трусики женские украина

На головну

 Дослідження та розробка САР швидкості стрічки конвеєра КЛ5250 для екскаватора ЕРШР Д 5250 - Промисловість, виробництво

Дослідження та розробка САР швидкості стрічки конвеєра КЛ5250 для екскаватора ЕРШР Д 5250

 1. ДОСЛІДЖЕННЯ ПРИНЦИПІВ УПРАВЛІННЯ конвеєра 1.1 Вимоги до конвеєрного транспорту, вантажопотоки, область застосування, характеристики вантажів

Експлуатація стрічкових конвеєрів на гірничих підприємствах (в шахтах і на кар'єрах) пов'язана з часто змінюються гірничо-геологічними умовами, ніж визначаються особливі вимоги, що пред'являються до конструкцій цих конвеєрів.

Вантажопотоки на гірничих підприємствах характеризуються значною нерівномірністю. У зв'язку з цим приймальня здатність конвеєрів повинна відповідати вступникам максимальним хвилинним вантажопотоків. В останні роки виконано дослідження з визначення характеристик вантажопотоків на вугільних шахтах, калійних рудниках і залізорудних кар'єрах. Для забезпечення сучасних шахтних і кар'єрних вантажопотоків вітчизняною промисловістю випускаються конвеєри продуктивністю до 5000-6000 м3 / год, що до останнього часу в основному відповідало вимогам сучасного гірничого виробництва.

Довжина конвеєрних ліній в масштабах гірничих підприємств при сучасних засобах автоматизації і контролю за станом конвеєрів практично може бути досить значною. На гірничих підприємствах СНД експлуатуються конвеєрні лінії довжиною 10 км і більше, а в світовій практиці відомі конвеєрні лінії довжиною до 100 км. Оцінюючи сучасні темпи підвищення потужності шахт і кар'єрів, можна передбачити, що в самий найближчий час будуть потрібні конвеєри продуктивністю до 10000 м3 / год для шахт і до 20000 м3 / год для кар'єрів. Потужність приводів таких конвеєрів сягатиме 10 тисяч кВт.

Особливі вимоги пред'являються до надійності роботи окремих конвеєрів і конвеєрних ліній в цілому. Ця вимога посилюється ще й тим, що конвеєрні лінії, як правило, відносяться до нерезервовані системам, так як установка резервної конвеєрної лінії настільки підвищує капітальні витрати, що порівняно з іншими варіантами транспорту конвеєрний транспорт, за інших рівних умов, у ряді випадків стає менш рентабельним.

Надійність роботи конвеєрів визначається головним чином продовженням термінів найбільш швидко зношуються елементів конвеєра, до яких відносяться ролики і конвеєрна стрічка, а також такими факторами експлуатаційного характеру, як стійкість руху конвеєрної стрічки і якість її очищення від налипає транспортованого вантажу. Надійність роботи конвеєрних ліній, крім зазначених вище факторів, визначається також раціональним пристроєм перевантажувальних пунктів. До основних факторів, що впливає на надійність роботи стрічкових конвеєрів, слід також віднести відмови електрообладнання та систем управління конвеєрами і конвеєрними лініями.

Підвищення терміну служби підшипникових вузлів конвеєрних роликів досягається застосуванням роликів з довготривалою мастилом, які працюють практично без ремонту. Є приклади безремонтної експлуатації роликів конструкції УКРНДІПРОЕКТ протягом 7 років. До теперішнього часу не цілком вирішено питання підвищення довговічності корпусу роликів, особливо при транспортуванні вантажів, що включають великі шматки і володіють абразивними властивостями.

Довговічність конвеєрних стрічок найбільшою мірою залежить від властивостей вантажу і від рівня динамічних навантажень, які вона відчуває в завантажувальному пункті і при русі з вантажем по роликоопор, а також від дотримання правил експлуатації стрічок. Сучасні конвеєрні стрічки з основою з високоміцних синтетичних тканин і з тросової основою при забезпеченні постійного профілактичного догляду за ними мають досить високий термін служби, особливо при експлуатації на конвеєрах з податливими роликоопорами. Вважається, що при переміщенні пухких некрупнокускових вантажів термін служби стрічок з основою з синтетичних тканин повинен становити не менше 5-6 років, а з тросової основою 10 років і більше. При переміщенні скельних вантажів, особливо крупнокускових, термін служби стрічок зменшується майже вдвічі. Подальше підвищення довговічності конвеєрних стрічок є найбільш важливим завданням при вирішенні питань підвищення ефективності конвеєрного транспорту.

Для вугільних шахт важливою вимогою є забезпечення вогнестійкості конвеєрних стрічок для всіх типів підземних конвеєрів.

Незважаючи на велику різноманітність типів і конструкцій завантажувальних і перевантажувальних пристроїв, всі вони, як показує досвід експлуатації, задовільно працюють при переміщенні пухких порід, які не схильні до налипання. Для скельних крупнокускових вантажів, а також для пухких вологих порід зі скельними включеннями до теперішнього часу не створено задовільно працюють завантажувальних і перевантажувальних пристроїв.

Стрічкових конвеєрів властиві обмеження по роду вантажу і особливо за його кусковатості. Звичайними стрічковими конвеєрами проводиться переміщення насипних вантажів крупністю до 300 мм або дещо більшою (для неважких вантажів). Найбільш ефективно здійснюється транспортування сухих, слабоувлажненних порід середньої міцності, які не схильні до налипання на конвеєрну стрічку. До таких порід відносяться вугілля, сухі вапняки, сухі суглинки, піщано-глинисті суміші. Досить ефективно стрічковими конвеєрами можна переміщати подрібнені скельні породи і руди. Використання конвеєрів з шарнірно-підвісними роликоопорами і канатним ставом дозволяє застосовувати конвеєрний транспорт для переміщення скельних вантажів крупністю до 500-600 мм, а застосування конвеєрів на ходових опорах (стрічково-візкових) забезпечує переміщення скельних вантажів практично будь крупності.

Умовою ефективного застосування стрічкових конвеєрів є прямолінійність їх траси в плані, що особливо важко здійснимо в підземних виробках.

В останні роки нагромаджено певний досвід, що доводить можливість вигину звичайного стрічкового конвеєра по великих радіусів (незгірш 150-200 м) шляхом відповідної установки роликоопор, що перешкоджають збігання конвеєрної стрічки при вигині става. Однак для підземних умов такі радіуси вигину бувають звичайно занадто великі. В даний час ведуться роботи по створенню пристроїв, що забезпечують рух конвеєрної стрічки за значно меншими радіусах.

Кут нахилу траси стрічкового конвеєра залежить від сили зчеплення транспортованого вантажу з конвеєрною стрічкою і від кута природного укосу вантажу на рухомій стрічці. На звичайних стрічкових конвеєрах вугілля утримується при кутах нахилу конвеєра до 18 °. Глинисті і піщано-глинисті породи, вапняки, що володіють більш високим коефіцієнтом зчеплення з конвеєрною стрічкою, допускають кут нахилу конвеєра до 20 °.

Для розширення області застосування конвеєрного транспорту та підвищення його ефективності проводяться роботи по створенню конвеєрів, здатних переміщувати насипні вантажі при кутах нахилу більше 20 °. Пройшли промислові випробування конвеєри ЗЛН100 зі стрічкою, що має поперечні виступи. Цей конвеєр може переміщати вугілля при кутах нахилу конвеєра до 27 °. Протягом декількох років на поверхні шахти № 5 «Великомостівська» (Львівсько-Волинський басейн) експлуатується двухленточний конвеєр, який може переміщати вугілля при куті нахилу установки більше 35 °, а на шахті «Перуанські» (Підмосковний басейн) пройшов випробування вертикальний двухленточний конвеєр. Роботи з підготовки випуску крутонахилених конвеєрів тривають.

При встановленні ефективної області застосування конвеєрного транспорту зазвичай вирішується техніко-економічне завдання щодо визначення мінімуму наведених витрат різних принципово можливих варіантів транспорту для даних конкретних умов гірничого виробництва. На основі багаторазово розв'язувалися завдань такого типу встановлена ??ефективна область застосування конвеєрного транспорту при підземній розробці вугільних родовищ. До цієї області відносяться горизонтальні і пологі пласти середньої потужності з кутами падіння до 18 °. Створення крутонахилених конвеєрів дозволить розширити сферу застосування конвеєрного транспорту на похилі пласти з кутами падіння до 35 ° і вище.

На рудних шахтах великої продуктивності, видобувних міцні руди, застосування конвеєрного транспорту ефективно в похилих стовбурах, на які руда надходить після дроблення. Останнім часом накопичено позитивний досвід щодо застосування стрічкових конвеєрів на ходових опорах (стрічково-візкових) як доставочного кошти по виїмковою, а в подальшому і по магістральних виробленнях рудних шахт, що розробляють рудні поклади великої потужності. Ефективне використання конвеєрного транспорту на рудних шахтах дозволить підвищити концентрацію гірничих робіт.

Застосування конвеєрного транспорту на відкритих розробках безперервно зростає. На відкритих розробках деяких зарубіжних країн (ПНР, ФРН та ін.) Обсяг перевезень гірничої маси конвеєрним транспортом досягає 50% і більше. У СНД частка перевезень, що припадають на кар'єрний конвеєрний транспорт, поки незначна, проте в даний час в проектах нових вугільних і рудних кар'єрів все частіше передбачається конвеєрний транспорт. Найближчим часом передбачається створити конвеєрні комплекси довжиною в кілька десятків кілометрів для доставки корисної копалини від кар'єру безпосередньо до споживача.

Ефективність застосування конвеєрного транспорту, як правило, залежить від типу конвеєра, що входить в транспортний комплекс. З існуючих типів найбільшого поширення набули стрічкові конвеєри традиційної конструкції і значно меншу - стрічково-канатні. У найближчі роки передбачається використання стрічкових конвеєрів з проміжними приводами, стрічково-візкових конвеєрів та інших.

У ИГД Мінчормету виконана робота по встановленню ефективної області застосування конвеєрних комплексів, які з конвеєрів різного типу. Критерієм ефективності прийнятий мінімум приведених витрат. Методика передбачає при виборі параметрів прийнятих конвеєрів оптимізацію типу конвеєрної стрічки та її ширини, типу приводу і перевантажувальних вузлів. Методика враховує також такі фактори, як нерівномірність надходить на конвеєр вантажопотоку, ступінь довговічності конвеєрної стрічки і надійність обладнання, що входить до складу конвеєрного комплексу.

У результаті аналізу різних варіантів конвеєрного транспорту по вказаній методиці була виявлена ??раціональна область застосування конвеєрів різного типу. За цими даними стрічкові конвеєри звичайної конструкції виявилося найбільш раціонально використовувати при похилих трасах, продуктивністю понад 4000 т / год і відстанях транспортування близько 3000-4000 м. При великих відстанях доцільно застосування хвостових і проміжних приводів.

Стрічкові конвеєри з канатним ставом виявляються ефективнішими стрічкових на горизонтальних трасах великої протяжності і вантажопотоках до 4000 т / год або при слабонаклонних трасах і вантажопотоках до 2000 т / год. За цих умов стрічка має меншу вартість, а термін її служби буде вище. Крім того, стрічкові конвеєри з канатним ставом відрізняються меншою металоємністю става. Типова секція стрічкового конвеєра з канатним ставом наведена на малюнку 1.1.

Стрічкові конвеєри з канатним ставом і з підвісними роликоопорами (рис. 1.1) являє собою два паралельно натягнутих каната 1, що спираються на стійки 2; на канат на певній відстані один від одного навішуються роликоопори вантажної гілки 3, роликоопори порожнякової гілки 4, як правило, кріпляться на опорних стійках 2.

