Albierea benzii permite mărirea debitului de transport și lărațjrea ghidării ei.

Distanța dintre role este în mod normal mai mare pe partea de întoarcere a benzii decât pe partea superioară (de transport) și poate fi deasemenea graduată în interiorul aceleiași benzi transportoare. Role special proiectate sunt frecvent amplasate în punctele de alimentare și curățire a benzii.

Actualmente transportul este efectuat pe partea superioară (tensională) iar în

speciale acesta se efectuează și pe partea inferioara (de întoarcere) slăbită. Se menționează aici cazul exploatării miniere subterane Bottrop, bazinul minier Ruht,

unde un transportor pe înclinare de lungime 3743 m este proiectat pentru a aduce la suprafață aproape 1800 t/h cărbune cu o viteză de 5,5 m/s, de la adâncimea de 786 m.

Simultan cu deplasarea cărbunelui pe partea superioară a benzii aproape 1000/h.

Fig. 1.4 Elementele geometrice caracteristice transportorului cu banda

1.2 Stabilirea schemei de transport si precizarea datelor principale de calcul

Având în vedere componența unei linii tehnologice respectiv, organizarea fluxului tehnologic dintr-o carieră de lignit se adoptă schema de transport cu tensionare adaptată (cu forță de întindere reglabilă) prin tambur de întindere controlabila (fig. 1.5).

Fig. 1.5 Principalele dimensiuni și elemente componente ale unui transportor cu bandă.

Principalele date de bază și de precalcul pentru TMC-uri sunt date în anexa AI tabelul l în acord cu necesitățile tehnologice si prevederile literaturii de specialitate [94].

Aceste date de bază și de calcul anexa AI, tabelul l și 2 se refera la: -materialul transportat ale cărui proprietăți fizice și chimice trebuie avute în vedere la alegerea transportorului și proiectarea benzii. Acestea se referă la tipul materialului de transport (lignit), densitatea volumetrica (p = 0,9f/w3)unghiul de taluz natural ((3= 15') și înclinarea maximă de transport (5 = 20), posibilele efecte mecanice, chimice si ale temperaturii.

Se face precizarea că unghiul de taluz dinamic este în general mai mic decât cel natural al materialului transportat și depinde de: tipul și viteza materialului de transportat, configurația punctului de alimentare și de gradientul sistemului.

-debitul de material transportat se exprimă în timp ca debit masic Qm[t/h] sau ca debit volumic Qv = gw/p[m3/A] . Capacitatea de transport a transportorului cu bandă sau a benzii transportorului va fi determinată și aleasă pe baza acestor două valori. La aceasta se adaugă întreruperile ce apar la reparații și întreținere și care trebuie avute în vedere.

-traseul transportorului datorita continuității procesului de transport, încărcătura are o alunecare relativ mică pe bandă și în consecință transportorul se adaptează Ia orice traseu, înclinarea benzii se modifica aleatoriu și în particular va trebui oferită soluția cea mai economică pentru sistemul de transport la mare distanță. Razele minime sigure pentru curbele concave sau convexe vor trebui asociate acesteia. Impunerea curbelor orizontale este de asemenea posibila la transportoarele cu bandă.

Utilizarea elementului de tracțiune cu rezistența superioară, permite transportul pe lungimi considerabile (5-10) km și la înălțimi de câteva sute de metri. Ghidarea benzii este larg adaptată la specificul aplicației prin utilizarea de elemente suport potrivite.

-tipul transportorului cu banda m sensul ca transportul materialului sub formă de bulgări pe benzi netede este limitat de înclinarea la care acesta începe să alunece sau să se rostogolească. Transportul nu este garantat dacă pornirea și oprirea provoacă acest proces. Pentru majoritatea materialelor de transportat înclinarea limită este 15-20°. în fig. 2.6 se indică aceste tipuri de transportoare precum și valorile aproximative, (viteză, unghi de înclinare, dimensiunea maximă a bucății de material, lungimea maximă de transport).

-lățimea benzii necesare se alege pe cât posibil dintre valorile standardizate în conformitate cu dimensiunile rolelor si altor elemente constructive. Se alege B = 1800 mm,

Pentru benzile în albie, lățimea acesteia nu trebuie să fie mai mică decât unele dimensiuni referitoare la mărimea bulgarilor (diagonala maxima a materialului de transportat).

Se alege astfel k=700 mm (diagonala bulgarilor). De asemenea se face precizarea că proprietatea de albi ere este influențată de lățimea benzii, aceasta reducându-se cu scăderea lățimii benzii.

-viteza de transport v reprezintă viteza materialului transportat și este determinată de banda transportoare și are însemnătate decisivă în proiectarea transportorului și a benzii .

In general o proiectare mai economică se obține cu viteze mai înalte și lungimi mari die transport (deci cu benzi lungi). Cel mai important este alegerea vitezelor maxime de transport în aceste cazuri. Limitele impuse depind de tipul si natura materialului de transportat șî în unele situații se iau măsuri suplimentare ca în punctele de alimentare să fie eliminata extragerea materialului la viteze înalte de transport.

Viteza crescută de transport arc ca rezultat creșterea capacității de transport pentru o lățime constantă a benzii. Viteze reduse corespunzătoare de transport rezultă la benzi cu lățime mare sau la proiectarea aibJerii de capacitate mare odată cu reducerea debilului de material.

-suportii benzii transportoare respectiv rolele de diferite dimensiuni adaptate la condițiile de funcționare și la capacitatea de transport, prin plasare potrivită generează secțiunea transversală a albiei benzii transportoare. Diferitele lungimi și diametre ale ro'lelor mobile în jurul axei lor, sunt prescrise în scopul asigurării în limite normale a alunecării dișitre bandă si role.

Stabilirea dimensiunilor rolelor respectiv lungime, masă, diametru influențat de viteza de transport va fi efectuata ținând cont de:

-modul de albiere care consta în trecerea benzii transportoare de la forma plata la forma de albicre (jgheab) sau ghirlanda, în scopul măririi secțiunii transversale a benzii respectiv, a capacității de transport. Exista cinci moduri de albiere: plat, înV, în jgheab cu 3 laturi egale (jglieab mic), în jgheab cu 2 laturi laterale egale (jgheab adânc) si în cinci părți (fig. 1.7)

Fig. 1.7 Diferitele tipuri de albiere a benzii sisitemelor de transport.

Se alege albierea cu două laturi egale (C3G) cu jgheab adânc, la care unghiul de albiere λ, lungimea l, a rolei de bază și lungimile l ale rolelor laterate, rezultă din anexa AI, tabelele l și 2.

Lungimile dintre role pe părțile superioară si inferioara se determină cu
relațiile empirice:

l≤(kp)≤5(700∙0,9)≤1,377m Se adoptă la l= 1,2m (1.1)

l= (2-3)l = (2,754-4,131)m Se adoptă la l = 3m (1.2)

-capacitatea de transport pentru transportorul cu bandă este determinată de secțiunea transversală A a benzii și de viteza de transport. Capacitățile teoretice de volum și masă se determină cu relațiile :

Qvt=A∙ v∙ 3600 [mlh] (1.3)

Qmt = A∙4∙v∙p∙3600 [tlh] (1.4)

iar capacitățile efective de volum și de masa se determină astfel:

Qvef =A∙v∙φ∙3600 [m3/h] (1.5)

Qmef = A∙v∙p∙φ∙3600 [tlh] (1.6)

în care (φ = 0,81 -rata alimentării (cota de uniptere) care depinde de înclinarea benzii si de raportul ;

Pentru albierea cu două laturi egaîe (C3G), secțiunea A transversală a benzii (fig. 2.8) se determina potrivit relației:

A = (l+) ∙ sinλ + () tan β =0.404m

Din [153] pentru B=1800 mm, unghiul de taluz β =15°, unghiul de albiere λ =36 rezultă A=0,413m3 (anexa AI, tabelul 1.1).

Fig 1.8 Albierea în trei părți cu două lauri egale a transportorului

1.3 Calculul transportorului cu banda prin algoritimi de calcul numeric

1.3.1 Calculul masei încărcăturii de transportat

În scopul determinării rezistenței totale de mișcare a benzii transportorului ce trebuie învinsă de acționarea acestuia, este necesară determinarea sumei totale a tuturor maselor în mișcare.

În fig. 1,9 sunt indicate rezistentele la mișcare ce apar în timpul funcționării transportorului cu bandă .

Fig 1.9 Rezistențele de mișcare în timpul funcționării transportorului cu bandă

Unde: 1- rezistența opusă de role; 2 – rezistența datorată greutății benzii; 3 – rezistența greutății materialului; 4 – rezistenta opusă de material la predare; 5 – rezistența opusa de lateralele masei; 6 – rezistenta opusă de ștergătoarele covorului; 7 – rezistența covorului la tamburi; 8 – rezistența datorită pantei.

Suma totală a maselor în mișcare constă din sarcina masica de transportat, masa benzii și masele părților rotitoare ale rolelor, lamburilor de antrenare, întindere, deflecțle, întoarcere si rotoarelor motoarelor de acționare. O analiza mai precisă a condițiilor de funcționare intermitentă în timpul opririi și pornirii implică mai mult reducerea tuturor maselor în mișcare, incluzând si masele părților rotitoare ale acționării, la circumferința tamburitor.

Masa mL a materialului transportat, rapotată pe metru liniar, se determină pe baza relației existente între aceasta, capacitatea si viteza de transport potrivit Fig. 1.10 și relației;

mL =

Dacă se efectuează simultan transport pe ambele părți ale benzii transportoare (superioară și inferioară) masa mL, rezultă din suma maselor m, m.

1.3.2 Calculul masei rolelor setului de albiere superior și inferior

În vederea stabilirii cu precizie a masei tuturor părților rotitoare ale rolelor raportatâ la 1m distanță dintre centre, masa unei role sau a unui set de albiere superior și inferior se ia din tabelul 1.1 și trebuie împărțita la distanța dintre rolele superioare si inferioare l0 și lu , potrivit relației:

M’R = kg/m

(2-9) Tabelul 1..1

Role cu discuri suport sunt frecvent utilizate pe partea de jos (de întoarcere), în scopul menținerii curate a benzii. Masa părților rotitoare ale rolelor de întoarcere cu discuri suport sunt prezentate în tabelul 1.2.