Малюнок 1.1 Стрічковий конвеєр з канатним ставом

Конвеєр з канатним ставом малогабарітен, легкий, має невелику вартість; особливо зручний в підземних умовах. Завдяки своїй конструкції він легко дозволяє встановлювати різну кількість роликоопор на одиницю довжини. Для запобігання надмірного зближення канатів між ними іноді встановлюють поперечні розпірні рамки.

Конструкція става в чому визначається технічними характеристиками конвеєра: швидкістю і стійкістю руху стрічки, величиною динамічних навантажень на опорні стійки і т. Д. Конвеєр з підвісними роликоопорами є коливальною системою з певною частотою власних коливань. За певних навантаженнях і швидкостях транспортування частота вимушених коливань може збігтися з частотою власних коливань конвеєра, і вся система входить в резонанс. Це може викликати значні коливання стрічки, канатів, опорних стійок.

В залежності від властивостей вантажу, швидкості стрічки і характеристики завантажувального пристрою змінюється величина динамічного навантаження на роликоопори лінійних і завантажувальних секцій. При навантаженні і транспортуванні мелкокуськових насипних вантажів навантаження на роликоопори в завантажувальному пристрої перевищують навантаження на роликоопори лінійних секцій в 1,25-1,5 рази, а при навантаженні крупнокускових вантажів - в 10-20 разів. Так, при вантаженні великих шматків динамічне навантаження в місці удару шматка може досягати 50-100 кН при тривалості дії 0,001-0,05 с; на лінійних секціях ці навантаження складають в середньому 5-8 кН при тривалості 0,05-0,2 с. Для мелкокуськових вантажів роликоопори в місцях завантаження і роликоопори лінійних секцій конструктивно практично не відрізняються, тоді як для крупнокускових вантажів потрібні принципово відмінні конструктивні рішення.

Многопріводние стрічкові конвеєри з фрикційними проміжними приводами іноді доцільно використовувати на похилих (вище 9 °) трасах довжиною 3000 м і більше, так як в цих умовах збільшення капітальних витрат на влаштування проміжних приводів і витрат на саму конвеєрну стрічку компенсується більш високою надійністю конвеєрної установки, не що має проміжних перевантажувальних пунктів.

Стрічково-візкові конвеєри на горизонтальних трасах при продуктивністю більше 2000 т / год виявляються більш економічними, ніж звичайні стрічкові конвеєри, завдяки тому, що термін служби їх стрічки вище, ніж у стрічкових, а енергоємність нижче внаслідок більш низького коефіцієнта опору руху.

При кутах нахилу траси до 9 ° і крупнокускових вантажах стрічково-візкові конвеєри виявляються ефективнішими стрічкових при відстанях до 5000 м, а при кутах нахилу траси 18 ° - до 3000 м. При великих довжинах конвеєрні комплекси, які з стрічково-візкових конвеєрів, доводиться обладнати досить складними перевантажувальними пристроями, встановлення та експлуатація яких пов'язана з витратами, що перевищують витрати на дроблення гірської маси, яке необхідно при звичайних стрічкових конвеєрах.

У міру вдосконалення конструкцій конвеєрів і технології застосування конвеєрного транспорту кордону ефективного використання різних типів конвеєрів можуть ізменяться.1.2 Обгрунтування обраного напрямку

Завдання, які вирішуються, при проектуванні систем управління конвеєрними лініями сходяться до створення безпечних, ремонтопридатність, високонадійних і високопродуктивних ліній з мінімальним використанням ручної праці.

В даний час завдання проектування високопродуктивних конвеєрних ліній вирішена і на порядок денний ставиться питання про раціональне використання наявних потужностей. При вирішенні задачі раціонального використання конвеєрного транспорту без збільшення існуючих потужностей необхідно оцінити впливу комплексу заходів (технічних, технологічних, управлінських, організаційних).

Основними заходами прийнято вважати вибір і визначення технічних і технологічних параметрів, а режими організації та управління розглядаються або як підпорядковані їм, або до уваги не приймаються. У той же час останні роблять свій вплив на процес транспортування, і тому слід розглядати цей процес у комплексі. Комплексна оцінка і вибір раціонального режиму транспортування гірничої маси - завдання многозвенная, що враховує хворе кількість параметрів взаємозв'язаних один з одним.

Завданням цього етапу є дослідження принципів управління конвеєрами тракту, що враховують технічні, технологічні та організаційні чинники транспортування конвеєрами.

 1.3 Аналіз існуючих критеріїв управління конвеєрними лініями

У літературі наводяться ряд критеріїв управління конвеєрними лініями, використовуваними при видобутку вугілля підземним способом. Головним завданням системи оптимального автоматичного управління визначається завдання граничного зниження обмежує впливу режимів роботи конвеєрної лінії на продуктивність вибою. Звідси головний критерій для цих систем формулюється в наступному вигляді: "Граничне зниження часу простою добувних ділянок з причини відмов конвеєрної лінії або відмов на виході конвеєрної лінії".

Крім цього завдання, існує інша задача системи оптимального автоматичного управління конвеєрними лініями, яка формулюється як граничне зниження експлуатаційних витрат на одиницю ваги вантажу.

Критерії для зазначеної задачі формулюються таким чином:

· Мінімальна витрата електроенергії на транспортування одиниці ваги вантажу (мінімальні питомі енерговитрати);

· Мінімальний знос матеріальної частини конвеєра на транспортування одиниці ваги вантажу (мінімальний питома знос).

Слід зазначити, що пропоновані авторами критерії управління не відповідають найголовнішому вимогу і не враховані взаємовпливу цих критеріїв один на одного. Таким чином, не проводиться оцінки вибору критерію відповідає вимогам раціонального критерію в кожний конкретно взятий момент часу. Крім того, методи, використовувані при вирішенні поставлених завдань, не прийнятні для вирішення завдань автоматизації конвеєрних ліній роторних комплексів відкритих гірничих робіт. Так, наприклад, головний критерій управління вирішується при використанні акумулюючої здатності конвеєрної лінії, переведенням вантажопотоку з аварійної ділянки на менш завантажений. Тобто використовується той факт, що шахтні конвеєрні лінії в своїй більшості розгалужені, і, таким чином, є можливість, використовуючи технологічні рішення, гранично знизити час простою добувних ділянок з причини відмов конвеєрної лінії. Формулюються два завдання управління для підсистеми АСУ конвеєрним транспортом: управління вантажопотоком і управління пуском і зупинкою конвеєрних ліній.

Обидві ці завдання підпорядковуються одній меті - отримання мінімальної собівартості транспортування. Перше завдання вирішується шляхом введення комбінованого управління з використанням системи бункер - регульований конвеєр. Застосування бункера в такій системі дозволить зменшити глибину регулювання швидкості, а регульований конвеєр дозволить приймати менший обсяг бункера в порівнянні з варіантом нерегульованого конвеєра.

Управління пуском і зупинкою конвеєрних ліній проводиться з урахуванням кількості вантажу, що лежить на конвеєрі. Однак у цій роботі, як і в попередній критерій управління конвеєрною лінією не є раціональним, тому запропоновані критерії не оцінюють взаємовплив їх між собою. Інші критерії не прийняті до уваги, так, наприклад, не оцінений критерій забезпечення надійності роботи конвеєрної лінії.

Найбільш повно оцінені критерії управління, де виділяють п'ять основних критеріїв управлінні конвеєрним транспортом, які враховують технічні, технологічні, організаційні та управлінські напрямки.

1. Забезпечення максимальної ймовірності безпечної роботи транспорту.

2. Мінімізація частки ручних операцій у процесі управління.

3. Забезпечення максимальної функціональної надійності. Це можливо за рахунок скорочення простоїв видобувних механізмів, пов'язаних з організацією роботи транспорту, а також з виникненням несправностей. Це забезпечується наступними заходами: контроль за неперевищенням фактичного завантаження конвеєра; усунення прокидання вугілля на конвеєрі шляхом контролю за неперевищенням фактичної величини вантажопотоку; введення регульованого гальмування для зниження аварійності перевантажувальних пунктів, що мають місце при зупинці конвеєрної лінії через равности часу вибігу конвеєрів; введення регульованого запуску конвеєрів в лінії, що скорочує час запуску.

4. Забезпечення максимальної експлуатаційної надійності конвеєрів. Під цим слід розуміти максимальне використання конвеєрів в часі за рахунок зниження неодружених пробігів стрічки і забезпечення безперервності вантажопотоків. Завдання вирішується шляхом регулювання моментів пуску-зупинки конвеєрів. Крім того, в це поняття входить максимальне використання конвеєрів по продуктивності шляхом стабілізації погонного навантаження і наближення її до номінальної. Рішення завдання можливо двома шляхами: використання регульованого приводу і введення усереднювальних бункера. При цьому обсяг цього бункера повинен бути оптимальним, тобто що дозволяє згладжувати миттєві пікові навантаження і акумулювати певну частину вантажу, і, в той же час, не бути громіздким.

5. Забезпечення мінімальної витрати матеріальних ресурсів досягається за рахунок збільшення терміну служби стрічки, роликів, футерування барабанів та інших запасних частин, а також зниження споживаної електроенергії.

Неважко помітити, що ці критерії тісно взаємопов'язані. Так, наприклад, забезпечення мінімальної витрати матеріалів виходить з збільшення терміну служби окремих частин конвеєра, а це, в свою чергу сприяє зниженню часу простоїв при поломці обладнання, що призводить до збільшення експлуатаційної продуктивності конвеєрної лінії. У загальному вигляді зазначена завдання вибору параметрів системи конвеєрного транспорту зводиться до встановлення їх раціонального співвідношення, що забезпечує найменші наведені витрати на транспортування при надійної реалізації планової навантаження на вибої. У математичній формі функція мети має вигляд:

С (Ск, Се, П, Рг, Рд, Рт, Км, Кс, Ро, Ру) ® min;

Q (П, Рг, Рд, Рт, Км, Кс, Ро, Ру) ? Q *,

де С - функція наведених витрат;

Q, Q * - функція сумарного навантаження на видобувних конвеєрний ділянку і її планова величина;

Ск, Се - складові наведених витрат, що залежать від капітальних і експлуатаційних витрат на систему конвеєрного транспорту в цілому;

П - функція втрати видобутку за конвеєрним видобувної дільниці;

Рг = (Рг1, Рг2, ... Ргn) - сукупність гірничотехнічних параметрів;

Рд = (РД1, РД2, ... Рдn) - сукупність параметрів видобувної обладнання;

Рт = (РТ1, Рт2 ... Ртn) - сукупність параметрів, що характеризують роботу суміжних транспортних ланок;

Км = (Км1, Км2, ... Кмn) - сукупність технічних параметрів транспортних засобів;

Кс = (Kc1, Kc2, ... Ксn) - сукупність технологічних параметрів транспортних схем;

Ро, Ру - прийняті режими організації та управління транспортними звеньямі.1.4 Розробка критеріїв управління лінією

Управління конвеєрним транспортом представляє собою процес, що характеризується багатьма параметрами, що надають взаємовплив один на одного. Для отримання раціонального режиму управління конвеєрною лінією необхідно виділяти параметри, що впливають на її режими роботи, оцінити взаємовплив цих параметрів один на одного. Раціональним режимом управління будемо називати режим, що забезпечує планову продуктивність транспортування з найменшими витратами на одиницю транспортується груза.1.4.1 Аналіз причин втрат продуктивності

На продуктивність конвеєрної лінії впливають втрати транспортується. Причини, що викликають ці втрати наступні.

При пересипанні вантажу вище борта конвеєрної стрічки виникають просипи, які можна виключити, провівши ряд заходів. Наприклад, установка датчиків, що визначають обсяг вантажу, що знаходиться на стрічці. Для виключення пересипання вантажу можливе застосування дозатора, дозуючого порцію вантажу з урахуванням характеристик поступающейй гірської маси, що обмежує обсяг останньої на конвеєрній стрічці.

Друга причина робить вплив на втрати - це засипання перевантажувальних вузлів при пусках і зупинках. Для виключення цього негативного явища необхідно виробляти регульований пуск і гальмування, що забезпечують при цьому ще й мінімальну тривалість цього процесу з формуванням оптимальних динамічних зусиль.

Скорочення часу на поточний і аварійний ремонти, на пошук аварійного вузла, на ліквідацію аварії, а також скорочення часу пусків і гальмувань відкриває додатковий резерв збільшення часу експлуатації конвеєрної лінії.

Оцінка аварійних ситуацій дозволить виявити "вузькі місця" в конвеєрної лінії, удосконалити графік планово-попереджувальних ремонтів і тим самим збільшити надійність роботи конвеєрної лінії.

При вирішенні питання скорочення тривалості пуску і зупинки доцільно передбачити індивідуальну програму розгону кожного конвеєра в лінії, яка б, виходячи з умови виключення засинання перевантажувальних вузлів, враховувала ситуацію технологічну ситуацію (розподіл вантажу з конвеєрів лінії, ступінь завантаженості кожного з конвеєрів). Програма повинна включати в себе черговість пуску (гальмування) конвеєрів, інтенсивність пуску (гальмування). Всі ці операції повинні бути спрямовані на скорочення часу пуску (гальмування) з динамічними режимами, що забезпечують максимально-можливий термін служби складових елементів конвеєра, і мінімальна витрата електроенергії. Зниження часу на пошук аварійної ситуації проводиться зa рахунок введення в систему управління вузла, що визначає номер несправності. Для більш оперативного обслуговування систем управління кожного з конвеєрів і системи управління конвеєрної лінії в цілому доцільно розробляти і застосовувати модульні системи з достатнім запасом ЗІПа. Несправні елементи, які підлягають заміні в централізованому порядку ремонтуються спеціальними службами або підлягають заміні на заводі-ізготовітеле.1.4.2 Оцінка режимів роботи лінії

Режими роботи конвеєрної лінії залежать від гірничотехнічних параметрів вступників матеріалів.

При крупнокускових вантажах доцільно знижувати швидкість його транспортування. При цьому збільшується термін служби стрічки, роликів, можливо вирішення питання зниження металоємності конвеєра. Однак, при зниження швидкості транспортування знижується продуктивність. Отже, слід оцінити рівень зниження швидкості. збільшення терміну служби елементів і зниження металоємності конвеєра, що є наслідком зниження швидкості і втрати продуктивності при цьому. У цьому випадку можливий вибір оптимального режиму, тому збільшення терміну служби елементів конвеєра створює передумови для збільшення надійності конвеєрної лінії, отже збільшення часу експлуатації лінії. У загальному випадку, при досягненні оптимального режиму в цьому випадку продуктивність не знижується, а стає стабільною протягом усього терміну експлуатації.

На величину собівартості впливають технічні параметри конвеєрів.

Це вартісні і масо-габаритні показники приводу і системи управління. Надійність роботи систем управління і приводу, які в кінцевому підсумку впливають на тривалість часу експлуатації конвеєрів в лінії. Одним з методів підвищення надійної роботи систем управління конвеєрною лінією є резервування. У дворівневих системах управління це можливо за рахунок дублювання алгоритмів регулювання, управління конвеєром в системі управління лінією.

Для отримання раціонального режиму конвеєрної лінії слід забезпечити оптимальний режим роботи кожного окремого конвеєра в лінії. Оптимальним режимом роботи окремого конвеєра в лінії будемо називати режим, що забезпечує мінімальні витрати при змінюються параметрах конвеєра, рівень завантаження, рівень швидкості, рівень натягу, розподіл тягових зусиль між приводними барабанами, ступінь взаємовпливу барабанів в многопріводних конвеєрних установках. Крім цього в цей режим включаються програми розгону і гальмування в залежності від ступеня завантаження конвеєра і з урахуванням коригування, що надходить із системи управління конвеєрної лінії при відпрацюванні раціонального критерію управління конвеєрної лініей.1.4.3 Створення оптимального критерію управління

Для створення раціонального критерію управління конвеєрною лінією слід враховувати вплив технологічних параметрів транспортних схем.

Кар'єрні конвеєрні лінії в більшості своїй представляють нерозгалужені системи конвеєрів, розташовані послідовно один за одним. Тому особливо гостро в таких системах постає питання забезпечення високонадійних технологічних схем, тому при існуючих продуктивності конвеєрних ліній зупинка з причини аварії обумовлює нічим непоправні втрати у видобутку або зниження інтенсивності зняття розкриву. Розглядають два шляхи підвищення надійності таких технологічних схем. Перший - це на підставі статистичних даних оцінюють найбільш вразливу складову частину конвеєрної лінії і виробляють резервування цього конвеєра шляхом введення транспортних мостів. Другий шлях - це підвищення складових частин конвеєрів. Стаціонарність вантажопотоків впливає на надійність роботи конвеєрів. Досягнення необхідної стаціонарності надходить вантажопотоку можливо за рахунок введення в технологічну схему бункера достатньої ємності. C використанням регульованого приводу бункер як накопичувач виключається з технологічної схеми. Але в цьому випадку виникають часті пуско-гальмівні режими, які мають негативний вплив на надійність конвеєрної установки. При оптимальному обсязі бункера і системи регульованого приводу, отримуємо варіант оптимальної технологічного ланцюжка. Оптимальний об'єм бункера розраховують з умов використання бункера як буфера, що згладжує піки навантаження, щодо середньої величини, і акумулятора на період переходу конвеєра з нижчого рівня швидкості на вищий з мінімально-можливим прискоренням. При кожному з варіантів критеріїв управління доцільно оцінювати капітальні та експлуатаційні витрати і таким чином буде визначатися собівартість транспортування груза.1.5 Висновки та пропозиції щодо реалізації досліджень принципів управління

Завдання вибору параметрів системи конвеєрного транспорту зводиться до встановлення раціонального критерію управління конвеєрною лінією. Раціональним критерієм (причому найбільш повним Критерієм, тому що він враховує максимальну кількість параметрів, що впливають на конвеєрну лінію) слід вважати критерій, що забезпечує найменші наведені витрати на транспортування при надійної реалізації планової навантаження.

При створенні раціонального критерію управління враховують оптимальні критерії управління кожним з конвеєрів при конкретної технологічної ситуації, що враховують такі параметри як рівень завантаження, рівень швидкості, рівень натягу, розподіл тягових зусиль між приводними барабанами їх взаємовпливу, центрування стрічки, працездатності елементів.

Розглядається оптимальний режим, обумовлювалась впливом гірничотехнічних параметрів гірської маси, що знижує втрати транспортованого матеріалу, а також технологічні схеми, мають вплив на роботу конвеєрної лінії. Вирішення цього завдання доцільно виконувати, використовуючи засоби мікропроцесорної техніки. Оскільки конвеєрна лінія по своїй структурі є дворівневою (1-й рівень - окремий конвеєр, 2-й рівень - ряд конвеєрів, об'єднаних в лінію), то доцільно проектувати і дворівневу систему автоматизованого управління конвеєрної лінією. Нижній рівень - це система автоматичного управління, що виконує задачі оптимізації роботи окремого конвеєра в лінії, що враховують конструктивні особливості конвеєра (ширину стрічки, продуктивність, швидкість, рівень натягу, розподілу тягових зусиль), а також на динаміку в нестаціонарних режимах. Застосування швидкодіючої мікропроцесорної техніки дозволить крім вирішення цих завдань вирішити завдання днагностірованія технічного стану окремих елементів конвеєра. Великий обсяг оперативної пам'яті дає можливість здійснювати облік часу простоїв і продуктивної роботи з метою оптимального планування планово-попереджувальних ремонтів і скорочення аварійних ремонтів.

Верхній рівень - це автоматизована система управління конвеєрною лінією. В її функції входить виконання наступних завдань. Визначення раціонального критерію управління при оцінці всіх параметрів. Видача керуючого сигналу для відпрацювання цього критерію кожному з конвеєрів лінії. Режим стеження за виконанням виданого завдання. Виконання диспетчерської та інформаційної функції.

Відомі технічні рішення (апаратура типу "ЦИКЛ", "Потік" та ін.) Здійснюють дистанційне керування, диспетчеризацію, захист і блокування. Функції регулювання ці системи не виконують. Чи не вирішується питання раціонального управління.

Для вирішення цього питання слід розглянути впливи, що роблять вплив на роботу конвеєрної лінії, оцінити їх вплив, виявити взаємозв'язки цих впливів, а також визначити цілі, які стоять перед проектувальниками конвеєрних ліній.1.6 Постановка задач на дослідження

У кваліфікаційній роботі магістра необхідно виявити найраціональніший критерій, що забезпечує найменші наведені витрати на транспортування при надійної реалізації планової навантаження. Всі критерії мають на меті зменшення витрат на транспортування, що тягне за собою збільшення продуктивності і зниження витрат електроенергії. Зниження витрати електроенергії особливо важливо, тому що потужності дуже великі, і це дозволить істотно знизити собівартість транспортування.

Необхідно також змоделювати динамічні процеси в стрічковому конвеєрі і на моделі провести дослідження цих процесів при використанні регульованого і нерегульованого приводів стрічки конвеєра. В результаті цього дослідження потрібно отримати залежність зменшення приведених витрат при використанні регульованого приводу.

У процесі виконання кваліфікаційної роботи магістра необхідно дати техніко-економічне обґрунтування виконаній роботі, розрахувати річний економічний ефект, який можна отримати від впровадження засобів модернізації конвеєра серії КЛ5250.

Також потрібно вивчити умови праці на робочому місці обслуговуючого персоналу конвеєра, провести критичний аналіз небезпечних і шкідливих виробничих факторів в гірничорудному виробництві, вивчити питання охорони праці і техніки безпеки.

При аналізі можливих рішень самим раціональний рішенням, що забезпечує найменші наведені витрати на транспортування при надійної реалізації планової навантаження, є використання регульованого приводу руху стрічки.

Таким чином, основним завданням проектування є дослідження процесу транспортування при використанні регульованого приводу руху стрічки.

Дослідження проводяться за допомогою моделі, яка реалізує динаміку конвеєра.

конвеєр вантаж динамічний автоматизація

2. ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ПАРАМЕТРІВ КОНВЕЄРА НА ЙОГО ДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Правильний облік динамічних процесів протікають в конвеєрі є одним з основних чинників, що визначають їх працездатність, надійність і економічність. Якщо уявити стрічковий конвеєр у вигляді структурної схеми, то динамічні характеристики можуть бути досліджені відомими методами теорії автоматичного регулірованія.2.1 Безперервне регулювання швидкості стрічки конвеєра

Безперервне регулювання швидкості стрічки конвеєра передбачає використання замкнутої системи автоматичного регулювання, яка повинна складатися з датчиків величини вантажопотоку і швидкості стрічки в місці завантаження, елемента порівняння, підсилювачів, виконавчого пристрою (приводу), об'єкта регулювання та ін.

Як датчик вантажопотоку використовується телевізійний датчик об'ємної завантаження стрічки, для визначення швидкості стрічки застосовується кореляційні метод з використанням вібродатчиків, об'єктом регулювання є конвеєр, виконавчим органом - привід спільно з тиристорним перетворювачем. Коригувальні пристрої реалізовані в мікропроцесорної системі управління.