Tabelul 1.2

Masa redusă a părții rotitoare a rolei sau setului de albiere superior și inferior concentrată în tubul rolei raportată la viteza benzii, se determină cu relația:

m'Rred = 0,9m'K [kg/m] (1.10)

iar pentru întreaga lungime de transport

mRred = m'RredL [kg] (1.10)

1.3.3 Calculul masei benzii transportoare

în cazul în care nu este cunoscută structura benzii, se dau valori orientative pentru masele m'G ale benzii și m'R ale părților în rotație ale rolelor setului de albiere superior și inferior, care pot fi luate în considerație cu sarcina sistemului (tabelul 1.3)

Valori orientative pentru masele (2mG + mR) ale părților în rotație a rolelor setului de albiere superior și inferior și benzii transportorului

Tabelul 1.3

Masa benzii transportoare rezultă ca sumă a maselor m a clementului de tracțiune fig. 1.11 și m a straturilor protectoare. Dacă tipul și structura benzii nu este cunoscută, construcția acesteia va trebui mai întâi stabilită, în acest scop, un calcul estimativ, va fi efectuat cum s-a arătat mai devreme folosind formule standard și valori orientative din capitolele principale.

Masa m depinde de densitatea și grosimea straturilor de protecție (superior și inferior). Pentru aplicații standard masa straturilor protectoare de grosimi s2 sau s 3 se determină cu relația aproximativă

m = D ' (s2 + s3) [Kg/m2] (1.12)

unde D = l, 1Kg/dm3 -densitatea straturilor de protecție din cauciuc pentru aplicații standard.

In consecință, masa m'G a benzii cu lățimea B, se determină potrivit relației:

m=(m+m) B [Kg/m] (1.13)

Se utilizează benzi ST(2000-3150) care pentru 13=1800 mm sau s1 (18- 30)mm și m'G = (52 – 87,5) Kg/m potrivit STAS 10674-88.

1.3.4 Calculul masei elementelor de rotație ale acționării

Masele elementelor în rotație ale acționării: indusul (rotorul) motorului, cuplajul, frâna, reductorul și tamburii de acționare, nu se iau în considerare în calculul rezistentei la mișcare a benzii. Condițiile de exploatare la pornire și oprire pot totuși să influențeze considerabil masele deoarece acestea se accelerează și decelerează în asemenea situații.

Momentul de inerție al masei, trebuie redus la circumferința tamburului de acționare și dacă această masă are valori însemnate în comparație cu alte mase în rotație ele trebuie considerate în calculul forțelor periferice.

Masa unui element rotativ al acționării, cu turația n[rot/min] redusă la circumferința tamburului de acționare al benzii, ce se deplasează cu viteza v, se determină cu relația: m=J()() [kg] (1.14)

cu momentul de inerție al masei

J=GD2/4g [Kg/m2] (1.15)

— În cataloage frecvent GD2 este indicat ca "efect de volant" exprimat în Kg/m2.

Dacă masele elementelor acționării nu pot fi reduse separat, masa mEred a tamburului motor cu cuplajul și posibil cu frână, rezultă aproximativ din momentul de inerție a masei motorului JM, turația nh1 a acestuia și factorul standard kM potrivit relației 1.16.

m= kM MM ()()

Momentul de inerta masei JM a motorului se determină din fig. 1.12, iar factorul de inerție rotațional se determină din tabelul 1.4.

Coeficientul de inerție al masei în rotație kM pentru electromotoare

Tabel 1.4

1.3.5 Stabilirea coeficienților de frecare și de influență a temperaturii exterioare

Coeficientul de rezistentă f, rezultă din relația existentă între greutățile și rezistentele de mișcare, produse de rezistențele primare FH ale benzii transportorului.

Valorile lui f iau în considerație suma rezistențelor de mișcare pe partea superioară și inferioară și sunt aplicabile în domeniu (70-110%) din sarcina nominală (tabelul 1.5).

Tabel 1.5

Valorile orientative ale lui f includ o limită de siguranță pentru proiectare cu actualele rezistențe la mișcare, dintre care unele nu pot fi precis determinate.

O marjă de siguranță este luată în considerație în proiectarea sistemelor de frânare pentru transportorul descendent. In acest caz, coeficientul de rezistentă f" trebuie să fie corespunzător mai mic (tabelul 1.6),

Tabel 1.6

O atenție specială trebuie acordată unor valori limită. Valorile orientative arătate sunt stabilite pentru săgeata minimă a benzii de aproximativ 1% astfel încât valorile lui f pot fi reduse unde și când săgeata este aplicabilă: creșterea distanței dintre role este mică, adică cănd tensiunile din bandă sunt mari. Supradimensionarea diametreior rolelor conduce de asemenea la valori mai scăzute ale lui f.

Infuențacantitativă a temperaturii exterioare poate fi mai exact considerată prin multiplicarea valorilor lui f cu factorul ct fără a comite abateri considerabile de la valorile orientative ale lui f (tabelul 1.7).

Influența temperaturii exterioare

Tabel 1.7

Rezistenta secundară fu la mișcare va fi determinată prin coeficientul de lungime

C =

precizia fiind totuși adecvată numai pentru sistemele de transport cu lungimea mai mare de 80 m.

1.3.6. Calculul rezistențelor de mișcare

Rezistența de mișcare f a benzii transportului și materialului transportat se calculează cu coeficienții c, f, cT potrivit relației :

F = c • f • cT [m'R + (2m'G + m' L)cosδ] g + H• m'L • g [N] (1.18)

Rezistența de mișcare F este compusă din diverse componente :

rezistența primară

F h = c • f • cT [m’ r + (2m'G + m' L)cosδ] g + H• m'L • g [N] (1.19)

ce apare pe partea de sus (încărcată) și de jos (normal neîncarcată) a benzii indiferent de înălțimea de transport H și este echivalentă cu o forță de frecare.

rezistenta secundară

FN = (c-1)FH [N] (1.20)

este datorată în principal forțelor de frecare și accelerare în zona de alimentare. Se poate exprima cu suficienta precizie prin coeficientul c, ca fracție din rezistenta primară, pentru transportoarele cu bandă cu lungimi mai mari de 80 m.

Pentru calculul precis al rezistențelor secundare se dau mai jos toate componentele ce trebuie luate în considerare:

– rezistența de accelerare în punctul de alimentare (preluare)

FNa = (v-v0) [N] (1.21)

– rezistenta de frânare în buncărul de alimentare

FNsch = 2000 – v2 – hsch • p [N] (1.22)

– rezistența de frânare a curațătorului de bandă, care se poate determina în funcție de lățimea B [m] a benzii, potrivit relației:

FM.= 1500 • B [N] (1.23)

Această componentă în mod normal nu trebuie să apară în formele concentrate în punctele de alimentare.

Determinarea precisă a F n în aceste condiții se face pe baza relației

fN = fNa+fNsch+fN [N] (1.24)

Forța rezistentă datorită înclinării se determină cu relația:

Fst = HmLg [N] (1.25)

Considerând transportorul cu bandă ca un tot, rezistența datorită înclinării,

rezultă numai din forțele de cădere a maselor încărcăturii ca forțe ce rezultă din presiunea de cădere pe banda de transport (cele de pe partea superioară fiind opuse celor de pe partea inferioară) sunt contra balansate.

O componentă suplimentară a rezistenței de mișcare F, sunt forțele speciale Fs care pot să apară; acestea sunt datorate, de exemplu de devierea (dezaxarea) rolelor, șipcilor de bordură situate pe traseu sau răzuitoarelor pentru descărcarea materialului transportat.

În acord cu literatura de specialitate [153], rezistența de deviere pentru albierea cu trei role în parte superioară și cu doua role în partea inferioară poate fi determinată cu relația:

FS0=Ld-c- μ(m'G + m'L ) gcos 5 • sinδ [N] (1.26)

Și

FSu = Ld•c•μ•m’G • g•cosλ• cosδ•sinε [N] (1.27)

în care: μ = 0,3-0,4 iar factorul de albiere ia valorile: c = 0,4 pentru λ = 30 ; c = 0,3 pentru λ = 45" iar ε unghiul de dezaxare ce are valoarea: ε = (2-5) ; Ld = 5%L [m].

Cu aceste componente stabilite, rezistența totală la mișcare devine:

fT=fh+fN+Fst+fs [n] (1.28)

și trebuie să fie depășită în funcțiune de forța periferică Fu generată de unul sau mai mulți tamburi de acționare.

înălțimea de transport H se introduce cu semn pozitiv sau negativ după cum transportul este ascendent sau descendent. Atunci când înclinarea sistemului de transport este mică o previziune nu poate fi făcută întotdeauna în ultimul caz dacă rezistenta totală la mișcare va rezulta pozitivă sau negativă. Atunci valoarea numerică cea mai mare stabilită (pozitiva sau negativa) pentru rezistența de mișcare este decisivă pentru calculul ulterior.

In cazul limită, funcționarea transportorului cu bandă fără încărcare poate conduce la rezistența maximă de mișcare. Un calcul al rezistenței la mișcare la funcționarea în gol este deci esențial pentru sistemul de transport cu înclinare redusă la coborire. Proiectarea transportorului cu bandă potrivit acestor cerințe poate fi efectuată cu ajutorul tabelelor folosite ulterior. Dacă se face o înregistrare precisă a tensiunilor din bandă posibiă într-un calcul suplimentar (considerarea pornirii și a opririi), rezistența la mișcare nu trebuie considerată în totalitate doar să fie atribuită părții de sus si de jos potrivit originilor sale.

1.3.7 Calculul componentelor forței rezistive la mișcare, pe părțile superioară și inferioară

Componentele rezistenței primare FH apar în părțile superioară și inferioară a benzii transportorului. Coeficienții de rezistență F0 sau Fu ce trebuie introduși în acest scop se pot lua aproximativ egal cu F.