Рисунок 2.1 Укрупненная схема системи безперервного регулювання

Завдання полягає в тому, щоб за заданими характеристиками вантажопотоку Q (t), (рисунок 2.1) надходить на конвеєр, визначити параметри замкнутої системи регулювання, при яких функція, що отримується на виході цієї системи [напруга UVx, пропорційне швидкості стрічки в місці завантаження Vx ( t)], найкращим чином апроксимувати функцію, яку бажано отримати [напруга UVзаг, пропорційне швидкості стрічки в місці завантаження Vзаг (t)], тобто визначити оптимальну динамічну систему регулювання по швидкості (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 Структурна схема системи регулювання

Щоб ця задача придбала точну кількісну формулювання, необхідно встановити, що слід розуміти під найкращою апроксимацією швидкості, яку бажано отримати на виході динамічної системи.

Внаслідок випадкового характеру швидкості, одержуваної на виході, умови найкращого її наближення до бажаної величиною повинні мати імовірнісний характер. Наприклад, можна вважати найкращим наближенням таке, при якому в певній області зміни аргументу ймовірність того, що різниця між аппроксимируемой Vзаг (t) і апроксимуючої Vx (t) швидкостями, більша за абсолютною величиною деякого заданого значення e, мала б найменшу величину. Найкращим наближенням можна вважати й таке, при якому математичне очікування абсолютної величини різниці між ординатою заданій швидкості і ординатою апроксимуючої її швидкості було б мінімальним. Нарешті, можна вимагати, щоб умові мінімуму задовольняло математичне очікування квадрата цієї разності.2.1.1 Математичний опис безперервного регулювання швидкості

Перерахованим вище трьом умовам найкращого наближення функції Vx (t) і функції Vзаг (t) можна надати наступну математичну форму. Для забезпечення мінімальної ймовірності відхилення швидкості стрічки конвеєра в місці завантаження від швидкості, пропорційної грузопотоку більше заданої величини e, необхідно, щоб

P [| Vx (t) - Vзаг (t) |> e] = min. (1)

Вимога мінімуму математичного сподівання абсолютної величини різниці між Vx (t) і Vзаг (t) означає виконання умови

M [Vx (t) - Vзаг (t)] = min. (2)

Нарешті, вимога мінімальної величини математичного очікування квадрата різниці (вимога мінімуму другого початкового моменту) приводить до умови

M {[Vx (t) - Vзаг (t)] 2} = min. (3)

Якщо математичні очікування випадкових функцій Vзаг (t) і Vx (t) не дорівнюють нулю, то умова (3) доцільно доповнити вимогою

M [Vx (t) - Vзаг (t)] = 0,

яке означає відсутність систематичної похибки системи. У цьому випадку умова (3) може бути переписано у вигляді

D [Vx (t) - Vзаг (t)] = min

і відповідає простому фізичному умові звернення до мінімум дисперсії або середнього квадратичного відхилення.

Незважаючи на різну математичну формулювання оптимального наближення швидкості Vx (t) до швидкості Vзаг (t), фізично ці критерії близькі між собою, тому що їх виконання означає, що швидкість Vx (t), як правило, не сильно відхиляється від швидкості Vзаг (t ). Тому слід очікувати, що властивості динамічної системи регулювання, побудованої з урахуванням будь-якого з цих вимог, не будуть сильно відрізнятися. Це дозволяє з великої кількості можливих критеріїв вибрати найбільш простий критерій мінімуму середнього квадратичного відхилення. Крім того, коли швидкості Vx (t) і Vзаг (t) є нормальними (вантажопотік є нормальним випадковим процесом, а оскільки швидкість Vзаг (t) - його лінійне перетворення, то і вона нормальна) і математичне очікування різниці Vx (t) - Vзаг (t) дорівнює нулю, це вимога гарантує одночасне виконання також умов (1) і (2).

Припустимо, що на вхід системи регулювання надходить корисний сигнал Vгр (t), пропорційний грузопотоку, з накладеною на нього перешкодою Vекв (t), так що вхідний сигнал має вигляд

Vd [(t) = Vuh (t) + V'rd (t) (4)

де Vекв (t) - еквівалентний наведене до входу електронного перетворювача (вантажопотік - сигнал) значення перешкоди.

Впливу Vгр (t) і Vекв (t) є стаціонарними випадковими функціями з відомими кореляційними функціями і рівними нулю середніми значеннями. Якщо середні значення цих впливів не рівні нулю, то можна ввести центровані величини V'i (t) = Vi (t) - M [V '(t)], середні значення яких дорівнюють нулю.

Система повинна здійснювати лінійне перетворення корисного сигналу Vгр (t) на вході в сигнал Vзаг (t) на виході згідно з формулою

L [Vзаг (t)] = H (s) L [Vгр (t)], (5)

де H (s) - заданий перетворює оператор; L - деякий лінійний оператор.

Введемо позначення

Vrp (t) = m '(t), Vекв (t) = n (t), Vвх (t) = j (t), Vзаг (t) = h (t), Vx (t) = x (t)

і розглянемо рішення цієї задачі.

Формули (4) і (5) приймуть вигляд

j (t) = m '(t) + n (t), L [h (t)] = Н (s) L [m (t)].

Потрібно, користуючись цими даними, знайти імпульсну перехідну функцію K (t), що задовольняє умові фізичної здійсненності K (t) = 0, t = 0 і забезпечує на інтервалі часу Т мінімум середнього значення квадрата похибки

(6)

між необхідним h (t) і можливим в розглянутих умовах, зміною величини x (t) на виході системи. Знайдемо вираз для середнього значення квадрата похибки e2. Враховуючи, що

,

отримаємо на підставі (6)

(7)

Завдання полягає в тому, щоб знайти передавальну функцію Ф (jw) системи регулювання

,

при якій величина e2мінімальна. Вираз для шуканої передавальної функції

, (8)

де Ghj (w) - взаємна спектральна щільність процесів h і j; y1 (jw), y2 (jw) - допоміжні функції, які є перетвореннями Фур'є від функцій y1 (t) = 0 при t <0, y2 (t) = 0 при t> 0.

Передавальну функцію y (jw), що задовольняє рівності (8), називають оптимальною передавальної функцією, оскільки вона забезпечує мінімальну середню квадратичну похибку спільно з умовою фізичної здійсненності K (t) = 0 при t <0, де

Задача знаходження функцій y1 (jw) і y2 (jw) зводиться до задачі розкладання парної функції Gj (w), що задовольняє умові Gj (w) = 0, на два множники, з яких один є функцію, аналітичну і обмежену у верхній півплощині, а інший функцію, аналітичну і обмежену в нижній півплощині. Можна показати, що квадратическая амплітудна характеристика A2 (w) є подібно Gj (w) неотрицательной і парною функцією від w і може бути представлена ??у вигляді добутку двох множників, один з яких містить всі нулі і полюси, розташовані у верхній півплощині, а інший - всі нулі і полюси, розташовані в нижній півплощині, причому ці множники являють собою комплексно зв'язані функції.

Отже, функції y1 (jw) і y2 (jw), що задовольняють тим же умовам, що й зазначені два множники, також представляють собою комплексно зв'язані функції

y1 (jw) = y2 * (jw) = y (jw)

y2 (jw) = y1 * (jw) = y * (jw)

y1 (jw) y2 (jw) = | y (jw) | 2 = Gj (w) (9)

і спосіб визначення функцій y1 (jw), y2 (jw) з Gj (w) (принаймні, якщо ця остання являє собою дрібно-раціональну функцію від w) аналогічний способу визначення передавальної функції Ф (jw) за відповідною їй квадратической амплітудної частотної характеристиці.

Таким чином, у загальному вигляді остаточне вираз для оптимальної передавальної функції має вигляд

,

де функція y (jw) визначається формулою (9).

Малюнок 2.3 Характер зміни швидкості в місці завантаження при безперервному регулюванні

Оцінимо середню квадратичну похибку e, яка впливає на вибір ширини стрічки. За розрахованої оптимальної передавальної функції знаходимо середню квадратичну похибку. Швидкість стрічки конвеєра в місці навантаження Vx (t) може в середньому відрізнятися від швидкості, пропорційної грузопотоку Vзагр (t) на величину ± ev (малюнок 2.3).

При негативної похибки -evскорость стрічки менше необхідної швидкості, і в цьому випадку можливі просипи вантажу, тому величина evдолжна бути менше величини розрахованої похибки Eдоп.

При нормальній роботі конвеєра його продуктивність дорівнює

Q = 3600Fгvнg, (10)

де Fг- площа поперечного перерізу вантажу на стрічці; Vн- номінальна швидкість конвеєра; g - насипна щільність вантажу.

Площа поперечного перерізу Fг (малюнок 2.4, а) визначаємо за умови, що на стрічці шириною В вантаж займає ширину b = 0,9B - 0,05 (робоча ширина стрічки) Максимальним резервом конвеєра по продуктивності за умови, що відсутні просипи, є величина

DQк = Qкmax- Qк

а)

б)

Малюнок 2.4 Визначення максимально можливої ??площі поперечного перерізу вантажу на стрічці (а), і залежність максимально допустимого значення eдопот кута нахилу бічних роликів (б)

Величину Qкmaxопределяем з виразу

Qкmax = 3600Fгmaxvнg, (11)

де Fгmax- максимально можлива площа поперечного перерізу, рас-лічена, наприклад, при b = 0,9В.

При рівних Qкв (10) і (11) резерв за площею дозволяє мати різні швидкості, що визначаються з виразу

v'н = FVн / Fmax (12)

Швидкість v'нявляется мінімально допустимої, при якій немає втрат вантажу.

Величину відносної похибки за номінальною швидкості, яку повинна забезпечити система автоматичного регулювання, визначимо як

.

Підставляючи вираз v'нізформули (12), отримаємо

.

Таким чином, допустима похибка регулювання по швидкості залежить від геометрії грузонесущего полотна конвеєра. Якщо виявиться, що розрахована оптимальна передавальна функція не забезпечить виконання умови, то необхідно брати стрічку більшої ширини.

Залежність допустимої похибки від кута bРнаклона бічних роликів Eдоп = f (BР) наведена на малюнку 2.4, б. З графіка випливає, що біля конвеєра існує оптимальна геометрична форма лінійної секції, що забезпечує максимальну припустиму похибку.

Вираз (7) для середнього значення квадрата похибки системи безперервного регулювання швидкості може бути представлено у вигляді

Порівнюючи велічінус розрахованим значенням похибки Eдоп, можна зробити висновок про можливість роботи конвеєра із заданими характеристиками при безперервному регулюванні його швидкості з вхідним вантажопотоком, що володіє відповідною динамікою.

Одним з важливих завдань в подібній системі є завдання екстраполяції, або, іншими словами, завдання статистичного попередження.

Звичайно, в результаті екстраполяції ми не можемо отримати точного майбутнього значення вантажопотоку, але зважаючи на його стаціонарності можна оцінити найбільш ймовірне його поведінку в майбутньому. Необхідність екстраполяції пояснюється неможливістю інерційної системи (конвеєра) відпрацьовувати без затримки зміна сигналу, пропорційного вхідному грузопотоку.

Якщо задачу попередження вирішують спільно із завданням згладжування, це означає, по-перше, що необхідний закон перетворення вхідної величини має вигляд

мзаг (е) = мгр (е + е0) б

т. е. система регулювання повинна відтворювати на виході в момент часу t з можливо меншою похибкою швидкість, яка буде на вході системи в момент часу t + t0і, по-друге, на вхід системи крім керуючого (корисного) впливу Uгр (t) надходить ще й рівноваги вплив, або перешкода, vекв (t)

Перешкода vекв (t) зазвичай містить більш високі частоти, ніж корисний сигнал Uгр (t), і найкраще відтворення вхідного сигналу може бути досягнуто лише в результаті згладжування вхідного сигналу, т. Е. Придушення його високочастотних складових.

Вираз для оптимальної передавальної функції для подібного випадку має вигляд

2.1.2 Похибка системи безперервного регулювання

Розрахуємо похибку регулювання для випадку невисокого рівня перешкод. Слідуючи роботам В.В. Солодовникова аналітичний вираз спектральної щільності вантажопотоку візьмемо у вигляді

GQвх (w) = 2as2Q / (a2 + w2), (13)

яке при використанні відповідних констант, дає

.

Лінійне перетворення величини v (t), рівне v (t) = Q (t) / 3,6q = Q (t) / kQпріводіт до перетворення спектральних густин GV (w) від GQ (w) з коефіцієнтом k2Q.

Визначаємо значення коефіцієнта

k2Q = (3,6 ? 80/60) 2 = 4,82;

.

Перш за все, знайдемо полюси функції (13)

Знайдемо допоміжну функцію y (jw), яка задовольняє висловом

?y (jw) ?2 = GVгр (w)

за умови, що всі нулі і полюси розташовані у верхній півплощині:

Знаходимо функцію g (t) з виразу

, Т. Е.

.

Обчислимо функцію

,

Тоді

Отже, оптимальна передавальна функція, обумовлена ??виразом

,

дорівнює Ф (jw) = e-at0і мінімум середнього значення квадрата похибки відповідно до виразу дорівнює

На малюнку 2.5 побудовано залежності eminот часу попередження t0і різних a.

Рисунок 2.5 Залежність допустимої похибки від часу попередження t0 [a1 (1)> a2 (2)> a3 (3)] 2.2 Структурна схема та параметри передавальних функцій двобарабанних стрічкового конвеєра типу ЛК-5250

Розрахункова схема конвеєра ЛК-5250 використана при складанні структурної схеми наведена на малюнок 2.6. При складанні рівнянь прийняті наступні умовні позначення: mпр1; mпр2; m3; m4; m '; m "приведені до кола приводних барабанів маси обертових частин приводних барабанів (з урахуванням з'єднувальних муфт, редукторів та електродвигунів), хвостового, головного і відхиляють барабанів; F1; F2двіжущіе зусилля, що розвиваються приводними електродвигунами на відповідних приводних барабанах; x1; x2; x3; x4 - переміщення стрічки на відповідних барабанах; l1; l2; l3; l4- довжини відповідних ділянок стрічки між барабанами; w1; w2- коефіцієнти опору руху вантажної та холостий гілок конвеєра; сг; с1; с2; С3 коефіцієнти твердості ділянок стрічки; h - коефіцієнт загасання коливань в стрічці; qг; qп- погонне маса відповідно вантажний і порожньої гілок конвеєра; b кут нахилу конвеєра.

Малюнок 2.6 Розрахункова схема стрічкового конвеєра КЛ5250

Додатково позначимо:

m1 = mпр + m '; m2 = mпр + m '',

a = qгlг / 6; b = qпl1 / 6; c = qпl2 / 6; d = qгl3 / 6;

A1 = m1 + 2b + 2d; A2 = m2 + 2b + 2c;

A3 = m3 + 2c + 2a; A4 = m4 + 2d + 2a;

MS = A1 + A2 + A3 + A4 + 2a + 2b + 2c + 2d = m1 + m2 + m3 + m4 + (qг + qп) lг

В результаті рішення диференціальних рівнянь руху елементів конвеєра операторних методом за відомою методикою, з урахуванням прийнятих припущень, що статичне навантаження не може змінитися стрибком, а натяг в точці збігання стрічки з другого приводного барабана підтримується постійним, отримаємо структурні схеми конвеєра, наведені на малюнку 2.7.

а)

б)

Малюнок 2.7 Структурні схеми двобарабанних конвеєра

Передавальні функції в структурних схемах мають такий вигляд:

W11 (p) = B (p) / [MS ? p2 ? X (p)];

W22 (p) = D (p) / [MS ? p2 ? X (p)];

W12 (p) = W21 (p) = C (p) / [MS ? p2 ? X (p)];

W31 (p) = E (p) / [MS ? p2 ? X (p)];

W32 (p) = H (p) / [MS ? p2 ? X (p)];

W41 (p) = G (p) / [MS ? p2 ? X (p)];

W42 (p) = L (p) / [MS ? p2 ? X (p)];

W'31 (p) = [W22 (p) ? W31 (p) -W32 (p) ? W12 (p)] / [W11 (p) ? W22 (p) -W12 (p) ? W21 (p)] =

= [D (p) ? E (p) -H (p) ? C (p)] / [B (p) ? D (p) -C2 (p)];

W'32 (p) = [W11 (p) ? W32 (p) -W12 (p) ? W31 (p)] / [W11 (p) ? W22 (p) -W12 (p) ? W21 (p)] =

= [B (p) ? H (p) -C (p) ? E (p)] / [B (p) ? D (p) -C2 (p)];

W'41 (p) = [W22 (p) ? W41 (p) -W21 (p) ? W42 (p)] / [W11 (p) ? W22 (p) -W12 (p) ? W21 (p)] =

= [D (p) ? G (p) -C (p) ? L (p)] / [B (p) ? D (p) -C2 (p)];

W'42 (p) = [W11 (p) ? W12 (p) -W12 (p) ? W41 (p)] / [W11 (p) ? W22 (p) -W12 (p) ? W21 (p)] =

= Хі (з) ? Д (з) -С (з) ? П (з) ь. Хі (з) ? В (з) С2 (з)'б

де B (p); C (p); D (p); E (p); G (p); H (p); L (p) - операторні поліноми, порядок n яких і число ступенів свободи j (число зосереджених мас барабанів) пов'язані елементарним співвідношенням n = 2 ? j.

Складність і громіздкість виразів для обчислення коефіцієнтів операторних поліномів в передавальних функціях, ускладнює можливість їх використання при аналізі та синтезі САУ. З іншого боку отримані передавальні функції відображають не тільки істотні, але і всі другорядні подробиці динаміки конвеєра, які можна опустити без шкоди для поставленої мети досліджень. Підставою для такого твердження служать відомі результати теорії наближення функцій, згідно з якими перехідний процес високого порядку можна з достатнім ступенем точності вппроксіміровать рішенням диференціального рівняння другого, третього порядку.

Серед різних методів наближення функцій одним з найбільш поширених є метод, заснований на наближенні зображень і не накладає ніяких додаткових умов, що випливають з вимог близькості оригіналів. У відповідності з цим методом динамічне ланка з дрібно-раціональної функцією передачі

,

може бути апроксимувати функцією передачі следущего види:

,

що рівносильно нехтування високочастотними складовими в аналітичної залежності вихідної величини.

Подальше спрощення структурних схем і параметрів передавальних функцій може бути отримано при дослідженні різних вихідних величин конвеєра в різних режимах роботи за рахунок прийняття відповідних припущень:

1. При визначенні динамічного зусилля на ділянці конвеєра між приводними барабанами і розгляді процесів розподілу навантаження між приводними барабанами при аналізі та синтезі САУ будемо вважати, що с2 = с3 = сг = 0, A3 = A4 = a = c = d = 0, структурна схема набуде вигляду представлений на малюнку 2.8, а і коефіцієнти в операторних поліномах X (p); B (p); C (p); D (p); будуть рівні:

X0 = 12h2c1; B0 = 12h2c1; C0 = 12h2c1; D0 = 12h2c1; X1 = B1 = C1 = D1 = 32h3; X2 = 16h2A1A2 / MS; B2 = 12h2A2; C2 = 0; D2 = 12h2A1.

Динамічне зусилля в стрічці між приводними барабанами і швидкості руху стрічки визначаються наступним чином

SД1 = (x1-x2) c1 = [(F1-F ') (W11-W12) - (F2-F' ') (W22-W12)] c1;

;

.

2. При визначенні дпнаміческіх зусиль у вантажний гілки конвеєра і на ділянках холостий гілки конвеєра, а також при аналізі та синтезі САУ, що забезпечують обмеження динамічних навантажень вленте вважаємо, що

с1 = ?; сг = с2с3 / (с2 + с3).

Структурна схема конвеєра в цьому випадку еммеет вид представлений на малюнку 2.8, б, а коефіцієнти операторних поліномів

Ч (з) ж І (з) = С (з) = В (з) ж У (з) = Р (з) ж П (з) = Д (з)

дорівнюють

X0 = B0 = E0 = G0 = 2с2с3; X1 = B1 = E1 = G1 = 4h (c2 + c3 + CГ);

B2 = 12h2 + A4 (CГ + c2) + A3 (CГ + c3) + 2acг;

E2 = 12h2 + A4c2-CГ (c + d) -c3 (a + c);

G2 = 12h2 + A3c3-c2 (a + d) -cг (c + d).

Найбільший інтерес представляє дослідження динамічного зусилля у вантажний гілки стрічки, яке може бути визначене в такий спосіб

ИДг = (ч3-ч4) сг = (А1 + А2-АЕ-Аее) ЦехЦее31-Цее41'ю

а)

б)

Малюнок 2.8 Перетворені структурні схеми конвеєра КЛ5250

 2.3 Методика дослідження динамічних характеристик конвеєра на підставі математичної моделі

Для оцінки ефективності пристрої автоматичного управління і контролю стрічкових конвеєрів необхідно мати уявлення про характер зміни швидкості руху стрічки в різних точках конвеєра і динамічних зусиль у різних гілках стрічки конвеєра.

Порівняння динамічних характеристик конвеєра при різних конструктивних параметрах і різної структурі електроприводу і САУ, зручно виробляти знаючи його реакцію на певні нормовані впливу.

В якості нормованого керуючого впливу будемо розглядати ступеневу збільшення рушійного зусилля, що розвивається приводними електродвигунами на відповідних барабанах конвеєра

F1 (t) = (F1-F'1) ? 1 (t) = F * 1 ? 1 (t);

F2 (t) = (F2-F'2) ? 1 (t) = F * 2 ? 1 (t).

Зображення по Лапласа керуючого впливу у вигляді ступінчастої функції Fi (p) = F * i / p, а зображення i-й вихідної величини

Hi (p) = F * i ? Wi (p) / p,

де Wi (p) передавальне функція стрічкового конвеєра, що зв'язує вхідний керуючий вплив з i-й вихідною величиною, поведінка якої досліджується.

Дослідження динамічних характеристик виробляємо методом аналізу аналітичних залежностей досліджуваних величин, які виходять з їх зображень за допомогою таблиць зворотного перетворення Лапласа.

Динамічне зусилля між приводними барабанами у відповідності зі структурною схемою (малюнок 2.8, а)

SДi = (x1-x2) c1; x1 = F * 1W11 + F * 2W12; x2 = F * 2W22 + F * 1W12;

SД1 (p) = [F * 1 (W11-W12) -F * 2 (W22-W12)] c1;

;

,

де b0 = A2 / c1; d0 = A1 / c1; a1 = 8h / 3c a2 = 4A1A2 / 3MSc1.

Після перетворень з додаванням керуючого впливу отримаємо наступний вираз

.

Динамічне зусилля у вантажний гілки конвеєра у відповідності зі структурноу схемою (малюнок 2.8, б)

ИДг = (ч3-ч4) сгж ч3 = (А * 1 + А * 2) ЦЕЦее31ж ч4 = (А * 1 + А * 2) ЦЕЦее41ж

SДг (p) = (F * 1 + F * 2) (W32-W41) CГ;

;

Після перетворень з додаванням керуючого впливу отримаємо наступний вираз

.