In cosecință

fhU = c f cT L [m' + m'Gcos δ] g [N] (1.30)

cu f0 =fu ≈f

Pentru încărcările cu abateri considerabile de la sarcina nominală sau la funcționarea în gol, valorile lui f vor fi corectate în acord cu corelații empirice.

Dacă partea de întoarcere a benzii este de asemenea utilizată pentru transport, masa m’Lu a încărcăturii va fi luată în seamă corespunzător în componenta F hu.

Rezistenta secundară FN este determinată separat din componentele individuale sau se calculează cu coeficientul c din rezistența primară Fn potrivit relației:

FN = (c-1)FH (1.31)

și poate fi localizată cu suficientă precizie în punctul de alimentare.

Fig 1.14 Dependența coeficientului de rezistență în funcție de încărcătura nominală (%)

Rezistențele de mișcare datorită înclinării trebuie de asemenea considerate separat pentru părțile superioară și inferioară, potrivit relațiilor

Fsto = H•(m'G + m'L)•g [N] (1.32)

Fstu = -H• mg [N] (1.33)

rezultate cu considerarea masei m'G specifice (kg/m) a benzii. Deasemenea masa

sarcinii Fstu va fi luată în calcul când apare relevanta în componenta Fstu dacă

partea inferioară a benzii este utilizată pentru transport .

1.3.8 Calculul puterii necesare de acționare a transportorului

Puterea necesară acționării transportorului cu bandă este acea putere transmisă benzii printr-unul sau simultan prin mai mulți tamburi de acționare, pentru învingerea rezistențelor de mișcare, și se determină potrivit relației:

PTr = KW

Puterea instalată Ph pentru sistemele de transport accelerate (cu ft pozitivă) se determină din relația:

PM = [KW] (1.35)

iar pentru sistemele de transport cu frânare (cu ft negativ)

pm= [KW] (1.36)

Valorile orientative pentru +, sunt date în tabelul 1.9 și depind de numărul tamburilor de acționare și de tipul acționării sistemului de transport .

Valori orientative pentru mec

Tabel ..9

În timp ce randamentul mecanic conduce la o putere de instalată PM mai mare, decât PTr, pozitivă pe un tambur, la sistemele de transport frânate, este posibil să se furnizeze acționarii puterea pentru transport egală sau ușor mai mică decât puterea necesară tamburilor de acționare. Din motive de siguranța și pentru un randament ceva mai mare este preluată și frânarea.

Puterea instalată a motorului ce trebuie adoptat pentru acționare este influențată de temperatura mediului ambiant (temperatura de răcire) și de altitudinea față de nivelul mării (densitatea de răcire). Pentru motoarele răcite în aer, condițiile standard, impun răcirea între 30-40°C și altitudinea de instalare de până la 1000 m față de nivelul mării. Atunci când sunt importante cerințele speciale privind pornirea sistemului, sau apar vârfuri extreme de putere datorită încărcării tronsoanelor, acestea trebuie avute în vedere la alegerea construcției motorului.

În scopul realizării condițiilor favorabile de pornire și exploatare, tipul motorului (cu rotor în scurtcircuit sau bobinat) și cuplajul sunt adaptabile la specificul aplicației. Factorul decisiv aici este factorul de pornire K a prin care raportul dintre cuplul maxim la pornire și cuplul nomimal este determinat, încât cuplul irÂxim la pornire se determină astfel:

Mmax=K A Mnom (1.37)

Mărirea cuplului nomimal de acționare este determinată de mărimea motorului ales iar când este folosit cuplajul hidraulic și de mărimea acestuia.

-> în scopul de a nu crea tensiuni inutil de mari în bfnda la pornire, este recomandabil a se corela mărimea motorului și cuplajului cât mai precis posibil cu puterea necesară PM. In tabelul 1.10 se prezintă valorile orientative ale factorului de pornire K a în funcție de tipul motorului de acționare.

Cuplul necesar pentru frânarea și accelerarea transportorului cu bandă la pornire care normal trebuie să fie mai mare decât cuplul de sarcină în funcționare, va fi calculat prin factorul de frânare Kt (tabelul 1.11).

Valori orientative pentru factorul de pornire kA

Tabel 1.10

Tabel 1.11

Valori orientative pentru factorul de frânare K,

Pentru proiectarea convențională a sistemelor de transport, K a > Ki și va fi ales. Dacă totuși, este instalată o putere nominală mai mare (PMnom > P m) decât puterea instalată, din motive de uniformitate a acționării sau datorită aceleiași singure mărimi specifice a acționării existente disponibile, factorul de pornire se determină cu relația

KA Ki

și poate fi redus dacă este necesar prin alegerea unui cuplaj hidraulic corespunzător, sau a unui circuit de pornire.

În cazul acționării cu mai multe motoare, pornirea poate fi influențată de cuplarea individuală a motoarelor cu temporizarea respectivă.

În cazul cel mai puțin favorabil, procesului de pornire poate să îi
corespundă rezistențele de mișcare maxime Fmax, rezultând factorul de pornire,
calculat potrivit relatiei:

KA

1.3.9 Calculul forțelor periferice și de inerția maselor pentru transportorul cu un singur cap de acționare la funcționare, pornire și oprire

Forțele periferice apar la tamburii acționați sau frânați (după cum transportul este ascendent sau descendent) și sunt transmise benzii în scopul învingerii rezistențelor la mișcare care acționează asupra acesteia, și se determină cu relația

Fu = FT = l000 [N] (1.40)

Forțele periferice sunt transmise benzii de un tambur fig. 1.15 sau sunt distribuite pe mai mulți tamburi (fig. 1.18).

Fig. 1.15 Distribuția tensiunilor și forței periferice pe tamburul de antrenare în timpul funcționării

Tensiunile din banda în părțile de intrare și ieșire a tamburului de antrenare, au însemnătate decisivă pentru calculul ulterior. Pe de alta parte tensiunea mare în bandă, în general T1, pe partea de intrare a tamburului de antrenare afectează calculul efortului la tracțiune a benzii transportorului; pe de altă parte o tensiune înaltă sau redusă pe partea de ieșire a tamburului, în general T2, determină transmiterea de putere dacă este posibil la oricare alt tambur.

Scopul calculului este deci determinarea mărimii necesare a tensiunii din banda, pe părțile de intrare și ieșire ale tamburilor, pentru pornire, funcționare în sarcină și oprire.

Indiferent dacă mecanismul acționării este accelerat sau frânat, dacă starea de exploatare se referă la pornire sau oprire, sau dacă existența tamburilor multipli de acționare este luată în considerație, calculul de proiectare reține toate situațiile.

O proiectare a elementului de tracțiune al benzii transportorului bazată pe tensiunile T1 sau T1a este suficient de precisă pentru cazul standard al unui transportor cu bandă orizontală sau cu înclinare constantă, neglijând oprirea și alte eforturi adiționale în cazul exclusiv al capului de acționare.

In cazul benzii acționate ascendent forța periferică Fu este pozitivă iar T\>T2, în timp ce pentru transportul descendent Fu este negativă și deci T2 > T1.

Pentru cazul acționării transportorului cu bandă, tensiunile în bandă necesare transmisiei prin frecare a forței periferice FU rezultă din condiția de margine, potrivit căreia:

≤ ε

în care :

μ-coeficientul de frecare dintre suprafața benzii și tambur

∞ -unghiul de contact între bandă și tambur, exprimat în radiani (fig.1.16)

Fig. 1.16 Transmiterea forței periferice pe tamburul de antrenare

Pornirea si oprirea reprezintă condiții temporare de exploatare în care viteza benzii se modifică ca urmare a accelerării sau decelerării constante, în afară de rezistențele de frecare pentru condițiile normale, forțele de inerție ale maselor în mișcare vor fi înlocuite cu forțe periferice fua pentru pornire și FUB pentru oprire (frânare). Componenta rezistenței de frânare este considerată neglijabilă în acest caz.

Forța periferică fua la pornire este fixată de mărimea motorului sau a cuplajului când acționarea este de acest fel și printr-un factor de pornire ka , când pornirea se face printr-un procedeu corespunzător acționării. Se determină cu relația:

fua = KA1000 [N] (1.42)

Aceasta se bazează pe faptul că acționarea este limitată de un mecanism de control sau cuplă de patinare la accelerație, până la cuplul corespunzător multiplului cuplului nominal, determinat de factorul de pornire KA. Acesta are loc când proiectarea corespunde precis puterii necesare P m , adică fua = ft * K a

Expresia "pornire secvențială" poate fi folosită când transportorul este acționat printr-un număr de motoare cuplate cu un dispozitiv de temporizare. Secvența optima de timp este în general bazată pe probe și eroare. Un calcul este posibil numai când procesele dinamice sunt luate în considerare.

Dacă pornirea este privită ca un proces semistaționar, sub alt aspect forța periferică fua și eforturile de tracțiune rezultante sunt determinate de puterea motoarelor cuplate.

Tensiunea necesară în bandă rezultă din valoarea limită pentru transmisia forței de frecare cu neglijarea alunecării (patinării) benzii.

T2A = fua • c2 și TIA = T2A+ fua (1.43)

Determinarea coeficientului de frecare p, este în general bazată pe valori care se stabilesc pentru o oarecare marjă de siguranță față de patinarea benzii, adică pe o utilizare incompletă a unghiului de înfășurare a.

Pentru calculul tensiunii tu , se pot introduce valori puțin mai mari ale lui ji, dacă o creștere a utilizării unghiului de înfășurare, sau o creștere a patinării este permisă. Accelertația aA a benzii transportorului se definește potrivit relației

aA = m/s

Forța periferică va fi corectată pentru a obține o precizie și mai mare:

FUAv = aA-(m'L + m'Rred + 2m/G)L + FT + aA-mred [N] (1.46)
Forța periferica FUB la oprire depinde de timpul tB necesar pentru oprirea
benzii transportorului, care nu trebuie să depășească valori impuse de siguranță
sau să evite suprasarcina. Potrivit [153], tB = (17-20)s indiferent de mărimea
puterii de acționare, de tipul transportorului (ascendent sau descendent) și dacă
banda este încărcată sau nu.

Valori experimentale pentru accelerația a a [m/s2] sunt date în tabelul 1.12

Tabelul 1.12

Decelerația necesară fig. 1.17 rezultă din aceste condiții, în ipoteza unui cuplu de frânare constant, cu relația:

aB = – [m/s2] (1.47)

cu distanta de oprire

LB = [m] (1.48)

și o posibilă supraîncărcare

V= [m'] (1.49)

Fig. 1.17 Orientarea tensiunilor și forțelor periferice Ia pornirea și oprirea benzii

Forța periferică care apare la oprire se determină potrivit relației:

fub = oB(m'L + m'Rred + 2m'c) -L + FT [N] (1.50)

Dacă masele reduse sunt semnificativ accelerate, acestea trebuie luate în considerație și forța periferică la oprire, corectată, devine:

fubv = aB(mfL -f m'Rred + 2m'G)'L + FT + aB mrcd [N] (1.51)

Tensiunea din banda necesară pentru transmisia forței periferice negative fub ce apare pe partea de intrare a benzii, în cazul tamburului frânat este:

T!B = T1B – FUB [N] (1.52)

în care fub se introduce ca factor pozitiv.

Efortul de tracțiune (sau unde este relevant forța de întindere) pe partea de ieșire a tamburului frânat, devine:

T2B = T1B – FUB [N] (1.53)

Pentru stabilirea tensiunilor din bandă la pornire și oprire, masele în mișcare pe lungimea LB, pot conduce la tensiuni foarte înalte în bandă, respectiv la supradimensionări nejustificate ale benzii, în acest caz forța periferică transmisibilă va fi determinată cu tensiunea din banda tib = Tadmisibia dată (posibilă pentru alte condiții de exploatare).

FuB = -T2Bc1 [N] (1.54)

La sistemele nefrânate, timpul de oprire rezultă din condiția fvb = 0

Pentru stabilirea tensiunilor la pornire și oprire, forțele de inerție a masei

rezultă cu accelerația sau deceleratia care trebuie determinate.

1.3.10. Calculul forțelor periferice și de inerția maselor pentru transportorul cu tamburi multipli de acționare pentru funcționare, pornire și oprire

Pentru cazul studiat se adoptă un cap de acționare cu doi tamburi motori cu următoarea schemă de înfășurare și întindere a benzii (fig. 1.18).

Fig 1.18 Schema de înfășurare și întindere a benzii în capul de acționare cu doi tamburi de acționare

Mărimea tensiunilor din bandă este decisivă pentru transportorul proiectat. In general tensiuni foarte înalte în bandă apar în partea de intrare a tamburului de acționare. Această tensiune notată cu T1 depinde de factorul de acționare c1 și forța periferică dată, și poate fi redusă prin creșterea unghiului de înfășurare. Valori care să depășească 230° pot fi atinse prin folosirea capetelor de acționare cu mai mulți tamburi motori.

Acționările echipate separat cu câte un tambur de acționare și de întoarcere nu sunt considerate ca acționări cu tamburi multipli, deși și în acest caz forța periferică nu este transmisă printr-un unghi mărit de înfășurare și tensiunea din bandă va fi corespunzător redusă.

Forța periferică totală transmisă este:

FU = FU1 + FU2

pentru un cap de acționare cu doi tamburi motori .

Tensiunea t2 din bandă este necesară pentru transmisia forței periferice Fu2 Pentru transmisia forței periferice fu1 , tensiunea din bandă pe partea de ieșire a tamburului motor l rezultă din relația

T2 = T2 + FU2

Cele mai mici tensiuni sunt atinse cu o forță periferică fu dată, când transmisia potențialului de către tamburi i motori este completă iar forțele periferice ale acestor tamburi montați în serie, se află într-un raport specific una față de alta, conform relațiilor.

T1=Fuc1 șiT2=FuC2 cu formula ∞ = ∞1 + ∞2 (1.58)

In cazul transportoarelor cu bandă cu tamburi de acționare separați (în cap și în coadă) forțele periferice sunt distribuite aproximativ în raportul puterilor de acționare. Distribuția optimă în aceste cazuri rezultă din comparația rezistențelor de mișcare pe partea de sus și de jos. O distribuție în care componenta specifică se consideră mai mare în tamburul motor decât în cel de întoarcere, este avantajos.

1.4. Calculul tensiunilor din bandă

1.4.1. Calculul tensiunii din banda în funcțiune

Deși tensiunile din bandă la funcționare sunt inițial determinate prin calculul secvențial, iar pornirea are loc la t2, un adaos uniform trebuie folosit, încât să aibă loc egalitatea rezistențelor pentru sistemele de transport cu bandă tensionată și tambur de acționare accelerat sau frânat.

Tensiunile din bandă la pornire și oprire în secțiunile încărcate, vor trebui deasemenea calculate în acord cu același adaos, care a intrat în tabelul adiacent. Factorii variabili sunt respectiv forțele periferice care au fost trecute în capul tabelului și tensiunile rezultante din bandă la tamburii de acționare.

În cazul tamburilor multipli de acționare, se cade a se nota aceste forțe periferice ce stint transmise fiecărui tambur de acționare, așa încât tensiunea Tm poate intra adițional între T1 și T2 (sau T3 și T4), tabelul 1.14.

Tensiunea minimă din bandă Tmim necesară pentru limitarea săgeții, va fi de asemenea determinată în avans. Forțele periferice și rezistențele de mișcare sunt din nou listate cu semnul lor corect în coloana l, în secvența determinată de direcția de mișcare a benzii (conform tabelei 1.14)

Valorile tensiunilor din bandă sunt determinate, calculate și indicate prin calculul secvențial (anexa AI, tabelul 5.1).

Calculul secvențial al eforturilor la tracțiune din banda TMC-ului în funcționare

Trebuie apoi verificat dacă tensiunea necesară pentru limitarea săgeții sau pentru transmiterea forțelor periferice este menținută în punctele corespunzătoare (tabelul 1.15, anexa AI tabelul 5.2).

Valoarea maximă a lui A7V (calculul secvențial) este decisivă pentru ajustare. Când fiecare tensiune din bandă potrivit coloanei 2 va fi crescută cu valoarea ATC, tensiunile din bandă pentru funcționare sunt obținute în coloana 3, indiferent totuși de pornire sau oprire.

1.4.2. Calculul tensiunilor din bandă la pornire și oprire

Tensiunile din bandă la pornire și oprire sunt deasemenea obținute prin calculul secvențial, luând în considerare variația forțelor periferice care trebuie modificate din nou și forțele de inerția maselor care vor trebui adăugate, în tabelul 1.16 se indică calculul secvențial al tensiunilor din bandă la pornire.

Tensiunea minimă a benzii este controlată și ajustată dacă se impune o majorare a tuturor tensiunilor. Săgeata poate fi neglijată la pornire și oprire cu condiția ca atenția să fie concentrată asupra valorilor negative ale tensiunii din bandă, în tabelul 1.17 respectiv anexa AI tabelul 6.2, 6.3 se indică corecția și verificările tensiunilor din bandă la pornire.

Tabel 2.17

La oprire, efortul de tracțiune necesar transmiterii forței periferice este obținut la intrarea pe tamburul de frânare.

Calculul secvențial este posibil, totuși pornind de la partea de ieșire a, tobei 1. Acesta se execută în acord cu programul, toate forțele periferice, rezistențele de mișcare și forțele de inerție a maselor existente introducându-se cu semnele corespunzătoare (tabelul 1.18).

Calculul secvențial al tensiunilor din bandă la oprire

Tabel 1.18

Tensiunile minime din bandă urmează să fie verificate și ajustate dacă este necesar prin mărimea tuturor tensiunilor din bandă (tabelul 1.19).

Săgeata poate fi ignorată la pornire și oprire, atenție deosebită se acordă faptului dacă nu apar valori negative ale tensiunii din bandă.

Tensiunea minimă din bandă va fi modificată la oprire în plus și ajustată unde crește tensiunea în bandă.

1.4.3. Calculul tensiunilor din bandă pe baza coeficientului de siguranță și a efortului la rupere a elementului de tracțiune

Dacă elementul de tracțiune este calculat pe baza tensiunii din bandă, raportată la lățimea ei (tensiunea specifică) care este înseninată datorită tensiunii maxime Tmax (în general constantă în funcționare),

Kmax = [N/mm] (1.61)

factorul de siguranță S este de luat în calcul; aceste acoperiri temporare, cresc efortul Tmax la tracțiune, care poate să apară în stări speciale de exploatare împreună cu eforturi suplimentare la trecerea de la plat la albie și invers, trecerea curbelor și răsucirii, conform relației:

Knomv = KmaxS = S= -S [N/mm] (1.62)

Dacă tensiunea specifică a benzii datorată efortului de tracțiune maxim temporar Tmax,t , este asigurată de

Kmax = [N/mm] (1.63)

și cum oprirea sau încărcarea critică pe tronsoane, este necesar a o lua în evidență, o reducere a factorului de siguranță St va fi aplicată pentru utilaj conform relației:

Knom,v = Kmax, t • St [N/mm] (1.64)

unde factorul de siguranță S, rezultă din tabelul 1.2

Factorul de siguranță

Tabel 1.20

Numărul mic de cicluri de sarcină va fi presupus, dacă transportorul cu bandă existent, este dimensionat pentru o funcționare relativ scurtă. Eforturile mici la încovoiere, pentru moment, rezultă datorită supradimensionării acționării și tamburului de întoarcere.

Sistemele de transport normal construite în acest fel, sunt verificate la eforturile adiționale extreme. In cazuri speciale, totuși, limita de calcul necesară în care eforturile suplimentare ating valori extreme, apar ca dezavantaje pentru transportul cu bandă, în aceste cazuri, atât maximul tensiunii din bandă ce poate avea loc în oricare alt punct (exemplu la frânarea banzii sau la diferite sarcini ale acționării) cât și eforturile adiționale, vor fi luate în calcul.