Аналітичні вирази для визначення динамічних зусиль SД1 (t) і SДг (t) виглядають наступним чином

;

,

де l; l '; g; g '- частоти і коефіцієнти загасання коливань відповідно на ділянці між приводними барабанами і у вантажний гілки конвеєра.

Якщо знехтувати загасанням коливань в елементах конвеєра, т. Е. Прийняти h = 0; a1 = b1 = c1 = d1 = 0

;

.

Максимальні значення динамічних зусиль будуть спостерігатися в моменти часу, коли cos lt = -1

при tmax = p T = p Oa2;

при tmax = p T = p Oa'2.

Аналіз наведених вище виразів показує, що при ступінчастому додатку рушійних зусиль до приводних барабанів стрічкового конвеєра КЛ5250 динамічні зусилля SД1 (t) і SДг (t) змінюються за сінусоідальносу закону щодо середніх значень необхідних для рівноприскореного руху елементів конвеєра. Частота коливань динамічних зусиль між приводними барабанами і у вантажний гілки конвеєра відповідно

і.2.4 Залежність статичного зусилля і моменту інерції конвеєра від рівня завантаження

Сумарне статичне зусилля на приводних барабанах визначається як різниця між зусиллям в точці набігання на перший (по ходу руху стрічки) приводний барабан SНБ1і зусиллям в точці збігання стрічки з другого приводного барабана

SНБ2FСS = SНБ1- SНБ2.

Сумарний момент інерції конвеєра дорівнює

JKS = MSR2Б.

Перетворимо вираження до наступного вигляду

FCS = k DQ + FCXX;

JKS = R2БDQ + JXX,

де k = (sin b + w 'cos b); DQ = qMqГ

кількість матеріалу, що знаходиться на стрічці конвеєра;

FCXX = (Lг + l1 + l2 + l3) [QП (w '+ w' ') cosb + (q'P-q''P) sinb + (q'Pw'-q''Pw' ') cosb];

JXX = R2Б [mПР1 + mПР2 + m3 + m4 + (l1 + l2 + l3) QП + (Qл + q'P) Lг].

При роботі конвеєра всі величини входять у вирази залишаються постійними за винятком погонного навантаження qMот транспортується. На малюнку 2.9 наведено залежності сумарного статичного зусилля FCSі моменту інерції конвеєра від кількості вантажу на стрічці DQ.

Діапазон і інтенсивність зміни FCSі JKSзавісіт від конструктивних параметрів конвеєра. Так, наприклад, інтенсивність зміни FCSзавісіт від коефіцієнта k і, отже від кута нахилу b конвеєра і коефіцієнта опору w '. Чим більше кут нахилу конвеєра, тим більша різниця між статичними навантаженнями холостого і номінально навантаженого конвеєра.

Оцінимо залежності FCSі JKSот часу в момент пуску конвеєра. У різних точках конвеєра стрічка при пуску приходить в рух неодночасно. У первинний момент часу при пуску приходить в рух стрічка на приводних барабанах, і в міру поширення пружної хвилі по контуру конвеєра приходить в рух інша частина стрічки. Вся стрічка прийде в рух через час tS, яке називається часом рушання.

Для конвеєра КЛ5250

tS = t2 + t3 + Tг,

де t2; t3; tГ- часи поширення пружної хвилі відповідно в неодружених гілках стрічки довжиною l2, l3і вантажний гілки стрічки довжиною Lг.

Швидкість поширення пружної хвилі і вантажний гілки

;

в холостий гілки

.

Отже

.

Час рушання конвеєра залежить від його рівня завантаження і при її зміні від нуля до номінальної величини tSізменяется від tSminдо tSmax. Отже, величини FCSі JKSізменяются в часі.

На малюнку 2.9, в, г наведено залежності FCSі JKSот часу при різних рівнях завантаження конвеєра.

Отримані залежності показують, що в пускових режимах за рахунок того в початковий момент часу статичне навантаження і момент інерції конвеєра нижче номінальних значень, то динамічні навантаження на стрічку можуть значно перевищувати розрахункові.

Тому вибір типу електроприводу і параметрів настроювання САУ електроприводом необхідно проводити з урахуванням конструктивних параметрів конвеєра та отриманих залежностей

АСS = а (DЙ) ж ОЛS = а (DЙ) ж АСS = а (е) ж ОЛS = а (е) ю

Таким чином, за відомим конструктивним параметрам конвеєра і по виведеним залежностям можуть бути оцінені величини і характер динамічного зусилля в стрічці на ділянці між приводними барабанами і на ділянці вантажний гілки конвеєра, частоти коливань, діапазон зміни статичного навантаження (моменту) FCSі моменту інерції конвеєра JKS, час рушання конвеєра tS, а також розраховані параметри оптимальної діаграми пуску, при якій при максимальній швидкодії забезпечується мінімальні динамічні навантаження на стрічку конвеєра. Крім цього на підставі цих залежностей визначають параметри САУ розподілом навантажень.

 3. Техніко-економічне обгрунтування 3.1 Визначення капітальних вкладень в засоби автоматизації

В економічних розрахунках визначення капітальних вкладень у засоби автоматизації включає: розрахунок капітальних вкладень за базовим варіантом (аналога конструкції) і по проектованому варіанту. Методика розрахунку в обох варіантах аналогічна.

У базовому варіанті капітальні витрати становлять вартість базової системи управління конвеєром КЛ5250:

КББАЛ = ЦБСУ = 7300 грн.

У проектованому варіанті капітальні витрати включають в себе вартість нової системи управління цим конвеєром.

КПБАЛ = ЦПСУ = ЦПТУО + ЦПСОС + ЦПМПСУ,

де ЦПТУО = 8400 грн - вартість промислової телевізійної установки для визначення об'ємної продуктивності конвеєра;

ЦПСОС = 7650 грн - вартість системи визначення швидкості на основі вібродатчиків, що встановлюються на ставі конвеєра;

ЦПМПСУ = 27150 грн - вартість мікропроцесорної системи управління конвеєром зі допоміжним обладнанням.

КПБАЛ = ЦПСУ = 8400 + 7650 + 27150 = 43200 грн.

 3.2 Розрахунок собівартості транспортування (що змінюється частини) за базовим і проектованого варіанту

Змінюється частина технологічної собівартості може бути представлена ??в наступному вигляді:

З = Се + Зо + Зб + А + Зек,

де Се - вартість витрачається технологічної енергії, грн .;

Зо - зарплата персоналу, що обслуговує експлуатовану систему управління. грн .;

3б - сумарні відрахування до бюджету по зарплаті, грн .;

А - амортизаційні відрахування на реновацію системи управління, грн .;

Зек - витрати на утримання та експлуатацію устаткування. грн.3.2.1 Вартість витрачається технологічної енергії

Загальна вартість енергії, що витрачається на транспортування однієї тонни породи визначається за формулою:

Се = Рс ТТSм,

де РБС = 3000 кВт - середня споживана потужність обладнання та приладів за базовим варіантом;

РПС = 2640 кВт - середня споживана потужність обладнання та приладів по плановому варіанту;

ТТ = 1 / QТ = 1/5250 годину / т. - Час транспортування тонни породи, де QТ = 52250 т / год. - Годинна продуктивність конвеєра;

Sм = 0,2 грн. - Вартість однієї кіловат-години електроенергії.

СБЕ = 3000 0,2 / 5250 = 0.11 грн / т.

СПЕ = 2600 0,2 / 5250 = 0.1 грн / т.

Визначимо Фд - дійсний фонд часу роботи обладнання.

Фд = 2070 S (1 - ? / 100),

де S = 3 - число змін роботи обладнання;

?Б = 9% - відсоток простоїв обладнання в ремонті за базовим варіантом;

?П = 5% - відсоток простоїв обладнання в ремонті по плановому варіанту.

ФБД = 2070 3 (1 - 9/100) »5650 год.

ФПД = 2070 3 (1 - 5/100) »5900 год.

Визначимо кількість транспортованих тонн руди за базовим NБТРі проектованому NПТРваріантам:

NБТР = ФБД QТ = 5650 5250 = 29662,5 тис. Т.

NПТР = ФПД QТ = 5900 5250 = 30975 тис. Т.

Таким чином, за рік витрати на технологічну енергію складуть:

СБЕ (рік) = СБЕ NБТР = 0,11 29662500 »3263 тис. Грн.

СПЕ (рік) = СПЕ NПТР = 0,1 30975000 »3098 тис. Грн.3.2.2 Зарплата обслуговуючого персоналу з експлуатації приладів і систем автоматизації

Модернізація системи автоматизації тягне за собою підвищення кваліфікації обслуговуючого персоналу (операторів) з 4-го розряду на 5-й. Так як працівники перебувають на посадових окладах, то розрахунок ведеться за формулою:

Зо = До n Кп Кд Sм Кс,

де До - посадовий оклад оператора (для 4-го розряду - 210 грн., для 5-го - 240 грн.);

n - кількість операторів, які обслуговують систему або прилад (3 особи - по одному в кожній зміні);

Кп, Кд - коефіцієнти, що враховують преміальні та додаткову зарплату (Кп = 1,2; Кд = 1,15);

Sм - число місяців роботи (приймається 12);

Кс = 1 - коефіцієнт змінності роботи устаткування;

ЗБО = 210 3 1,2 1,15 12 1 = 10432,8 грн.

ЗПО = 240 3 1,2 1,15 12 1 = 11923,2 грн.3.2.3 Сумарні відрахування до бюджету за зарплатою

Величина відрахувань береться від суми нарахування зарплати і складає 37,5%:

ЗББ = ЗБО 0,375 = 10432,8 0,375 = 3912,3 грн.

ЗПБ = ЗПО - 0,375 = 11923,2 0,375 = 4471,2 грн.3.2.4 Амортизаційні відрахування на реновацію систем управління

Враховуючи, що проекти модернізації систем управління не зачіпають модернізацію основного технологічного обладнання або технологічних комплексів, то змінюється частину загальних амортизаційних відрахувань, що враховуються в розрахунках собівартості продукції, стосується тільки систем управління.

Визначаються амортизаційні відрахування наступним чином:

А = ЦСУ - НСУ,

де ЦБСУ = 7300 грн. - Вартість базової системи управління;

ЦПСУ = 43200 грн. - Вартість системи управління по планованому варіанту;

НСУ = 25% - норма амортизаційних відрахувань на реновацію системи управління.

АБ = 7300 - 0,25 = 1825 грн.

АП = 43200 - 0,25 = 10800 грн.3.2.5 Витрати на утримання та експлуатацію керуючих приладів і систем

Експлуатаційні витрати на утримання та експлуатацію керуючих систем являють собою заробітну плату обслуговуючого персоналу, витрати по поточному ремонту та поточного обслуговування систем.

Заробітна плата обслуговуючого персоналу включає витрати на утримання наладчика (двоє по плановому варіанту) і ремонтника, які потрібні при експлуатації системи (приладу), для пошуку, ремонту та усунення відмов.

Ср (н) = Тр Ч Кп Кд Кот,

де Тр - час, що витрачається на ремонт систем на рік, годину.

Тбр = 2070 S (? / 100) = 2070 3 (9/100) = 558,9 год.,

ТПР = 2070 S (? / 100) = 2070 3 (5/100) = 310,5 год .;

Ч - годинна тарифна ставка ремонтника (наладчика) (Чр (н) = 2,2 грн.);

Кп, Кд - коефіцієнти, що враховують премії та доплати відповідно (Кп = 1,2; Кд = 1,15);

Кот - коефіцієнт відрахувань на соцстрах, фонд Чорнобиля та зайнятості, рівний 1,375.

СБР (н) = 558,9 2,2 1,2 1,15 1,375 = 2333.1 грн.

СПР (н) = 310,5 2,2 1,2 1,15 1,375 = 1296,2 грн.