Amplitudinea tensiunilor în bandă, este de asemenea determinată de întinderea considerabilă în punct și de metoda de tensionare a benzii necesară pentru transmiterea forțelor periferice în faza de funcționare permanentă sau temporară, în aceste cazuri, tensiunile din bandă care există în punctele individuale ale transportorului, vor trebui determinate. Este util a indica punctele în care se calculează tensiunile din bandă notate prin T1, T2, T3, T4 etc. și a reține valorile lor indiferent de configurația acționării și de metoda de funcționare.

Tensiunile din bandă în zonele de întoarcere sunt determinate prin calculul secvențial în care acestea sunt calculate succesiv la pornire în aceleași puncte ale transportorului cu bandă. In aceste procese, este întotdeauna util a se proceda în acord cu normele firmei, potrivit cărora:

• calculul secvențial începe cu determinarea lui T2 tensiunea minimă din bandă Tmin sau dacă capul de acționare este prezent -tensiunea din bandă în partea de ieșire de pe tambur, se consideră a fi valoarea inițială a lui T2. Calculul secvențial este posibil oricum pornind deasemenea de la regulile generale cu prezumția că T2 = O, valorile finale fiind date prin corecții ulterioare, adăugarea rezistențelor de mișcare și scăderea forțelor periferice continuu în sensul mișcării benzii. Totate variațiile de tensiune în bandă vor fi luate în calcul cu semnele corespunzătoare. Tensiunile din bandă rezultate datorită rezistențelor de mișcare și forțelor periferice în punctele individuale ale părților superioară și inferioară, vor trebui ajustate, dacă de exemplu, o determinare precisă a tensiunii minime din bandă, nu atinge săgeata minimă.

Tmin = N (1.65)

Săgeata ar trebui să nu depășească valoarea admisibilă hrel = 0,01 în orice punct al părții superioare încărcate, deci creșterea rezistenței la mișcare va trebui astfel anticipată. Tmin va fi selectată la cea mai mică valoare prin reducerea distanței lo dintre rolele superioare, posibilă numai în punctul critic.

Tensiunile posibile din bandă, deasemenea solicită corecție, dacă tensiunea necesară pentru transmiterea puterii nu este prezentă la un tambur de acționare în funcțiune.

Toate tensiunile din bandă vor trebui crescute cu aceeași cantitate până ce, toate cererile sunt îndeplinite. Tipul de întindere al benzii va trebui cunoscut pentru calculul complet al tensiunilor temporare din bandă, în carierele de lignit din cadrul C.N.L.O. Tg-Jiu acesta este de tipul indicat în figura 1.20 cu tensionare adaptată prin tambur cu întindere controlabilă.

1.4.4. Calculul eforturilor suplimentare

Determinarea eforturilor din bandă este în general fundamentată pe tensiunile din bandă calculate, considerând ca bază factorii de siguranță corespunzători, în ipoteza că tensiunile din bandă sunt uniform distribuite pe toată secțiunea transversală a benzii.

SX = ( 1.66)

Aceste condiții optime, se aplică totuși numai la transportoarele cu bandă nealbiată. Dacă banda este condusă prin curbe orizontale sau verticale, ea este supusă la treceri de la plat la albie sau invers, sau de exemplu este răsucită, distribuția uniformă a tensiunilor este deranjată în aceste puncte și de asemenea pe o distanță mare față de acestea.

Fig. 1.20 Tensionarea adaptată a TMC-urilor din cadrul CNLO Tg-.liu

Dacă banda suferă trecerea graduală de la plat la albie și invers, adică în condiții de cursă cu lungime mare, sau este condusă direct prin curbe graduale, adică acestea având curbură neglijabilă, tensiunile adiționale ce apar, sunt acoperite global de factorii standard de siguranță (tabelul 1.21).

Forța din bandă este utilizată astfel că aceasta rămâne sub factorul global de siguranță.

Tabel 1.21

Factorii de siguranță stabiliți rămân la valorile limită. Modelul constructiv va trebui să asigure că aceste valori sunt continuu realizate și că factorii minimi de siguranță stabiliți sunt menținuți chiar în condiții de funcționare extrem de nefavorabile.

Eforturile adiționale sunt în esență determinate pe baza proprietății de alungire a elementului de tracțiune. Aceasta este determinată pe baza parametrului KG al benzii, indicat în fig. 1.21.

Fig. 1.21 Dependența parametrului kq de efortul nominal de tracțiune al benzii

Reduceri excesive ale tracțiunii în zone specifice ale benzii sunt posibile în cazuri individuale. In condiții precise, eforturile adiționale sunt reduse prin compensarea alungim pe partea de ieșire a benzii transportorului în secțiunea în discuție. Aceasta va fi luată aproximativ în calcul prin factorul de compensare ce (tabel 1.22).

Factorul de compensare cc

Tabel 1.22

Eforturile adiționale extreme, urmează a fi evitate în cazul unor condiții de funcționare nefavorabile. Un grad înalt de utilizare a rezistenței benzii poate să reducă durata de folosire a benzii, astfel că o verificare trebuie făcută în cazuri particulare, ținând seama de toți factorii ce afectează, precum și dacă banda aleasă este potrivită pentru aplicații specifice.

1.4.5. Determinarea lungimii de trecere de la plan la albie și invers

Pentru a preveni apariția eforturilor adiționale excesive, în secțiunea de trecere de la plat la albie sau invers, lungimile de trecere Ly (fig. 1.22) trebuie să aibă mărimi adecvate.

Trecerea de la plat la albie cu creșterea ridicării hTr a tamburului de întoarcere

Fig. 1.22 Trecerea benzii de la forma plată la cea albiata

Trecând peste tamburul de întoarcere, banda trece de la forma plată la cea albiată și invers, iar marginile benzii sunt întinse având loc astfel o distribuire inegală a tensiunilor, deci apariția de eforturi excesive în acestea. Atunci când tensiunile în bandă sunt relativ mici, anumite porțiuni ale benzii pot fi deasemenea flambate. Această formă de efort trebuie evitată sau cel puțin să nu depăseșcă un anumit grad.

Într-un calcul aproximativ al lungimilor minime de trecere Lv este esențial să se distingă dacă criteriul decisiv este alungirea marginii sau deformarea mijlocului benzii (tabelul 1.23).

Lungimile minime de trecere de la jgheab la plat și invers (valori orientative)

In general alungirea excesivă a marginii poate avea loc dacă tensiunea medie în banda transportorului este relativ mare ca rezultat al tensiunii T-x deasemenea mare în locul respectiv.

Unghiul de albiere X va fi introdus aici în radiani și va fi estimat pentru rolele asambalte în 3 părți, iar parametrii de albiere Kf1 Kf2 vor fi determinați în funcție de raportul bf/B, potrivit relațiilor (fig. 1.22):

Kf1 = ()- ()

Deformarea poate apare când efortul la tracțiune Tx în punctul considerat al transportorului cu bandă este relativ mică (tabelul 1.23).

In câteva cazuri procedura de calcul descrisă aici va conduce la lungimea de trecere ce nu poate fi realizată imediat în cazul transportoarelor, de exemplu, datorită construcției globale.

O îmbunătățire în distribuția tensiunilor va fi realizată prin creșterea ridicării tamburului de întoarcere, cu mărimea hjr față de linia de albiere (suprafața diametrelor exterioare ale rolelor de bază (fig. 1.22).

Creșterea ridicării tamburului de întoarcere nu trebuie să depășească valoarea

hTr = bf

Ar trebui denumită aceasta ca "efect de trambulină" posibil să apară de la tamburul de descărcare. Creșterea ridicării tamburului prin care banda încărcată se ridică față de centrul rolelor ar trebui de asemenea evitată.

Lungimea de trecere redusă rezultă aproximativ cu

Λred = λ – (1.70)

Cercetările au arătat că compensarea alungirilor cauzate de trecerea la albiere există deasemenea și dincolo de lungimea de trecere. Dacă acestea sunt luate în calcul cu factorul de compensare ce, lungimea de trecere necesară este posibil a fi redusă puțin mai mult.

In acele cazuri unde o dimensionare extremă a lungimii de trecere este de o importanță specială, o verificare a distribuției efective a tensiunii este necesară.

1.4.6. Determinarea razelor curbelor de trecere

In general transportorul cu bandă este conectat la un punct de alimentare și cu un punct de descărcare a materialului de transportat în linia cea mai dreaptă posibil. Deasemenea traseul posibil al transportorului va fi totuși adaptat în limitele reale date de cerințele transportului sau de construcția sistemului cu curbe orizontale sau verticale.

Raza minimă a curbelor orizontale, normal nu este dată de întinderea admisibilă din bandă, ci de acea cerință (poziție regulată, de echilibru) pe care banda trebuie să o mențină pe părțile superioară și inferioară, chiar și în faza de funcționare cel mai puțin favorabilă.

Aceasta are loc când efortul la tracțiune Tx relativ mare, este activ în curbă pentru o bandă neîncărcată, sau la o bandă mică cu material greu. Următoarea formulă poate servi ca bază pentru estimarea razei minime rh și ține seama de faptul că rolele de albiere sunt ridicate cu unghiul X/? pe partea interioară a curbei în comparație cu orizontala.

În toate situațiile execuția curbelor de trecere trebuie să asigure că nu reduce brusc factorul minim de siguranță datorită eforturilor adiționale (tabel 1.24).

Razele minime pentru curbele orizontale (valori orientative)

Curbele de trecere verticală fig. 1.23 sunt frecvent generate de creșterea înălțimii de descărcare pentru transferul materialului transportat către o magistrală de transport; ele pot apare deasemenea la treceri pe deasupra și pe sub alte linii de transport.

Raza rk de concavitate a curbei benzii transportorului trebuie să fie suficient de mare pentru a garanta la montarea benzii, albierea de ansamblu în orice fază de funcționare.

, Atunci când întinderea este^rigidă, ridicarea benzii poate fi comandată prin reducerea la valoarea necesară a tensiunii din bandă, în special la pornire în fază neîncărcată.

Orice ridicare a benzii trebuie evitată, în primul rând pentru a preveni descărcarea sau jupuirea benzii de material.

Fig. 1.23 Razele concave și convexe ale benzii transportoare

Raze mici sunt permise dacă ridicarea în faze de neîncărcare este acceptată. Totuși, în aceste cazuri verificarea/consolelor sau rolelor, trebuie prevăzută.

De asemenea ar trebui ca alegerea razei (tabelul 1.25) să fie controlată în toate circumstanțele când sunt prezente tensiuni mici în bandă sau banda în formă de albie este forțată prin intermediul curbelor concave.

Razele minime pentru curbele concave (valori estimative)

Raza Rv a benzii convexe a transportorului este determinată exclusiv de eforturile adiționale admisibile sau de tensiunile excesive datorate reliefului (tabelul 1.26).

Razele minime pentru curbele convexe (valori orientative)

Ținând seama de elongația de compensare, raza curbelor convexe va fi redusă .

1.4.7 Determinarea lungimii de răsucire a benzii

Răsucirile sunt generate pentru a preveni aderența permanentă a materialului de transportat la suprafața benzii după descărcare și răzuire, reducându-se astfel uzura rolelor și a rezistenței de mișcare respectiv consumul de energie electrică al acționării TMC-urilor.

Răsucirea ca mărime este de interes primordial în transportul materialului brut unde curățirea convențională a benzii este insuficientă în a obține succesul necesar.

Se disting trei tipuri de răsucire; alese în acord cu datele sistemului de transport fig. 1.24 iar lungimea de răsucire L\v este astfel dimensionată încât în orice caz, eforturile adiționale să nu fie excesive.

Fig. 1.24 Diferitele moduri de răsucire a benzii transportoare. Valori orientative pentru lungimea de răsucire proiectata

Tabel 1.27

In scopul împiedicării apariției eforturilor excesive în bandă, trebuie avut grijă ca înclinarea benzii să nu depășească 15° pe lungimea corespunzătoare sein i răsuciri i în orice moment înaintea intrării în răsucire și după terminarea răsucirii.

Cu factorul de siguranță Sx, în suprafața de răsucire, lungimea necesară de răsucire, în care nici o curbură, nici o elongație limită nu este presupusă, va fi determinată.

1.5. Concluzii

Privind transportoarele cu bandă de mare capacitate (TMC) utilizate în carierele de lignit din cadrul C.N.L. Oltenia, contribuția de bază constă în realizarea unui program de proiectare, prin algoritmi de calcul numeric (bazat pe literatura de specialitate a firmelor cu tradiție în proiectarea, construcția și exploatarea utilajelor de excavare, transport-distribuție și haldare) cu referire la fazele de pornire, funcționare la sarcină variabilă sau nominală, oprire. Utilizând programul MATLAB se obține variația grafică a tensiunilor din banda transportorului potrivit celor trei faze componente ale funcționării acestuia (anexa AI, fig. 1.26). Pe baza acestui program se obține un prim set de măsuri tehnologice menite să optimizeze funcționarea TMC, respectiv să reducă consumul de energie electrică al acționării electro-mecanice a acestui gen de utilaje prin:

** Stabilirea corectă a înălțimii hTr cu care tamburul de întoarcere trebuie ridicat față de linia superioară a diametrelor rolelor superioare. Această mărime HTr (fig. 1.23) în acord cu unghiul λred și lungimea Lyred de trecere a benzii de la forma plată la forma de albiere adică (C3G cu 2 laturi egale), împreună cu alegerea potrivită a distanțelor l0 și lu dintre rolele superioare și inferioare, contribuie la reducerea rezistențelor la mișcare a benzii încărcată și descărcată.

**Posibilitatea implementării unui control asupra coeficientului 91 de umplere a benzii (a procesului de excavare) coroborat cu viteza de transport (5,5-6,5) m/s, deci cu turația motoarelor de acționare, în consecință, potrivit literaturii de specialitate [152, 153] se impune determinarea unei legi de comandă a electronicii de putere asociată motoarelor de acționari care să răspundă acestor cerințe.

**Stabilirea corectă a lungimii L de răsucire ghidată a benzii, pe partea de întoarcere, imediat după descărcare, când banda este răzuită. Această răsucire are menirea de a înlătura prin sfărâmare materialul rămas pe ea după răzuire. Se reduce astfel rezistența la mișcare pe partea inferioară a benzii. Nu se practică în prezent la C.N.L.O. Tg-Jiu această răsucire (fig. 1.24).

**Controlul asupra regimului de pornire prin stabilirea adecvată a accelerației respectiv a timpului la pornire, încât solicitările benzii și acționării să fie minime. Din [152. 153] rezultă că acest timp de pornire variază între (8CH140) secunde și este corelat cu sistemele de protecție și interblocaje pentru transportoarele din linia tehnologică de transport.

**Controlul asupra regimului de oprire, în care caz din [152,153] rezultă că indiferent de puterea acționării, tipul de transportor (ascendent, descendent) timpul de oprire este de (17-18) secunde, respectiv o lungime de oprire de (47-55) metri.

**Alegerea potrivită a razelor de curbură orizontală, concavă și convexă contribuie de asemenea la reducerea rezistențelor la mișcare, uzurii rolelor și a benzii, respectiv la reducerea solicitării acționării și a consumului de energie electrică.

**In urma adoptării acestui program cu algoritmi numerici de calcul al TMC-urilor, în acord cu literatura de specialitate [153], se constată că pentru aceiași tip de motor de acționare cu aceleași date nominale cuplurile nominale ale acestora diferă după cum urmează:

la motor de fabricație germană M„=6060 Nm;

la motor de fabricație românească M„=6625 Nm;

la motorul sincron propus (dimensionat potrivit algoritmului
și programului de calcul efectuat de autor) pentru acționareaTMC-urilor.

CAPITOLULUI II

REDUCEREA CONSUMULUI DE ENERGIE ELECTRICĂ ÎN

ACȚIONĂRILE ELECTRICE A TRANSPORTOARELOR CU BANDĂ

DIN CARIERELE DE LIGNIT, CU MOTORUL ASINCRON

2.1. Introducere

Se poate spune că modernizarea acționărilor electrice la utilajele din carieră nu constituie un obiectiv în sine menit să soluționeze problema uzurii morale a acestora, ci are un scop mai larg, răspunzând la cerințele economiei de piață, care în cazul mineritului din exploatările la zi de lignit sunt deosebit de exigente.

Din acest motiv, posibilele modernizări sunt abordate în practică, într-un complex general de măsuri menite nu numai să contribuie la obținerea unui profit (care în economia de piață nu spune prea multe) ci trebuie să contribuie atât la asigurarea competitivității în concurența la care e supus mineritul de suprafață din România, cât și la îmbunătățirea regimului de lucru al utilajelor, adică funcționarea la parametrii normali, respectiv reducerea consumului de energie electrică în carierele de lignit.

La acest deziderat se poate ajunge prin modernizările acționărilor electrice, la utilajele din carierele de lignit în care se urmăresc următoarele obiective:

** creșterea productivității muncii prin creșterea capacității orare a

complexelor tehnologice;

** reducerea cheltuielilor materiale cu activitatea energetică, prin micșorarea consumului specific de energie electrică și prin diminuarea cheltuielilor cu întreținerea, revizia și reparația instalațiilor electrice, folosind componente de fiabilitate ridicată;

** reducerea cheltuielilor materiale cu activitatea mecanică, prin asigurarea unor dispozitive de siguranță fiabile și a unor procedee de pornire frânare și variație a parametrilor mecanici (moment, viteză) fără șocuri și în timp optim.

In general la utilajele din carierele de lignit din cadrul CNLO Tg-Jiu, se poate afirma că în construcția lor intră mecanismele care în prezent sunt acționate de motoare electrice, mecanisme indicate în tabelul 2.1. cu notațiile: l-excavator cu roată; 2-elindă; 3-TMC; 4-cărucior cu bandă; 5-abzețer; 6-mașină de depus în depozit; 7-mașină de scos din depozit; 8-mașină combinată.

În tabelul 2.2. sunt indicate condițiile ce trebuie îndeplinite de acționările electrice ale mecanismelor de la utilajele din carierele de lignit.

Tabel 2.1.

Mai concret, modernizările acționărilor electrice de la utilajele din carieră urmăresc:

– asigurarea optimului capacității orare a complexelor miniere prin
combinarea permanentă a parametrilor tripletei acționări a roții cu
cupe, mecanismul de pivotare și a mecanismului de deplasare și de
transport;

– neafectarea securității utilajelor și a personalului de deservire;

– reducerea risipei de energie;

– îmbunătățirea factorului de putere;

– reducerea consumului de piese de schimb și uzurii de natură

electrică.

Tabel 2.2.

Pentru aceste condiții, dintre toare acționările cunoscute (termice, pneumatice, hidraulice, eoliene, electrice) acționările electrice se pretează cel mai bine pentru utilajele de carieră.

In afară de aceste aspecte generale, comune tuturor acționărilor electrice ale utilajelor de carieră, în alegerea și dimensionarea acestora, mai există și pretenții tehnico-economice mai de detaliu, de care trebuie a se ține seama.

Deoarece unele din aceste pretenții sunt comune, iar altele sunt specifice anumitor acționări, referindu-ne la principalele mecanisme de acționare, ele pot fi prezentate sintetic ca în tabelul 2.2.

Tipurile de acționări electrice folosite pentru antrenarea mecanismelor la utilajele tehnologice de carieră

Pentru acționarea mecanismelor la utilajele tehnologice de carieră sunt folosite următoarele tipuri de acționări electrice:

I. Motor asincron cu rotorul în scurtcircuit și cuplaj elastic, pentru mecanismele care pornesc în gol sau în sarcină redusă, cu un număr redus de porniri;

Motor asincron cu rotorul în scurtcircuit și cuplaj hidraulic folosit la
mecanismele cu porniri grele și frecvente;

Motor asincron cu rotorul în scurtcircuit cu variația turației prin
comutarea perechilor de poli, utilizat în mecanismele care necesită două trepte de
turație;

Motor asincron cu rotorul în scurtcircuit și convertizor static de
frecvență, la mecanisme cu porniri grele și frecvente;

Motor asincron cu rotorul bobinat și reostat de pornire cu rezistențe
uscate, la porniri grele;

Motor asincron cu rotorul bobinat și reostat de pornire cu lichid
pentru porniri grele;

VII. Motor asincron cu rotorul bobinat și comandă tiristorizată la porniri grele;

Motor asincron cu rotorul bobinat și pornire prin autotransformator.

Motor asincron cu frânare electromagnetică;

Motor de curent alternativ monofazat cu repulsie și decalarea periilor
colectoare de pe axa neutră, la acționarea tamburilor de cablu, momentul motor
fiind impus de tensiunea mecanică din cablul electric care se rulează – derulează
pe tambur în raport cu mișcarea de deplasare a utilajelor de excavare haldare.

Motor de curent continuu cu excitație paralelă (independentă) la
mecanismele de pivotare a brațului rotorului portcupe, brațului benzilor de haldare
depunere și la mecanismele de deplasare, unde se solicită variația turației și sunt
frecvente porniri, inversări de sens și sarcini mari.

Tensiunea în curent continuu este asigurată de un generator, acționat de un motor, formând grupul Ward-Leonard.

XII. Motor sincron cu excitatrice separată pentru acționarea
generatoarelor de curent continuu de puteri mari, formând grupul Ward-Leonard.

Domeniul de utilizare al acestor tipuri de acționări a mecanismelor din componența utilajelor tehnologice de carieră inclusiv a TMC-urilor, este redat în tabelul 2.3. Acestea trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

– asigurarea unei protecții fiabile la toate mecanismele;

– introducerea a tot ce e mai nou pe piața mondială, criteriu ce vine

în concordanță cu tendințele ofertei pieței;

– reducerea costurilor și creșterea veniturilor firmei;

– simplificarea pe cât posibil a instalațiilor ce nu reclamă nivel de

pregătire profesională deosebită pentru activitatea de întreținere;

– preluarea anumitor funcțiuni ale părților mecanice (ambreiaje de

suprasarcină, reductoare intermediare, cuplaje hidraulice);

– reducerea efortului fizic și psihic al personalului de exploatare și

întreținere;

– evitarea apariției unor accidente umane;

– permiterea racordării utilajului la o rețea de informare

computerizată;

– să ofere posibilitatea urmăririi și stocării informațiilor referitoare la

consumuri de energie, factor de putere, grad de încărcare utilaje,

volume și debite realizate, calitatea producției;

– asigurarea adaptării parametrilor funcționali ai utilajului la

condițiile frontului de lucru (duritatea rocii excavate, umiditatea

rocii, starea planului de vehiculare);

– înlocuirea pe cât posibil în instalația electrică a comutației

dinamice cu cea statică;

– reducerea la maximum a variației parametrilor electrici prin

procedee mecanice (reostate cu lichid, controlere, potențiometre,

condensatoare variabile, contacte mobile cu perii și inele colectoare);

-să permită alegerea unor motoare de putere mai mică practicând procedee de pornire flexibile cu autoreglare.

Din practică s-a constatat că la mecanismele ce compun utilajele de carieră (tabelul 2.1.) serviciul continuu este cel de bază, în timp ce serviciul de scurtă durată se întâlnește la mecanismele de ridicare-coborâre sau la cele de deplasare.

2.2. Transportoare de mare capacitate existente Ia C.N.L.O., construcție, protecție, reducerea consumului de energie electrică

Transportoarele de mare capacitate (TMC) existente în carierele de lignit având părțile componente și protecțiile din fig. 2.1, constituie după excavatoarele cu roată cu cupe (ERC), o a doua infrastructură, buna lor funcționare influențând în bună măsură efectele economice scontate, respectiv consumul de energie electrică pe carieră, consum ce reprezintă în general (7(H80%) din cel total pe lună (an) de către cariera respectivă.

In prezent, există mari disponibilități de reducere a consumului de energie electrică la astfel de utilaje, prin utilizarea electronicii de putere în acționările electrice reglabile față de cele existente în prezent, prin optimizarea sistemelor de acționare electrică, printr-o întreținere și utilizare rațională a acestor utilaje, etc.

Au fost elaborate soluții concrete sau parțiale [132, 111, 112, 113, 102] referitoare la:

– pornirea cu accelerație controlată simultan la toate benzile dintr-o linie tehnologică, indiferent de starea lor de încărcare, în acest scop firma Siemens utilizează un reostat de pornire cu 25 de trepte. Sistemul de comandă supraveghează, de asemenea, decelerarea pentru oprire, interval pe care motorul de antrenare funcționează ca generator, excitat de un redresor comandat. Soluția menționată, prezintă avantajele protejării angrenajelor și covorului de cauciuc

Tabel 2.3.

La socuri mecanice si eliminarii unor timpi de asteptare în secventa de pornire;

– reglarea în trepte a vitezei TMC utilizând motoare asincrorie cu poli comutabili (cariera Kardia-Grecia). Viteza se scade în cazul apariției unor bucăți mari de material;

– măsurarea productivității complexului de excavare-transport prin utilizarea de cântare de bandă sau a urmăririi puterii active a motoarelor de acționare;

– supravegherea patinării covorului de cauciuc pe tambur activ (Polonia).

Sunt în studiu sau experimentare următoarele probleme:

– utilizarea unor sisteme de acționare electrică cu reglaj continuu de viteză pentru adaptarea vitezei de transport la debitul de material primit din front. Se prefigurează două soluții:

motorul asincron cuplat în cascadă Scherbius;

motorul sincron cu cuplaj electrohidraulic, motor sincron alimentat de la cicloconvertor static, motor asincron cu rotoru în scurtcircuit alimentat de la un convertor, etc;

-supravegherea integrității covorului de cauciuc (sesizarea începutului de sfâșiere a benzii);

– comandaprin logica programată [123, 125, 128] folosirea unor choppere pentru pornire.

Ideea utilizării motoarelor liniare pentru acționarea TMC, deși comentată nu va genera soluții practice într-un viitor apropiat, cu atât mai mult cu cât condițiile de funcționare ale sistemului sunt deosebit de grele.

Actualmente [132] în carierele din România acționarea TMC-urilor se face cu 1-6 motoare asincrone cu inele, de 630 kW, 6kV, 71A, 990 rotații/minut, pe unitate, pornite reostatic în trepte pentru cele de pe utilaj sau continuu (reostat cu lichid) pentru cele de pe sol. Pornirea se face în funcție de timp, iar utilajul "i" din linia tehnologică pornește când banda "i+1" (din aval) a atins o viteză apropiată de viteza nominală, ordinea fiind inversă la oprire.

Pentru reostatele duble cu lichid (RPLD), soluție experimentată la E.M.Rovinari, timpul de pornire este de 45-60 secunde, ceea ce în cazul unei magistrale cu mai multe benzi conduce la o durată totală de pornire foarte mare, cu șocuri mari la pornire, cu consum mare de energie electrică, etc.

Pe de altă parte, valorile fixate la releele de temporizare sunt adecvate numai unei anumite sarcini, ori, în urma unei opriri accidentale, repornirea se face cu diferite valori ale cuplului static, cuplu care depinde și de condiții atmosferice, de natura materialului transportat, etc.

2.3. Consumul de energie electrică Ia TMC dintr-o linie tehnologică

[102,111, 112,113]

2.3.1. Structura opririlor accidentale de revizie și timpul de folosire pe un an calendaristic al utilajelor din cadrul carierelor de lignit ale CNLO

Complexitatea unei linii tehnologice dintr-o carieră de lignit, care trebuie să producă cât mai mult, la un cost cât mai redus, impune reducerea drastică a riscului de defectare a oricărei părți componente, mai ales dacă se ține seama că în cadrul liniei utilajele sunt în serie, cât și eliminarea defectelor într-un timp cât mai redus.

Problematica tratării comportării utilajelor ce formează liniile tehnologice din exploatările la zi de lignit pentru conceptele de calitate și fiabilitate nu este de loc simplă, deoarece aceasta vizează un cerc larg de probleme tehnice, tehnologice, organizatorice și economice cum ar fi:

optimizarea tehnologiilor existente (optimizarea distanțelor de transport a sterilului, tehnologii cu micșorarea duratelor de întrerupere tehnologică, front optim pe tip de excavator, etc);

alegerea regimurilor optime de luciu (îmbunătățirea unghiurilor de tăiere, reducerea vitezei transportoarelor, etc);

calitatea materialelor alese (calitatea covorului transportor, a cupelor, dinților, rolelor, rulmenților, etc.);

concepția și modul de asimilare a modernizărilor (modularea și tipizarea pieselor de schimb și a elementelor de uzură, folosirea comutației statice, etc);

modalități de întreținere și reparații (tehnologii după care să se conducă întreținerea și repararea utilajelor, tehnologii de verificări profilate, normative cu optimul de cheltuieli pentru executarea de RT, RC, RK, etc;

modalități de organizare (capacitatea unităților de reparații, reducerea personalului de supraveghere, creșterea numărului personalului de întreținere și reparații, etc).

Există deci posibilitatea de aplicare a metodelor teoriei fiabilității în prognozele necesare aparatului de conducere a unităților miniere din mineritul la suprafață pentru stabilirea strategiilor politicii de viitor.

În acest capitol, pe lângă altele, se propune ca prin culegerea și apoi interpretarea datelor reieșite din urmărirea în exploatare în cursul anului 1998 a liniilor tehnologice din cadrul carierelor de lignit din bazinul carbonifer al Olteniei, să se depisteze defectele, cauzele ce le-au produs, precum și căi și mijloace concrete de creștere a fiabilității și disponibilității acestora, deci a posibilităților de îmbunătățire a parametrilor funcționali, respectiv de reducere a consumului de energie electrică la sistemul de transport cu TMC.

Conform fluxului tehnologic dintr-o carieră de lignit rezultă că utilajele componente ale liniei tehnologice sunt conectate în serie, fapt ce conduce la trecerea în stare de nefuncționare a întregii linii la defectarea unui singur element din lanțul tehnologic.

Modul de comportare generală a diferitelor subsisteme componente ale liniilor tehnologice din cadrul CNLO este relfevant în fig; 2.2. care cuprinde în procente opririle accidentale pe utilaje și cauze, pe flux tehnologic, pe cauze electrice precum și folosirea timpului calendaristic pe companie.

După cum se observă, indiferent de natura opririlor accidentale, procentele cele mai ridicate în aceste diagrame le reprezintă sistemul de transport cu benzile TMC. Pentru a avea o imagine mai în detaliu în fig. 2.2, întreruperile accidentale din cadrul C.N.L.O. au fost grupate pe cauzele generatoare majore: pe utilaje și cauze (fig. 2.2.a.), pe flux tehnologic (fig. 2.2.b.), electrice pe cauze (fig. 2.2.C.).

Din practică rezultă că defectele mecanice la TMC sunt de cea 45%, iar un procent mare îl reprezintă defectele datorate următoarelor cauze: necentrării și nealinierii covorului de cauciuc, rolelor defecte sau blocate, diferitelor altor necentrări, etc.

Rezultă din fig. 2.2.c. că Ia TMC opririle din cauze electrice reprezintă 51,1%, un procent ridicat datorat următoarelor cauze: defectarea motoarelor electrice, a aparatajului de comandă și control, străpungerea cablurilor electrice, etc.

Din fig. 2.2.b. se observă că TMC au un procent de 39% din opririle accidentale pe flux tehnologic, care este cel mai mare pentru utilajele dintr-o linie tehnologică. Aceeași idee se desprinde și din fig. 2.2.a. unde pentru TMC rezultă procentul de 39% care este cel mai mare fată de cele ale ERC și MH (mașină de haldat).

Din cele relatate rezultă că la o linie tehnologică dintr-o carieră de lignit frecventa mare â defectelor o are sistemul de transport cu benzi TMC, și anume rolele defecte fiind cauza principală, fapt ce duce la creșterea consumului de energie electrică.

Datorită opririlor accidentale care apar și a reviziilor respective utilajele ce formează liniile tehnologice din carierele de lignit au un timp de funcționare dintr-un an calendaristic de cea 32% , deci un timp redus, în comparație cu cel realizat în unele țări cu experiență în domeniu care este de cea (50-60%).

2.3.2. Determinarea consumului suplimentar de energie electrică în cazul blocării de role la TMC existente în carierele de lignit [102, 132]

Din exploatarea TMC-urilor se constată că atât eforturile ce apar în banda transportoare cât și puterea electrică necesară acționării acesteia, depind de forțele de frecare ce apar cât și de cantitatea de material care este transportată.

Atât timp cât rolele TMC-ului funcționează corespunzător, coeficientul de rezistență specifică la mișcare, are valori mici, adică fH),04-0,06, care depinde deviteza și tipul sistemului de transport, în cazul în care un număr oarecare de role sunt blocate, caz frecvent întâlnit în practică (fig.2.2.a), covorul de bandă va aluneca pe aceaste role, pe suprafețele de contact, luând naștere forțe de frecare la alunecare.

Blocarea sau defectarea rolelor la transportaorele qu bandă, elemente principale la o linie tehnologică, datorită diferitelor cauze, conduce la o serie de neajunsuri în funcționarea transportoarelor, printre care importantă deosebită au:

– creșterea rezistenței specifice la mișcare a covorului de bandă pe role;

– apariția frecării de alunecare la trecerea benzii peste rolele blocate. Acestea determină uzura rapidă a covorului de bandă, reducerea duratei de viață a covorului, creșterea solicitărilor în bandă, creșterea puterii necesare acționării și a consumului specific de energie la transport, respectiv a consumului anual de energie, în final are loc o creștere a costurilor materiale de înlocuire a benzilor precum și creșterea costurilor energetice.

Rezultă din cele anterior expuse că defecțiunile rolelor transportoarelor cu bandă au consecințe dezavantajoase atât sub aspect tehnic, cât și economic.

În general, consumul de energie electrică a unui TMC, consum măsurat practic intr-o linie tehnologică (E.M.Rovinari), depinde de starea sa tehnică, cât și ce condițiile atmosferice (fig. 2.3), consum care reprezintă cea 80% din cel al hmei tehnologice, din care (20-25%) se consumă pentru util, restul de energie fiind consumată pentru învingerea forțelor de frecare (fig. 2.3 a, b).

2.3.2.1. Puterea de acționare Ia un TMC având un număr de role defecte (blocate), cazul real din parctică

Expresiile (2.1.) sunt valabile pentru un TMC care nu are role defecte, deci pentru un ca particular, iar în acest caz, în funcție de viteza (v), lățimea (B), lungimea (L) productivitatea TMC-ului și puterea de acționare, se pot determina din diagramele din fig. 2.5.

In general, în practică orice TMC utilizat într-o carieră de lignit are un număr oarecare de role blocate, în cazul blocării unui număr n de role pe partea rină și a unui număr m de role pe partea goală a TMC-ului, forțele rezistente se vor majora cu o valoare suplimentară încât vom avea :

FT = F + FN + FS (N) și FT = FT0 +FTU (N)

FT0 = FH0 + FSt0 + FN (N) și FS = FSO + Fsu (N)

unde: FT -suma tuturor forțelor rezistente (N);

F+FN-suma forțelor rezistente în condiții normale de funcționare (N);

Fs-forțe rezistente suplimentare datorate blocării unor role (N);

FT0 -suma forțelor rezistente pe partea plină a benzii (N);

FTU -suma forțelor rezistente pe partea goală (de întoarcere) a benzii (N);

Fh0, FHU -suma forțelor rezistente în condiții normale de funcționare pe partea plină, respectiv goală a transportorului (N);

Pentru explicarea lui Fs se pornește de la considerentul că la un transportor
cu bandă dat, un număr de n role blocate pe partea plină și un număr de m role
blocate pe partea goală, va impune ca pe o distanță L1 pe partea plină și L2 pe
partea goală să apară frecarea de alunecare între bandă și role, unde:

L1 = nl0 și L2 = mlu

Iar l0 – reprezintă distanța între role pe partea plină (n);

l u -distanța dintre role pe partea goală (m) .

Suma tuturor rezistențelor poate avea forma explicită, dacă se ține seama că:

μ =0,1 – 0,4 -coeficient de frecare la alunecare cauciuc – oțel;

f=0,04-0,06 -coeficient de rezistență la mișcarea de rostogolire determinat experimental, și pe porțiunile L1 și L2 au loc frecări de alunecare, iar pe porțiunile L1 – L2 au loc frecări de rostogolire, în calcule s-a adoptat L1=L2 .

Deci, în cazul general pentru un transportor cu bandă când are n și m role defecte (blocate), se demonstrează că puterea necesară pentru acționarea electrică a unui TMC are expresia:

P = W

unde: Pn -reprezintă puterea necesară acționării în condiții de lucru;

Ps -reprezintă puterea suplimentară necesară datorită existenței rolelor defecte; Kr,Ks -coeficienți ce țin seama de unele rezistențe la mișcare;

t , tm -randamentele motorului, respectiv al reductorului.

2.3.2.2. Stabilirea consumului specific de energie electrică la o bandă transportoare cu procentul k de role defecte

Pentru punerea în evidență a aspectelor cantitative ale dependentelor arătate mai sus, s-au luat în considerare transportoarele fabricate de UNIO S.A. Satu-Mare, utilizate în carierele de lignit din țara noastră. Datele de bază ale acestor transportoare sunt indicate în tabelul 2.4.

Ținând seama de condițiile de funcționare ale transportoarelor cu bandă din cariere, rezultă următoarele date suplimentare:

-lungimea transportoarelor cu bandă L=100-2000m;

-rezistența specifică la mișcare f=0,05;

-coeficientul de alunecare la frecare între bandă și role:

-în condiții uscate μ=0,25 -în condiții umede u,=0,15

Luând în considerare toate aceste date pentru transportoarele construite de UNIO S.A. Satu-Mare, amplasate orizontal, cu lungimea medie de lOOOm, în funcție de lățimea benzii, rezultă următoarele dependențe concrete între consumul specific de energie electrică Ws(KWh/m) și procentul K de role defecte.

Tabel 2.4

Tabel 2.5

La determinarea relațiilor anterioare s-a avut în vedere faptul că în cazul defectării unui număr n de role pe partea plină și respectiv a unui număr m de role pe partea goală a transportorului, acestora le revine o anumită distanță L1 și L2 care reprezintă o cotă parte din lungimea transportorului, ceea ce înseamnă că la același număr de role defecte

L1=L2 = m (2.4)

unde: K-cota parte din lungimea transportorului pentru care rolele sunt defecte, exprimate în procente. Astfel, spre exemplu pentru K=0,5% și lungimea de 2000 m a transportorului, lungimea corespunz[toare a tronsonului cu role defecte va fi de lOOm, care înseamnă un număr de aproximativ 90-120 role defecte, îri funcție de tipodimensiunea transportorului, în orice caz, k reprezintă în medie procentul de role defecte.

Pentru a scoate în evidență dependențele din tabelul 2.5, anterior stabilite, s-au calculat o serie de valori, trecute sub formă de tabel. In fig. 2.5 s-au reprezentat dependențele consumului specific de energie la transport în funcție de lățimea B a benzii transportorului pentru diferite valori ale procentului de role defecte.

În urma acestei analize se poate concluziona faptul că. pe lângă celelalte dezavantaje cunoscute, blocarea rolelor aduce dezavantaje evidente și din punct de vedere energetic. Este ușor de dedus din cele prezentate că în cazuri concrete date neglijarea întreținerii liniei de transport, poate conduce la dublarea consumului de energie electrică și, deci a costurilor corespunzătoare, care reprezintă cea (70-80%) din totalul costurilor energetice într-o carieră.

Întrucât exemplele date se referă la o distanță de transport de 1000 m, consumurile specifice de energie electrică pot fi considerate și pe w3 • kw, unde la CNLO ia valori de (0,5-0,7) kWhlm3 – km.

În Germania, țară cu tradiție în exploatările la zi, acest consum specific de energie electrică este de 0,1-0,2 kWhlm3 – km, adică de 3-4 ori mai mic decât în România, respectiv la CNLO Tg-Jiu.

Fig. 2.5 Consumul specific de energie electrică în funcție de coeficientul de role defecte