У витрати по поточному ремонту та обслуговування систем входять вартість матеріалів при ремонті, які можна визначити як відсоток від балансової вартості керуючої системи.

ЗТОіР = (ФБАЛ НТО) / 100,

де НТО - відсоток відрахувань на техобслуговування і ремонт, що становить 9% за базовим варіантом і 5% по плановому;

ФББАЛ = 7300 грн. - Балансова вартість керуючої системи за базовим варіантом;

ФПБАЛ = 43200 грн. - Балансова вартість керуючої системи по плановому варіанту.

ЗБТОіР = (7300 9) / 100 = 657 грн.

ЗПТОіР = (43200 5) / 100 = 2160 грн.

Підсумкова сума витрат на утримання та експлуатацію керуючих систем розраховується за формулою:

ЗБек = 2 - Ср + Сп + ЗБТОіР = 2333,1 + 2333,1 + 657 = 5323,2 грн.

ЗПек = 2 - Ср + Сп + ЗПТОіР = 1296,2 + 2 - 1296,2 + 2160 = 6048,6 грн

Всі розрахунки річних витрат на транспортування до і після модернізації зводяться в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1

витрати на транспортування до і після модернізації

 № Найменування витрат

 Базовий варіант,

 грн.

 Проектований варіант,

 грн.

 Відхилення

 (+) - Збільшений.

 (-) - Зменшений.

 грн. Відсоток від проектир. Варіанту.

 1 Технологічна енергія 3263000 3098000 -165000 -5,33%

 2 Зарплата обслуговуючого персоналу 10432,8 11923,2 1490,4 12,50%

 3 Відрахування в бюджет за зарплатою 3912,3 4471,2 558,9 12,50%

 4 Амортизаційні відрахування 1825 10800 8975 83,10%

 5 Витрати на утримання та експлуатацію 5323,2 6048,6 725,4 11,99%

 6 Разом 3284493,3 3131243 -153250,3 -4,89%

3.3 Розрахунок річного економічного ефекту

Величина річного економічного ефекту розраховується за формулою:

Егод = [(СБ + Ен КБ) - (СП + Ен КП)] NПТР,

де СБІ СП- собівартість транспортування (річна) за базовим і проектованого варіанту, грн. (Приведена);

КБІ КП-величина капітальних вкладень в засоби автоматизації по базовому і проектованому варіантах, грн. (Наведені);

Ен = 0,15 - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень;

NТР- річний обсяг транспортованого матеріалу після модернізації устаткування, т.

Визначимо питомі капітальні вкладення

Питомі капітальні вкладення по базовому і проектованому варіантах розраховуються з формул:

КБ = Кбаз / NБТР,

КП = Кпр / NПТР,

де Кбаз, Кпр - капітальні витрати по базовому і проектованому варіантах, грн.

NБТР, NПТР- річний обсяг транспортованого матеріалу по базовому і проектованому варіантах, т.

Питомі капітальні вкладення становлять:

КБ = 7300/29662500 = 0,0025 грн / т.

КП = 43200/30975000 = 0,0139 грн / т.

Визначимо питому собівартість продукції.

Питома собівартість по базовому і проектованому варіантах розраховується за формулою:

СБ = Сбаз. / NБТР.

СП = Спр. / NПТР.

де Сбаз, Спр. - Собівартість продукції по змінюваних статтями витрат (підсумок таблиці 4.1), грн.

СБ = 3284493,3 / 29662500 = 0,11 грн / т.

СП = 3131243/30975000 = 0,1 грн / т.

Розрахуємо величину річного економічного ефекту:

Егод = [(0,11 + 0,15 - 0,0025) - (0,1 + 0,15 - 0,0139)] - 30975000 = 15252,7грн.

Розрахунок окупності капітальних витрат.

Окупність розраховується в роках за формулою:

Ток.расч = (КП-КБ) / (СБ-СП).

Ток.расч = (0,0139 - 0,0025) / (0,11 - 0,1) = 1,2 года.3.4 Техніко-економічні показники проекту та висновки за прийнятими технічним рішенням

Для розрахунку техніко-економічних показників проекту визначимо:

1. Зниження собівартості продукції як різниця витрат між базовим і проектованим варіантами:

?С = СБ-СП = 0,11 - 0,1 = 0,01 грн / т.,

у відсотках:

?С = 100 - ((СП / СБ) - 100) = 100 - ((0,1 / 0,11) - 100) = 9,1%,

де СБ, СП- собівартість наведена.

2. Зміна капітальних витрат як різниця витрат у базовому та проектованому варіантах:

?К = КП-КБ = 43200 - 7300 = 35900 грн,

у відсотках:

?К = 100 - ((КБ / КП) - 100) = 100 - ((7300/43200) - 100) = 83,1%

3. Скорочення витрат на технологічну енергію як різниця витрат у базовому та проектованому варіантах:

?Се = СБЕ - СПЕ = 3263 - 3098 = 165 тис. Грн. / Рік.

у відсотках:

?Се = 100 - ((СПЕ / СБЕ) - 100) = 100 - ((3098/3263) - 100) = 5,06%.

4. Збільшення обсягу транспортування як різниця об'ємів транспортування по проектованому і базового варіантами:

?NТР = NПТР- NБТР = 30975 - 29662,5 = 1312,5 тис т / рік.,

у відсотках:

?NТ = 100 - ((NБТ / NПТ) - 100) = 100 - ((29662,5 / 30975) - 100) = 4,2%

Таким чином, використання засобів модернізації знижує споживання електроенергії, збільшує річну продуктивність за рахунок зменшення часу простою на ремонт зменшує собівартість транспортування.

Підтверджуються економічні висновки по проекту модернізації техніко-економічними показниками, представленими в таблиці 4.2.

Таблиця 4.2

Економічні висновки по проекту модернізації

 № Найменування показників Одиниця виміру Базовий варіант Проектований варіант Зміни

 Базова одиниця виміру%

 1 Годинна продуктивність т / год 5250 5250 0 0

 2 Річна виробляй-ність т / рік 29662500 30975000 1312500 4,2

 3 Витрати на електроене-енергію грн / рік 3263000 3098000 -165000 -5,06

 4 Собівартість-імость грн / т 0,11 0,1 -0,01 -9,1

 5 Капітальні вкладення грн. 7300 43200 +35900 +83,1

 6 Річний еко-кий ефект грн. 15252,7

 7 Термін окупності капітальних витрат рік. 1,2

 4. ОХОРОНА ПРАЦІ 4.1 Аналіз шкідливих і небезпечних виробничих факторів при експлуатації конвеєра КЛ5250

Конвеєр КЛ5250 призначений для відкритої транспортування різних видів порід в умовах Дніпропетровського басейну та інших аналогічних басейнів.

Температура навколишнього повітря:

- Для електрообладнання, розміщеного в опалювальних приміщеннях (шафи, пульти управління, ПКУ, тощо) від + 5одо + 35оС, при відносній вологості 30 ? 80%;

- Для електрообладнання розміщеного в неопалюваних приміщеннях і відкрито на механізмах (електродвигуни, силові трансформатори, датчики, апарати управління тощо) від -25одо + 35оС, при відносній вологості 30 ? 90%.

Запиленість рудничної пилом (Не токопроводящей):

- Для електрообладнання встановлюваного в приміщеннях - до 10 мг / м3;

- Для електрообладнання встановлюваного відкрито - до 115 мг / м3.

Висота над рівнем моря не більше 1000 м.

Тривалий крен і диферент для обладнання: вгору - 20о, вниз - 20о.

При роботі електрообладнання піддається впливу:

- Вібрації у вертикальній площині з прискоренням Iд, частотою 2 ? 19 Гц;

- Одиночних ударів з прискоренням Uд, тривалістю 30 ? 40 мс;

Режим роботи конвеєра - цілодобовий, цілорічний.

На конвеєрі прийняті напруги:

- Живить 3 ~ 50 Гц, 6000 В;

- Високовольтних споживачів 3 ~ 50 Гц, 6000 В;

- Низьковольтного споживання 3 ~ 50 Гц, 220 В, 380 В;

- Ланцюгів управління і сигналізації 50 Гц, 220 В, 380 В, -24 В, -220 В;

- Ланцюгів робочого освітлення 50 Гц, 220 В;

- Ланцюгів ремонтного освітлення 50 Гц, 12 В;

- Ланцюгів аварійного освітлення -220 В

Коливання напруги живильної мережі ± 15% 4.2 Вимоги до організації робочого місця

При виборі та розміщення в моторному полі робочого місця органів управління враховують фізіологічні особливості рухового апарату людини за ГОСТ 12.2.049-80.

Органи управління машинами та механізмами - по ГОСТ 12.2.064-81 і справжньому стандарту.

Форма, розмір, зусилля і відстань між кнопками - по ГОСТ 22614-77.

Розміри зусилля і вид важеля і важільного вимикача типу тумблер - по ГОСТ 21753-76 і ГОСТ 22615-77.

Розміри, зусилля і форма поворотних вимикачів і перемикачів - по ГОСТ 22613-77, клавішних і кнопкових вимикачів і перемикачів - по ГОСТ 22614-77.

Місця контактів органів управління з ручками оператора мають коефіцієнт теплопровідності не більше 0.5 Вт / (м ° С).

Органи управління кодовані двома або кількома відмінними способами: формою, розміром, видом операції управління, написами, кольором.

Символи органів управління - за ГОСТ 12.4.040-78.

 4.3 Вимоги щодо нормалізації мікроклімату

У зв'язку з тим, що при роботі конвеєра у вибої має місце інтенсивне утворення пилу, електродвигуни всіх механізмів мають закрите виконання. Для очищення повітря, що подається на охолодження електродвигунів приводу стрічки передбачена установка пиловідокремлювачі. Крім цього всі приміщення з електрообладнанням мають надлишковий тиск, або винесені за межі інтенсивного пилоутворення на консоль, або відокремлені від місць перевантаження пилонепроникними перекриттями і кожухами (електроустаткування опорної частини, контактні пристрої, струмопідведення). Обслуговуючі приміщення, в яких в процесі роботи постійно перебуває обслуговуючий персонал, забезпечені калориферами і обладнані спеціальними фильтровентиляционной системами.

Допустимі норми температури, швидкості руху повітря і відносній вологості повітря на робочих місцях обслуговуючого персоналу в робочих приміщеннях машин для відкритих гірничих робіт - вказані в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1

Норми температури, швидкості руху повітря і відносній вологості повітря на робочих місцях

 Сезон року Робоче місце Температура повітря. ° С Відносна вологість повітря,% Швидкість руху повітря, м / с

 Теплий період

 Постійне

 Тимчасове перебування

 Не вище плюс 31

 Не вище плюс 33

 55-75

 55-75

 0,2-0.7

 Не більше 1,0

 Холодний і перехідний періоди

 Постійне

 Тимчасове перебування

 Від плюс 15 до плюс 23

 Не нижче плюс 10

 Не більше 75

 Не більше 75

 0,2-0,4

 0,2-0.4

Примітка: Вертикальний н горизонтальний перепад температур не перевищує 4 ° С.

У конструкції машин для відкритих гірських робіт передбачені: покриття, що відображають сонячну радіацію; засоби захисту від метеорологічних опадів і сонячної радіації, розташовані на робочих майданчиках; засоби нормалізації температури повітря приміщень закритого типу (кондиціонери, системи обігріву і т. д.). 4.4 Вимоги по боротьбі з шумом і вібрацією

Шум на робочих місцях операторів - по ГОСТ 12.1.003-83.

Вібрація на органах управління і робочих місцях операторів - по ГОСТ 12.1.012-78.

Засоби захисту від шуму і вібрації по відношенню до джерела збудження - по, ГОСТ 12.1.029-80 і ГОСТ 12.4.046-78.

Інфразвук на робочих місцях операторів - по «Гігієнічним нормам інфразвуку на робочих місцях», затвердженим Міністерством охорони Украіни.4.5 Вимоги до освітлення

Для забезпечення нормальних умов експлуатації механізмів та приладів усередині приміщень і машинних відділень, освітленість забезпечується не менше 50 лк. Щоб уникнути засліплення застосовують світильники розсіяного типу.

Освітленість приладів і покажчиків окремо або на приладовій панелі не повинна давати відблисків на стеклах цих приладів, діяти дратівливо на очі оператора і виключати необхідність міняти оператора позу при огляді приладу.

Виходячи з цих вимог, освітлення приладів і покажчиків приймається в межах 0,3 ? 1,1 лк, що забезпечується заливає світлом, індивідуальним освітленням. При заливає світлом білого або червоного кольору, світильники встановлюють зверху панелі. Індивідуальне освітлення застосовують для кожного приладу шляхом розміщення малогабаритного світильника за панеллю приладу.

У темний час доби зона роботи конвеєра достатньо освітлена. Забороняється користуватися переносними світильниками на напругу вище передбаченого на конвеєрі для ланцюгів місцевого освітлення - 12В.

Кольорове оформлення машини і споруд вважається раціональним, якщо час адаптації очей мінімально, стомлення зору мінімально і виключається відблиск забарвлення при відбитому сонячному освітленні. Машини та механізми для відкритих гірських робіт з електроприводом і дизельним ДВС оснащені автономними освітлювальними приладами з коефіцієнтом запасу освітленості 1,5.

Освітленість, в люксах, робочих місць, поверхонь і приміщень від освітлювальних установок машин, а в горизонтальній площині при використанні ламп розжарювання відповідає наступним значенням наведеним у таблиці 4.2

Таблиця 4.2

Освітленість робочих місць

 Об'єкт лк

 Пульт управління 30

 Пульт управління із засобами відображення інформації 150

 Стіл для записів 150

 Зона об'єкта розрізнення (поверхня забою, гірської маси і т. Д.) 75

 Поклику ремонтних і профілактичних робіт 100

Освітленість відлікових пристроїв візуальних індикаторів - по ГОСТ 22902-78.

Розміщення освітлювальних установок виключає попадання прямого світла в очі обслуговуючого персоналу і забезпечує співвідношення максимальної та мінімальної освітленості при комбінованому і загальному освітленні відповідно не більше 1,8 і 3.

Світильники мають арматуру прямого света.4.6 Заходи безпеки при організації роботи конвеєра і попередження аварійних ситуацій

Для конвеєра, всіх його механізмів, а також для обладнання є паспорти та інструкції з техніки безпеки. До управління обладнанням допускається робітники, що мають посвідчення на право керування цим обладнанням.

Перед пуском в експлуатацію конвеєра, на який поширюються правила Держтехнагляду, його піддають технічному огляду. Це огляд включає огляд, а також статичні і динамічні випробування.

Статичні випробування мають на меті перевірити міцність конвеєра і його стійкість.

Динамічні випробування конвеєра мають на меті перевірку дії механізмів з максимальними навантаженнями.

Огляду і перевірці в роботі підлягають всі механізми, електрообладнання, прилади безпеки, гальма, апарати управління, освітлення, сигналізація, заземлення, а також стан металоконструкцій.

Простір, в якому проводиться робота рухомих частин конвеєра, вважається неприпустимим для знаходження сторонніх осіб, інших машин, споруд, високовольтних ліній електропостачання і т.д. - Називається зоною роботи конвеєра.

Небезпечною зоною - вважається простір в габаритах зони роботи машини при відсутності огородження або інших попереджуючих засобів. Так, до небезпечних зон відносяться ділянки руху стрічки, завантажувальна та розвантажувальна станції, підбирачі просипу і т.п. Ці ділянки огороджують щитами, збірно-розбірними інвентарними огорожами або ж встановлюють попереджувальні написи, а в темний час доби запалюють червоний свет.4.7 Вимоги до електробезпеки

Подача напруги на конвеєр можлива тільки після перевірки стану ізоляція, справності розподільних пристроїв, справності заземлення всього електрообладнання та заземлення металоконструкції конвеєра.

При подачі напруги на конвеєр весь експлуатаційний персонал та особи проводять роботи (наладчики, монтажники, ремонтники), повинні бути оповіщені відповідальною особою з прийому напруги і прийняті запобіжні заходи виключають нещасні випадки.

Забороняється подача високої напруги при знятих кожухах і високовольтних токоподводов. Спецключ від замків високовольтних розподільних, кожухів високовольтних токоподводов повинні знаходитися в осіб відповідальних за дану ділянку роботи. Забороняється експлуатація при відкритих дверях високовольтних розподільних, станцій і пультів управління і при знятих захисних кожухах про електрообладнання. Забороняється у високовольтних распредустройство відкривати двері шафи верхнього відсіку при наявності напруги на збірних шинах і живлять кабелях. У всіх випадках огляду кожної шафи після відкривання дверей верхнього відсіку повинна проводитися перевірка напруги на всіх частинах, які можуть бути під напругою.

При виконанні робіт з ремонту та налагодження електрообладнання на конвеєрі, суворо виконувати вимоги правил безпеки по зняттю напруги огорожі місць роботи та вивішування попереджувальних плакатів з написами «Не включати - працюють люди», «Стій - висока напруга», «Стій - небезпечно для життя» , «Працювати тут», та ін.

На конвеєрі завжди повинні бути в наявності справні і пройшли випробування в установлені терміни ізолюючі захисні засоби, діелектричні боти, рукавички, гумові килимки, покажчики напруги штанги, переносні захисні заземлення та ін.

Переносні заземлення виготовляються на місці і повинні відповідати таким умовам:

- Дроти для закорочування і заземлення повинні бути виконані з гнучких мідних жил перерізом не менше 25мм2;

- Затискачі для приєднання закорочуючих проводів повинні бути такої конструкції, щоб при проходженні струму короткого замикання переносне заземлення не було зірвано з місця динамічними зусиллями;

- Всі приєднання елементів переносного заземлення повинні бути виконані міцно і надійно опресовуванням, зварювання, скручування з подальшим паянням (застосування однієї тільки пайки забороняється).

При накладенні заземлення спочатку приєднують заземлюючих провід до землі, потім перевіряють відсутність напруги на заземлюються струмоведучих частинах, після чого затискачі закорочуючих проводів за допомогою штанги накладають на струмопровідні частини і закріплюють там цієї ж штангою або руками, в діелектричних рукавичках.

Операції по накладенню і зняттю переносних заземлень виконуються із застосуванням діелектричних рукавичок.

При операціях з приводами роз'єднувачів, масляних вимикачів і пускорегулирующей апаратурою; під час оперативних перемикань в станціях управління і розподільних пунктах застосовуються діелектричні рукавички і килимки.

Забороняється проводити зчленування і розчленування штепсельних роз'ємів кабелів, що перебувають під напругою. Перенесення живильного кабелю знаходиться під напругою можна робити тільки в діелектричних рукавичках або за допомогою спеціальних пристроїв з ізольованими рукоятками. Забороняється користуватися ізолюючими захисними засобами на відкритому повітрі при сирій погоді: під час дощу, снігу, туману та паморозі. Робота на конвеєрі під час грози забороняється. Машина повинна бути відключена від мережі, а обслуговуючий персонал повинен перебувати в приміщеннях, перебування біля конвеєра забороняється, в темний час доби зона роботи конвеєра, повинна бути достатньо освітлена.

Забороняється користуватися переносними світильниками на напругу вище передбаченого на конвеєрі для ланцюгів місцевого освітлення 12B.

Експлуатаційного персоналу забороняється:

- Приступати до роботи при виявленні перед початком роботи несправностей електрообладнання; заземлення; живильного кабелю, також при відсутності сигналізації та захисних засобів;

- Продовжувати роботу при виявленні в процесі роботи несправностей електрообладнання, заземлення, живильного кабелю;

- Виробляти огляди, чищення, змащення, регулювання і ремонт механізмів при працюючих електродвигунах. Електрообладнання повинно бути відключене від мережі із забезпеченням подвійного розриву з боку харчування.

- Переїжджати через лежачий кабель, а також кидати на нього тяжкості (труби; дошки тощо), гальмувати руками обертові деталі механізмів;

- Пролазити через рухомі деталі та механізми;

- Працювати з переносною лампою без захисної сітки;

- Проводити зміну ламп при наявності напруги в патроні;

- Виробляти чистку низьковольтних клемних збірок, контактів і електроапаратури перебуває під напругою, і т.д.

Всі роботи, пов'язані з вимірюванням переносними приладами струмовимірювальні кліщі. мегометром та ін. проводиться в установках напругою понад 1000В двома обличчями: одне з яких повинен мати кваліфікацію не нижче IV групи, а в установках нижче 1000В- однією особою, з кваліфікацією не нижче III-ї групи.

При роботах зі зняттям напруги з конвеєра або ділянок схем для виконання робіт слід:

1. відключити напругу, при цьому повинні бути знеструмлені струмопровідні частини, на яких будуть проводитися роботи.

2. вивісити плакати на всіх рукоятках приводів розподільних з написами «не включати - працюють люди» і т.д. Знімати плакати може тільки та особа, яка їх виносило.

3. Перевірити відсутність напруги справним і перевіреним покажчиком напруги.

4. розрядити кабель від ємнісних струмів.

5. накласти переносні заземленія.4.8 Вимоги до пожежної безпеки

Основними причинами виникнення пожеж є наступні:

- Не передбачені протипожежні заходи: чи не дотримана необхідна вогнестійкість будівельних конструкцій, немає блискавкозахисту і відсутня заземлення від статичної електрики, транспортування горючих рідин у відкритому стані;

- Неправильна пожежна профілактика;

- Перевантаження та несправність електричних мереж і електродвигунів, витік газів у з'єднаннях;

- Необережне поводження з вогнем: куріння в заборонених місцях, користування відкритим вогнем.

При роботі конвеєра небезпека виникнення пожежі в більшості випадків виникає через перевантаження, що виникають в електродвигунах, електрообладнанні, електромережах. В результаті цього можливий їх нагрівання або іскріння, що надалі може призвести до короткого замикання. При короткому замиканні опір електричного кола зменшується, наближаючись до нуля і згідно закону Ома електричний струм зростає до величини багато перевищує номінальне значення. За законом Джоуля-Ленца, кількість тепла, що виділяється пропорційно силі струму, тому відбувається швидке виділення тепла, загоряється ізоляція або інші горючі матеріали.

У разі загоряння електрообладнання забороняється гасити його водою, пінними вогнегасниками або іншими рідинами. Слід в першу чергу відключити пошкоджену ділянку, гасіння пожежі виробляти вуглекислотними вогнегасниками або піском, не торкаючись електроустановки.

При гасінні електроустановок напругою понад 1000 В, з метою запобігання ураження електричним струмом, людям, що працюють зі стволами, слід надягати поверх електротехнічних рукавичок рукавички з латунної сітки. Останні заземлюють проводом під спецодягом з підошвами з латуні або міді.

 Висновки

Для даного конвеєра КЛ5250 проаналізовано умови експлуатації для відкритої транспортування в умовах Дніпропетровського та інших аналогічних басейнів.

Представлені вимоги до вентиляції, освітлення, електробезпеки, пожежної безпеки заходи безпеки при організації зони роботи конвеєра, а також вимоги до робочого місця.

При дотриманні вищевказаних вимог, відповідних ГОСТ 12.2.106-85, умови експлуатації конвеєра найбільш відповідають нормативним актам з охорони праці.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка