Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 33

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
The article presents the calculations of the micro-cogeneration unit based on beta Stirling engine combined with thermal energy storage. The heat accumulation technologies and materials are briefly described. The mathematical model of the engine and assumption about its possible regulation allowed to determine three operating modes. It was adopted to analysis for as heat source for a 266 m2 detached house. Analysis was performed for four reference days with various average daily ambient temperature, which differ significantly with the heat demand. The heat demand profiles were determined experimentally. The analysis concerned three different operation strategies, which all of them were following the thermal load. The overall operating efficiency varied in the range of 89.9 – 92.0%.
PL
Artykuł przedstawia obliczenia układu mikrokogeneracyjnego bazującego na silniku Stirlinga typu beta, który został zintegrowany z zasobnikiem ciepła. Scharakteryzowano technologie oraz materiały wykorzystywane do magazynowania ciepła. Model matematyczny silnika oraz założenie regulacji mocy w wybranym zakresie pozwoliły na wyznaczenie trzech trybów pracy układu, który w przedstawionej analizie pracował jako źródło ciepła dla domu jednorodzinnego o powierzchni 266m2. Analizę przeprowadzono dla czterech referencyjnych dni, które różniły się średnią dzienną temperaturą otoczenia oraz wielkością zapotrzebowania na ciepło. Profile zapotrzebowania na energię wyznaczono eksperymentalnie. W obliczeniach uwzględniono trzy strategie pracy układu – priorytetem wszystkich było pokrycie zapotrzebowania na ciepło. Ogólna sprawność operacyjna układu wahała się w zakresie 89.9-92.0%.
PL
W kompleksach ścianowych przeznaczonych do ścian niskich stosowane mogą być maszyny urabiające wyposażone w cięgnowe napędy posuwu. Przykładami takich maszyn są strugi węglowe ślizgowe lub płytowe oraz głowica urabiająco-ładująca GUŁ-500 wchodząca w skład kompleksu ścianowego Mikrus. Istnieją również rozwiązania ukraińskie tego typu kombajnów ścianowych. Obciążenia dynamiczne łańcucha pociągowego w tych maszynach są znaczne, o czym świadczą między innymi częste postoje spowodowane zerwaniem się łańcucha w napędzie posuwu. W artykule przedstawiono rozproszony autonomiczny system pomiarowy, który może być wykorzystany do badań doświadczalnych maszyn ścianowych wyposażonych w łańcuchowy napęd posuwu.
EN
The longwall machine systems intended for application in low seams might be equipped with cutting machine with round link chain haulage systems. Examples of such machines are coal ploughs or cutting and loading head GUŁ-500 which is a part of the Mikrus longwall complex. There are also similar solutions developer in Ukraine. The dynamic loads in the haulage chain in these machines are significant which is evidenced by, among others, frequent failures due to chain breakage. A distributed autonomous measuring system that can be used for experimental testing of longwall machines equipped with a chain haulage system has been presented in this paper.
PL
Łańcuchy ogniwowe górnicze są kluczowym elementem maszyn ścianowych, takich jak przenośniki zgrzebłowe i strugi węglowe. Niezawodność łańcuchów wpływa na poprawną pracę całego kompleksu i na wielkość wydobycia z wyrobiska ścianowego. W artykule przedstawiono problematykę diagnostyki łańcuchów ogniwowych górniczych stosowanych w maszynach ścianowych. Przedstawiono wybrane przykłady uszkodzeń ogniw łańcuchów górniczych oraz budowę przyrządu i sposób wykrywania pęknięć zmęczeniowych w ogniwach łańcuchów górniczych. Ponadto opisano budowę stanowiska służącego do wykonywania kompleksowej oceny własności użytkowych łańcuchów ogniwowych w warunkach eksploatacyjnych.
EN
Round link chains are key components of longwall machines such as armoured face conveyors and plow systems. Reliability of the chains affects the correct operation of the entire mechanized longwall system as well as the volume of coal extracted from the longwall panel. The article presents the problem of diagnostics of mine round link chains used in longwall machines. Selected examples of damage to chain links as well as a design of the device with the method for detecting the fatigue cracks are also presented. In addition, design of the stand to perform a comprehensive assessment of the operational properties of round link chains under operational conditions is also described.
PL
W maszynach ścianowych powszechnie stosuje się łańcuchy ogniwowe górnicze w układach ciągnienia maszyn urabiających (strugi węglowe, niektóre konstrukcje kombajnów ścianowych) oraz w przenośnikach ścianowych. Podczas działania łańcuchowego układu pociągowego ogniwa łańcucha zużywają się. Względny obrót ogniw poziomych i pionowych w przegubach przy nabieganiu i przy zbieganiu z bębna łańcuchowego powoduje zużycie ścierne ogniw w przegubach, skutkujące wzrostem podziałki ogniw. Zwiększona podziałka wpływa na położenie ogniw w gniazdach bębna łańcuchowego i ich obciążenie. Łączenie wzdłuż konturu łańcucha pociągowego odcinków o zróżnicowanych podziałkach wpływa na rozdział obciążenia pomiędzy napędem głównym i napędem pomocniczym maszyny ścianowej. Natomiast łączenie odcinków łańcucha o różnych wydłużeniach w pary łańcuchów środkowych w przenośnikach ścianowych prowadzi do zróżnicowania wartości napięcia wstępnego w łańcuchu lewym i prawym, co w efekcie skutkuje zróżnicowaniem sił w tych łańcuchach.
EN
In longwall machines, round link chains are commonly used in the haulage systems of mining machines (coal ploughs, some shearer constructions) and scraper conveyors. During the operation of the chain haulage system, the chain links are worn. The relative rotation of the horizontal and vertical links in the joints when running on and off the sprocket results in the abrasive wear of the links in the joints, increasing the chain pitch. The increased pitch influences the position of the links in the sprocket seats and their load. Connecting the segments of different pitches along the contour of the chain affects the distribution of load between the main drive and the auxiliary drive of the longwall machine. However, combining the segments of the chain of varying elongations into pairs of central chains in longwall conveyors leads to the differentiation of initial chain tension values in the left and right chains, which in effect results in the diversification of forces in these chains.
PL
Łańcuchy ogniwowe górnicze stosowane są w układach pociągowych maszyn górniczych ścianowych, takich jak przenośniki ścianowe, strugi węglowe czy kombajny ścianowe z łańcuchowym układem posuwu. Ze względu na trudne warunki pracy panujące w wyrobiskach ścianowych następuje szybka degradacja własności użytkowych łańcuchów. W artykule przedstawiono podstawowe procesy niszczące prowadzące do degradacji własności użytkowych łańcuchów ogniwowych górniczych oraz dokonano charakterystyki pęknięć zmęczeniowych ogniw tych łańcuchów. Przedstawiono przykłady typowych uszkodzeń ogniw łańcuchów pociągowych stosowanych w maszynach górniczych.
EN
Round link chains are used in haulage systems of longwall mining machines such as armoured face conveyors, plow systems or shearers with chain haulage systems. Due to the difficult working conditions in longwall excavations the rapid degradation of operational properties of chains occurs. The article presents the basic destructive processes leading to the degradation of the operational properties of mining haulage chains and the characteristics of fatigue cracks in the chain links. Examples of typical damage of the round chain links used in the longwall machinery are also presented.
EN
The key working process carried out by roadheaders is rock mining. For this reason, the mathematical modelling of the mining process is underlying the prediction of a dynamic load on the main components of a roadheader, the prediction of power demand for rock cutting with given properties or the prediction of energy consumption of this process. The theoretical and experimental investigations conducted point out – especially in relation to the technical parameters of roadheaders used these days in underground mining and their operating conditions – that the mathematical models of the process employed to date have many limitations, and in many cases the results obtained using such models deviate largely from the reality. This is due to the fact that certain factors strongly influencing cutting process progress have not been considered at the modelling stage, or have been approached in an oversimplified fashion. The article presents a new model of a rock cutting process using conical picks of cutting heads of boom-type roadheaders. An important novelty with respect to the models applied to date is, firstly, that the actual shape of cuts has been modelled with such shape resulting from the geometry of the currently used conical picks, and, secondly, variations in the depth of cuts in the cutting path of individual picks have been considered with such variations resulting from the picks’ kinematics during the advancement of transverse cutting heads parallel to the floor surface. The work presents examples of simulation results for mining with a roadheader’s transverse head equipped with 80 conical picks and compares them with the outcomes obtained using the existing model.
PL
Urabianie skał jest zasadniczym procesem roboczym realizowanym przez kombajny górnicze. Modelowanie matematyczne tego procesu stanowi dlatego podstawę predykcji obciążenia dynamicznego głównych podzespołów kombajnu, prognozowania zapotrzebowania mocy do urabiania skał o określonych własnościach oraz jego energochłonności. Prowadzone badania teoretyczne i doświadczalne wskazują, w szczególności w odniesieniu do parametrów technicznych obecnie stosowanych w górnictwie podziemnym kombajnów chodnikowych oraz warunków ich eksploatacji, że wykorzystywane dotychczas modele matematyczne procesu urabiania mają wiele ograniczeń, a uzyskiwane z ich wykorzystaniem wyniki w wielu wypadkach istotnie odbiegają od rzeczywistości. Wynika to z nieuwzględnienia na etapie modelowania pewnych czynników silnie wpływających na przebieg procesu urabiania, bądź traktowanie ich w mocno uproszczony sposób. W artykule zaprezentowano nowy model procesu urabiania skał nożami stożkowymi głowic urabiających wysięgnikowych kombajnów chodnikowych. Istotną nowością w stosunku do dotychczas stosowanych modeli jest zamodelowanie rzeczywistego kształtu skrawów wynikającego z geometrii noży stożkowych oraz uwzględnienie zmienności głębokości skrawów na drodze skrawania poszczególnych noży, wynikającej z kinematyki noży podczas przemieszczaniu poprzecznych głowic urabiających równolegle do spągu. W pracy zamieszczono przykładowe wynik symulacji urabiania głowicą poprzeczną kombajnu chodnikowego wyposażoną w 80 noży stożkowych oraz ich porównanie z wynikami uzyskanymi z wykorzystaniem dotychczas stosowanego modelu.
EN
The extraction of hard coal deposits lying in increasing depth causes significant problems with maintenance of roadways (maingates, tailgates, etc.). The reduction of the cross section of such excavations, caused by the floor upheaval, leads to the occurrence of many problems with transport and ventilation. Dinting loaders are employed to restore the original size of roadways tightened due to the activity of adverse stresses occurring in the rock mass. These are tracked machines, usually with small width of about 1 m. They often work in roadways with high longitudinal and lateral inclination, as a result of which they are especially susceptible to overturning. The article presents a mathematical model allowing to determine the critical mass of broken rock in a bucket. The model also allows to determine spatial coordinates of a dinting loader’s centre of gravity depending on temporary position of movable elements of the loader such as a turntable, boom, coupler and bucket, and depending on the level of loading the bucket with broken rock. It also enables to determine critical angles of the roadways’ longitudinal and lateral inclination. The outcomes of computer studies of variations in the position of the loader’s centre of gravity depending on deflection angles of moving elements of the loader and the mass of broken rock in the bucket are also presented. Variability ranges of spatial coordinates of the centre of gravity of the loader are also established and examples are given for values of the critical mass of broken rock in the bucket.
PL
Ładowarki do pobierki spągu są maszynami wykorzystywanymi w wyrobiskach chodnikowych do mechanizacji prac związanych z pobierką spągu i ładowaniem urobku. Wykonywanie tych czynności jest zwykle trudne w realizacji ze względu na istniejące wyposażenie wyrobiska chodnikowego i konieczność utrzymania regularnego transportu szynowego lub taśmowego. Ze względu na zmniejszone przekroje wyrobisk chodnikowych z wypiętrzonym spągiem do pobierki spągu stosowane są ładowarki o długości kilku metrów i niewielkiej szerokości wynoszącej zwykle około 1 m. Są one wyposażone w czerpaki skrzyniowe o pojemnościach wynoszących około 0,3÷0,4 m3. Niekorzystny stosunek szerokości ładowarki do jej długości oraz znaczne wartości kątów wychylania wysięgnika i czerpaka, a także praca w wyrobiskach o dużym nachyleniu podłużnym i poprzecznym powodują, że maszyny te narażone są w szczególny sposób na wywrócenie. Bardzo ważnym czynnikiem wpływającym na możliwość wywrócenia się ładowarki do pobierki spągu jest obciążenie czerpaka urobkiem. Może się ono zmieniać się w bardzo szerokim przedziale. Zbyt duże obciążenie czerpaka urobkiem może spowodować wywrócenie się ładowarki pracującej nawet w zakresie dopuszczalnych przez producenta kątów nachylenia podłużnego i poprzecznego wyrobiska. Dlatego znajomość wartości masy krytycznej urobku wypełniającego czerpak jest bardzo istotna w aspekcie bezpieczeństwa pracowników obsługi ładowarki do pobierki spągu. W artykule przedstawiono model matematyczny (wzory 1÷6) służący do wyznaczenia masy krytycznej urobku w czerpaku dla danego nachylenia podłużnego i poprzecznego wyrobiska chodnikowego z uwzględnieniem możliwości wychylania się obrotnicy, wysięgnika, wahacza czerpaka i czerpaka. Model ten umożliwia również obliczenie współrzędnych przestrzennych środka ciężkości ładowarki do pobierki spągu w zależności od chwilowego wychylenia obrotnicy, wysięgnika, wahacza czerpaka i czerpaka oraz masy urobku w czerpaku. Ponadto pozwala on na wyznaczenie granicznych kątów nachylenia podłużnego i poprzecznego wyrobiska chodnikowego dla których ładowarka znajduje się w stanie równowagi chwiejnej. Znajomość zmian położenia środka ciężkości ładowarki do pobierki spągu na skutek wychylania obrotnicy, wysięgnika, wahacza czerpaka i czerpaka (który może być obciążony urobkiem) pozwala na ocenę zachowania się maszyny w wyrobisku chodnikowym. Na rysunku 3 przedstawiono obliczone komputerowo chmury punktów odzwierciedlające możliwe położenia środka ciężkości badanej ładowarki do pobierki spągu dla całego zakresu wychyleń obrotnicy, wysięgnika, wahacza czerpaka i czerpaka w przyjętym globalnym układzie współrzędnych XYZ (Rys. 2) dla następujących wartości masy urobku w czerpaku: mBr = 0 kg, mBr = 400 kg, mBr = 800 kg. Obliczono szerokości przedziałów zmienności współrzędnych środka ciężkości badanej ładowarki z czerpakiem pustym oraz dla różnego stopnia obciążenia czerpaka urobkiem (Rys. 4). Wzrost masy urobku w czerpaku powoduje przemieszczenie środka ciężkości maszyny w kierunku osi obrotnicy co wpływa niekorzystnie na możliwość wywrócenia się ładowarki do przodu. W artykule zamieszczono charakterystyki pozwalające na wyznaczenie masy krytycznej urobku dla różnego nachylenia podłużnego i poprzecznego wyrobiska chodnikowego oraz dla dziewięciu charakterystycznych położeń obrotnicy, wysięgnika, wahacza czerpaka i czerpaka. Podane przykładowe przebiegi dotyczą możliwości wywrócenia ładowarki na prawy bok (Rys. 5) i do tyłu (Rys. 6). Podano wartości masy krytycznej urobku znajdującego się w czerpaku badanej ładowarki do pobierki spągu pracującej w wyrobisku chodnikowym o nachyleniu poprzecznym wyrobiska βLT = 15° i βLT = –20° oraz o nachyleniu podłużnym βLG = 16°. Wnioski z tych badań można wykorzystać przy budowie układu automatyki ostrzegającym przed możliwością wywrócenia się ładowarki podczas pracy w wyrobisku chodnikowym o danym nachyleniu podłużnym i poprzecznym.
8
Content available Follow-up chain tension in an armoured face conveyor
EN
Initial chain tension in armoured face conveyors, in which operating conditions vary constantly, should be adjusted automatically to adapt it to the needs arising. The manufacturers of such conveyors are now offering a possibility of equipping a conveyor with a drive with a telescopic trough enabling stepless change of the scraper chain contour by shifting the drive frame. The work presents the outcomes of computer investigations performed using an own mathematical model of an armoured face conveyor with a main and auxiliary drive equipped with a telescopic trough and an automatic initial chain tension adjustment system with the ASTEN algorithm. The ASTEN algorithm is responding to changes in scraper chain elongation caused by changes to conveyor configuration and also by a varying mined coal load resulting from interworking with a mining machine.
PL
W czasie ruchu przenośnika ścianowego łańcuch zgrzebłowy ulega wydłużeniom sprężystym. Wartość tych wydłużeń jest zmienna i zależy między innymi od oporów ruchu oraz występujących drgań. W celu kompensacji wydłużeń sprężystych łańcucha zgrzebłowego jest on obecnie napinany wstępnie w czasie postoju maszyny. Wartość wymaganego napięcia wstępnego ustala się na podstawie największych przewidywanych obciążeń występujących w ruchu ustalonym przenośnika. Nastawione napięcie wstępne łańcucha zmienia się jednak stale w czasie ruchu. Na skutek licznych, stale zmieniających się czynników występujących w czasie eksploatacji, wymagane (dla danych warunków ruchu i obciążenia nosiwem) napięcie wstępne łańcucha prawie nigdy nie odpowiada napięciu wstępnemu zadanemu. Ponieważ w przenośnikach ścianowych warunki eksploatacyjne ulegają ciągłej zmianie, napięcie wstępne łańcucha powinno być do nich dostosowywane, a osiągnąć to można tylko przez regulację automatyczną. Producenci przenośników ścianowych oferują obecnie możliwość wyposażenia przenośnika w napęd z rynną teleskopową, dający możliwość bezstopniowej zmiany długości konturu łańcuchowego przez przesuwanie kadłuba napędu. Ze względu na stosowanie w napędach pomocniczych (zwrotnych) wyłącznie pojedynczych zespołów napędowych, rynny teleskopowe za pomocą siłownika hydraulicznego przesuwają najczęściej kadłub tego napędu. Przenośnik zgrzebłowy ścianowy wyposażony w układ nadążnego napinania łańcucha zgrzebłowego powinien w czasie pracy w wyrobisku ścianowym stale rejestrować i analizować takie parametry pracy, które pozwolą na wypracowanie sygnału sterującego siłownikiem hydraulicznym w rynnie teleskopowej umieszczonej w napędzie pomocniczym. Zadaniem siłownika jest takie przemieszczenie kadłuba napędu pomocniczego, aby uzyskać pożądaną wartość napięcia wstępnego łańcuchów. Utworzony algorytm sterowania nadążnym napinaniem łańcucha, który nazwano ASTEN, składa się z dwóch modułów: ASTEN/C i ASTEN/P. Moduł ASTEN/C analizuje sygnały sterujące z czujników zwisu łańcucha w napędzie głównym oraz z czujników położenia zgrzebeł w napędzie pomocniczym. Z analizy kombinacji wszystkich sygnałów z czujników zwisu łańcucha przy zbieganiu z bębna napędu głównego oraz czujników położenia zgrzebeł umieszczonych w miejscu zbiegania łańcucha z bębna łańcuchowego w napędzie pomocniczym do algorytmu sterowania nadążnym napinaniem łańcucha zgrzebłowego wchodzą sygnały logiczne informujące o stanie napięcia łańcucha w miejscach jego zbiegania z bębnów napędowych. Algorytm ten uśrednia sygnały wejściowe i co tC sekund wylicza wartość przesunięcia kadłuba napędu na podstawie podanych parametrów przenośnika. Moduł ASTEN/P analizuje sygnały z przekładników prądowych. Wzrost obciążenia napędów przenośnika wywołany jest głównie wzrostem oporów przesuwania urobku. Wydłużenia sprężyste łańcucha zgrzebłowego w zasadniczy sposób wynikają z obciążenia przenośnika oporami przesuwania urobku w stronę napędu głównego, które zależne są od masy urobku na przenośniku i sposobu jej rozłożenia na długości przenośnika, współczynnika oporów tarcia urobku o rynnę, kąta podłużnego nachylenia rynnociągu w wyrobisku i zmienności tego kąta na długości przenośnika. Ten moduł algorytmu wyznacza wartość przesunięcia kadłuba napędu spowodowanego wzrostem obciążenia silników napędowych co tP sekund. W pracy zaprezentowano wyniki badań komputerowych, z wykorzystaniem własnego modelu matematycznego przenośnika ścianowego z napędem głównym i pomocniczym wyposażonego w rynnę teleskopową oraz układ automatycznej regulacji napięcia wstępnego łańcucha zgrzebłowego za pomocą algorytmu ASTEN. Algorytm ASTEN reaguje na zmiany wydłużeń łańcucha zgrzebłowego związane ze zmianą konfiguracji trasy przenośnika oraz spowodowane zmiennym obciążeniem urobkiem węglowym wynikającym ze współdziałania z maszyną urabiającą.
PL
Działanie wysoko wydajnych przenośników zgrzebłowych charakteryzuje się występowaniem znacznych obciążeń dynamicznych w łańcuchu zgrzebłowym I w układach napędowych. Na skutek występujących oporów ruchu, zmiennego obciążenia urobkiem węglowym oraz drgań mechanicznych łańcuch ulega wydłużeniom sprężystym i bardzo często luzuje się w miejscu zbiegania z bębna łańcuchowego. Stosowane obecnie przenośniki zgrzebłowe powinny więc być wyposażone w układy nadążnego napinania łańcucha zgrzebłowego. Innowacyjny algorytm sterowania nadążnym napinaniem łańcucha zgrzebłowego ASTEN został opracowany w Instytucie Mechanizacji Górnictwa Wydziału Górnictwa i Geologii Politechniki Śląskiej. W artykule przedstawiono sekwencję pracy algorytmu sterowania nadążnym napinaniem łańcucha zgrzebłowego ASTEN. Dokonano doboru czasu trwania sekwencji rozruchowej przenośnika oraz czasów aktywności modułów ASTEN/G i ASTEN/P.
EN
Operation of high-performance scraper face conveyors is characterized by considerably high value of dynamic loads in chain and drive systems. As a result of motion resistance, varying load of a top strand and mechanical vibrations the scraper chain udergoes elastic elongation and often slackens in the run of point from the sprocket drum. Currently used scraper face conveyors should therefore be equipped with automatic follow-up chain tension systems. An innovative algorithm of follow-up scraper chain tension control system ASTEN was developed at the Institute of Mining Mechanization, Faculty of Mining and Geology, Silesian University of Technology. The sequence of operation of the control algorithm ASTEN has been presented in this paper. The selection of a face conveyor start-up sequence duration as well as activity times of ASTEN/C i ASTEN/P modules have also been presented.
PL
Napinanie wstępne łańcucha zgrzebłowego w przenośnikach ścianowych realizowane jest najczęściej przez okresowe skracanie lub wydłużanie łańcucha o kilka ogniw. Producenci przenośników ścianowych oferują obecnie możliwość wyposażenia przenośnika w napęd z rynną teleskopową, dający możliwość bezstopniowej zmiany długości konturu łańcuchowego przez przesuwanie kadłuba napędu. Dla wyznaczenia przyrostu wartości siły w łańcuchu, dla danej wartości wydłużeń sprężystych łańcucha, niezbędna jest znajomość długości przenośnika zgrzebłowego i sztywności łańcuchów ogniwowych. Ze względu na zależność sztywności łańcucha od wartości obciążenia próbnego łańcucha i jego wydłużenia przy tym obciążeniu, można dla każdego przenośnika przyjąć bazową wartość wysunięcia tłoczyska siłownika rynny teleskopowej odpowiadającą przyrostowi części obciążenia próbnego łańcucha.
EN
Initial stretching of the scraper chain in armoured face conveyors (AFC) is implemented by periodical shortening or leng-thening of the chain by a few links. The Currently, manufacturers of face conveyors offer a solution to equip the conveyor with drive with telescopic gutter, giving the opportunity to continuously change the chain contour length by moving the błock of the drive. Indicating the increase of force value in the chain for a given value of elastic elongations of the chain, it is necessary to know the lengths of the scraper conveyor and the stiffness of coil chain. Due to the relation between chain stiffness and the testing load value of the chain plus its elongation, it is reasonable to assume a base value for the extended piston rod of the telescopic gutter cylinder, which may correspond to the increase of the part of the chain testing load.
11
Content available Dynamics of non-uniformity loads of AFC Drives
EN
The length of armoured face conveyors currently used in hard coal mines most often ranges between 200 m and 300 m. The machines are equipped with a main and auxiliary drive. Asynchronous motors mounted in conveyor drives feature the capacity of several hundreds of kilowatts. The non-uniform distribution of loads onto individual drives is observed in practice. The numerical value of loads distribution onto the individual armoured face conveyor drives is represented by a drive load distribution factor. It is defined as a ratio between the load of an electric motor installed in a given drive and the total conveyor load. The article presents a physical armoured face conveyor model intended for examining dynamic phenomena influencing the load non-uniformity of drives. Motion in this physical model is described with the system of (4 · j + 5) non-linear ordinary differential quotations of the second order. A mathematical model is obtained by adding functions describing the interwork of sprocket drums with chains and functions approximating the mechanical characteristics of asynchronous motors powered by means of frequency inverters. A large number of computer simulations was performed using this model enabling to study the impact on the load non-uniformity of drives of such parameters as motor slip, motor supply voltage drop, variations in supply voltage frequency, differences in the gear ratio of transmissions and differentiation in the pitch of scraper chain links along the chain contour.
PL
Długość przenośników zgrzebłowych ścianowych stosowanych obecnie w kopalniach węgla kamiennego najczęściej mieści się w przedziale od 200 m do 300 m. Maszyny te wyposażone są zawsze w napęd główny i pomocniczy, przy czym pierwszy z nich wyniesiony jest do chodnika podścianowego. Silniki napędowe o mocy kilkuset kilowatów napędzają bęben łańcuchowy przez sprzęgło i przekładnię zębatą. Z kolei bębny łańcuchowe poruszają łańcuch zgrzebłowy, który tworzą dwa środkowe łańcuchy ogniwowe ze zgrzebłami przymocowanymi do ogniw poziomych łańcuchów. Ze względu na znaczne wydłużenia sprężyste łańcucha zgrzebłowego obciążonego urobkiem węglowym, konieczne jest jego wstępne napinanie. W zależności od wartości napięcia wstępnego łańcucha zgrzebłowego, oporów ruchu w gałęzi górnej i dolnej przenośnika oraz występujących drgań wzdłużnych, łańcuch może się znajdować w jednym z trzech stanów dynamicznych: w stanie stałego luzowania, w stanie okresowego luzowania lub w stanie nieluzowania. W przenośnikach ścianowych obserwuje się nierównomierny rozdział obciążeń na poszczególne napędy. Jego liczbową miarą jest współczynnik rozdziału obciążenia napędu. Jest on definiowany, jako stosunek obciążenia silnika elektrycznego zainstalowanego w danym napędzie do całkowitego obciążenia przenośnika (wzory 1 i 2). W praktyce niemożliwa staje się eliminacja wszystkich przyczyn nierównomiernego obciążenia napędu głównego i pomocniczego w przenośniku ścianowym. Wobec tego podejmuje się działania mające na celu wyrównywanie obciążeń napędów poprzez sterowanie wybranymi parametrami techniczno-ruchowymi przenośnika ścianowego. Badania komputerowe za pomocą własnego modelu dynamicznego wykazały, że jest to możliwe. Tymi parametrami są częstotliwości napięcia zasilania silników asynchronicznych, które powodują zmiany prędkości kątowych bębnów łańcuchowych. W artykule przedstawiono model fizyczny ścianowego przenośnika zgrzebłowego przeznaczony do badania zjawisk dynamicznych wpływających na nierównomierność obciążenia napędów (rys. 1). Opis ruchu w tym modelu fizycznym tworzy układ (4 · j + 5) nieliniowych równań różniczkowych zwyczajnych drugiego rzędu. Dokładając do tego funkcje opisujące współdziałanie bębnów łańcuchowych z łańcuchami oraz funkcje aproksymujące charakterystyki mechaniczne silników asynchronicznych zasilanych za pomocą przemienników częstotliwości (wzory od 3 do 9) otrzymuje się model matematyczny. Za pomocą tego modelu matematycznego wykonano dużą liczbę symulacji komputerowych umożliwiających badanie wpływu takich parametrów jak poślizg silnika, spadek napięcia zasilania silnika, zmiana częstotliwości napięcia zasilającego, różnica w przełożeniu reduktorów i zróżnicowanie podziałek ogniw łańcucha zgrzebłowego wzdłuż konturu łańcuchowego na nierównomierność obciążenia napędów. Na rysunkach od 4 do 10 pokazano wybrane charakterystyki czasowe przedstawiające wpływ wyżej wymienionych parametrów na nierównomierność obciążenia napędów w przenośniku ścianowym.
PL
W artykule przedstawiono istotę oraz rozwiązanie techniczne bębnów łańcuchowych, cechujących się zmodyfikowaną geometrią zarysu gniazd, mającą na celu poprawę ich trwałości przy założonym kierunku obrotów bębna łańcuchowego wynikającym z kierunku transportowania urobku. Z symulacji komputerowych współdziałania bębna konwencjonalnego i o zmodyfikowanym zarysie z łańcuchem o wydłużonych podziałkach ogniw - dla różnych warunków tarcia - wynika, że zmiana zarysu powoduje zmniejszenie wartości pracy tarcia na dnie gniazda oraz zmniejszenie możliwości wystąpienia poślizgu ogniwa poziomego na flance zęba.
EN
The paper presents the essence and the technical solutions of the chain drums, characterized by a modified geometry of the profile of the seats, focused on improving of their life under the assumed direction of chain drum's rotation direction resulting from the direction of transported run-of-mine. From computer simulation of a co-operation of a conventional drum and a drum with modified profile with the chain of elongated pitch of links - for different friction conditions - it results that a change of the profile leads to a decrease in the value of operation friction on the bottom of the seat and reduces the possibility of slipping of a horizontal link on a tooth's flank.
PL
W czasie eksploatacji przenośników zgrzebłowych w wyrobiskach ścianowych występuje często nieprawidłowy rozdział mocy pobieranej przez silniki napędowe, co prowadzi do nierównomiernego obciążenia wszystkich elementów układów napędowych oraz bardzo często do Ich przeciążenia. Ze względu na praktyczny brak możliwości eliminacji przyczyn nierównomiernego rozdziału mocy pobieranej przez silniki napędowe, przenośniki ścianowe powinny być wyposażone w odpowiednie układy automatyki wyrównujące obciążenia napędów. Układy te powinny zmieniać prędkości kątowe bębnów łańcuchowych poprzez zmianę częstotliwości napięcia zasilania silników napędowych. W artykule przedstawiono wyniki badań komputerowych, wykonanych za pomocą własnego modelu matematycznego przenośnika zgrzebłowego z silnikami zasilanymi z przemienników częstotliwości napięcia.
EN
Abnormal distribution of power consumed by drives occurs often during scraper conveyors operation in longwalls. This leads to non-uniform loads of all elements of drive systems and very often to their overload. Because of the practical impossibility of eliminating the causes of non-uniform distribution of power consumed by drive motors, scraper conveyors should be equipped with appropriate automation systems to compensate drives loads. These systems should change the angular velocities of sprocket drums by varying the frequency of drive motors supply voltage. The results of computer aided investigations carried out with the aid of our mathematical model of a scraper conveyor with motors supplied from frequency converters have been presented in this paper.
PL
W artykule wskazano czynniki sprzyjające zmniejszeniu wartości sił działających na poszczególne elementy bębnów łańcuchowych i ograniczające intensywność ich zużycia. Dowiedziono, iż na żywotność bębnów łańcuchowych korzystnie wpływają: konfiguracja napędów z pojedynczym silnikiem napędowym w napędzie wysypowym i zwrotnym, zapewnienie właściwego napięcia wstępnego łańcucha zgrzebłowego, współdziałanie bębna z łańcuchem o maksymalnym wydłużeniu podziałek Delta/p/p = 2,5% oraz stosowanie bębnów łańcuchowych o jak największej liczbie zębów. Zauważono, iż w praktyce szczególne znaczenie mają dwie wielkości określające stopień zużycia ściernego bębnów: wzrost długości gniazd (zmniejszanie się grubości zębów) oraz obniżanie się położenia den gniazd bębna. Graniczne wartości zużycia ściernego dna gniazda i flanki roboczej zęba ustalono na podstawie geometrycznego kryterium położenia ogniwa poziomego w gnieździe bębna. Dla obydwóch wielkości liniowych zaproponowano przyjąć graniczne zużycie na poziomie 15% średnicy nominalnej pręta ogniwa łańcucha.
EN
The article features the factors stimulating the reduction of forces acting upon particular elements of chain drums and limiting their wear intensity. It was proved that the durability of chain drums is enhanced by: configuration of drives with a single motor in discharge driving sets and reversible driving sets, proper initial voltage of the conveyor chain, co-operation between the drum and chain with maximal extension of pitches Delta/p/p = 2.5%, and the use of chain drums with the highest possible number of teeth. It was observed that, in practice, there are two significant quantities determining the abrasion degree of the drums: longer sockets (thinner teeth) and lower bottom of the drum sockets. Boundary values of the abrasion of the socket bottom and tooth flank were determined based on the geometrical criterion of positioning the horizontal chain link in the drum socket. For both linear quantities it is proposed to adopt boundary wear on the level of 15% of the nominal diameter of the chain link rod.
EN
Scraper conveyors are one of the key machines forming part of mechanised longwall systems. They are currently the only means of transporting the mined rock from longwalls in hard coal mines. The hauling force caused by the drive is transmitted onto a link chain through drive wheels with their external shape corresponding to a geometric polygon. The number of teeth (seats) in such wheels ranges between 5 and 8. The horizontal links running on the drum are arranged in the drive wheel seats and are meshing with the teeth segments. The geometric relationships between the sprocket drum and the links are decisive for the position of the chain links in the seats. The abrasive wear of the chain parts and of the drive drum parts occurring due to conveyor operation is increasing the chain pitch and decreasing the wheel pitch. The position of a link in the seats changes as a result along with the load on the sprocket drum teeth and seats. Sprocket drums are the weakest element in longwall conveyors. It is, therefore, urgently necessary to determine the dynamic loads of such drums’ teeth and seats. The article presents a physical model and a mathematical model of a longwall conveyor created for the purpose of determination of dynamic loads of the sprocket drum teeth and seats. The results of computer simulations are also presented (dynamic loads: in chains, dynamic loads of sprocket drums and dynamic loads of sprocket drums’ teeth and seats) carried out using the created mathematical model for a 350 m long face conveyor.
PL
Koncentracja produkcji węgla kamiennego wymusza potrzebę prowadzenia intensywnych badań maszyn górniczych w aspekcie zwiększenia ich niezawodności i żywotności. Jedną z podstawowych maszyn wchodzących w skład ścianowych kompleksów zmechanizowanych są przenośniki zgrzebłowe. Przenośniki zgrzebłowe ścianowe są obecnie jedynymi środkami odstawy urobku z wyrobisk ścianowych w kopalniach węgla kamiennego. W czasie swojego rozwoju wyposażane były w różne typy łańcuchów pociągowych, z których najlepszym okazał się łańcuch ogniwowy. Przenośniki ścianowe mogą być wyposażone w jeden łańcuch, dwa łańcuchy skrajne, trzy łańcuchy lub dwa łańcuchy środkowe, przy czym ostatnie rozwiązanie stosowane jest najczęściej. Siła uciągu wywołana napędem przekazywana jest łańcuchowi poprzez koła napędowe, które mają postać geometryczną wieloboku i wyposażone są najczęściej w 5÷8 zębów (gniazd). Ogniwa poziome nabiegające na bęben układają się w gniazdach koła napędowego i wchodzą w zazębienie z segmentami zębów. O położeniu ogniw łańcucha w gniazdach decydują relacje geometryczne pomiędzy bębnem łańcuchowym a ogniwami. Zużycie ścierne elementów łańcucha i bębna napędowego następujące na skutek eksploatacji przenośnika powoduje zwiększenie podziałki łańcucha i zmniejszenie podziałki koła. W efekcie zmienia się zarówno położenie ogniw w gniazdach jak i obciążenie zębów i gniazd bębna łańcuchowego. Obecnie najsłabszym elementem w przenośnikach ścianowych są bębny łańcuchowe. Zachodzi zatem pilna potrzeba poznania obciążeń dynamicznych zębów i gniazd tych bębnów. Dla potrzeb wyznaczania obciążeń dynamicznych zębów i gniazd bębna łańcuchowego został rozbudowany model fizyczny i matematyczny przenośnika ścianowego o elementy zazębienia łańcuchowego. Dyskretny model fizyczny i matematyczny przenośnika ścianowego zbudowano wcześniej i wielokrotnie zweryfikowano go doświadczalnie. Po rozbudowaniu o elementy zazębienia łańcuchowego model fizyczny przyjmuje postać jak na rysunku 1. Ruch w tym rozbudowanym modelu fizycznym opisuje układ nieliniowych równań różniczkowych zwyczajnych drugiego rzędu (wzory 1, 2 i 3). Podczas współdziałania bębna łańcuchowego o wymiarach normowych z łańcuchem o wydłużonej podziałce nabiegające ogniwo poziome nie styka się z dnem gniazda na całej swej długości. Ten wariant zazębienia charakteryzuje się tym, że ogniwa poziome łańcucha znajdujące się na kole gniazdowym o liczbie zębów z są nachylone względem den gniazd pod kątem ε tak, że ich torusy przednie stykają się dnami gniazd a torusy tylne stykają się z bokami roboczymi segmentów zębów koła o kącie pochylenia względem dna gniazda β. W celu jednoznacznego opisu położenia ogniw łańcucha w gniazdach koła wyznaczono parametry ε, u i αu (rys. 2). Przy analizowaniu współdziałania bębna łańcuchowego z łańcuchem ogniwowym uwzględniono zjawisko ruchliwości ogniw w przegubach podczas wzajemnego przechylania ogniw, którego następstwem jest przemieszczanie się punktu styku ogniw. Przechylaniu ogniwa poziomego względem ogniwa pionowego towarzyszy toczenie się ogniwa poziomego względem ogniwa pionowego w wyniku panującego w przegubie tarcia lub poślizg ogniw w przegubie w zależności od wartości modułu przegubu mp i wartości współczynnika tarcia w przegubie μp. Podczas toczenia ogniwa poziomego w przegubie następuje przemieszczanie się punktu styku ogniw w przegubie, zaś podczas poślizgu ogniwa poziomego położenie punktu styku w przegubie ogniwa pionowego pozostaje bez zmian. Ze względu na powtarzalność położenia ogniw w gniazdach koła łańcuchowego o liczbie zębów z podczas ich nabiegania następuje cykliczne obciążanie kolejnych den gniazd, flanek zębów i ogniw łańcucha siłami w czasie obrotu bębna łańcuchowego o kąt podziałowy φ = 2π/z. Podczas analizy obciążenia elementów bębna łańcuchowego przyjęto zmienność kąta obrotu bębna od chwili zetknięcia się torusa przedniego nabiegającego ogniwa poziomego z dnem gniazda (φ = 0) do chwili zetknięcia się torusa przedniego kolejnego ogniwa poziomego z dnem następnego gniazda (φ = 2π/z). W zakresie obrotu bębna łańcuchowego o kąt podziałowy wyróżniono trzy przedziały charakteryzujące się odmiennym sposobem obciążenia elementów bębna łańcuchowego (P1, P2 i P3 na rys. 1). Wzory od (4) do (39) opisują obciążenia dna gniazda i flanki zęba bębna łańcuchowego w tych przedziałach. Utworzony model matematyczny pozwolił na komputerowe wyznaczenie obciążeń dynamicznych łańcuchów, bębnów napędowych oraz zębów i gniazd bębnów łańcuchowych w przenośniku ścianowym o długości 350 m (rys. 3÷8). W czasie badań symulowano stan nieluzowania łańcuchów i stan stałego luzowania. Na podstawie przeprowadzonych badań komputerowych ruchu ustalonego ścianowego przenośnika zgrzebłowego, wyposażonego w bębny łańcuchowe o liczbie zębów z = 8, obciążonego urobkiem węglowym na całej długości sformułowano następujące wnioski: 1. Wydłużenie podziałki łańcucha, w praktyce spowodowane głównie zużyciem ściernym przegubów ogniw, powoduje osiadanie torusa tylnego ogniwa poziomego coraz wyżej na flance zęba (wzrost wartości kątów ε oraz αu ). Prowadzi to do skracania czasu od chwili zetknięcia się torusa przedniego ogniwa poziomego z dnem gniazda do chwili zetknięcia się torusa tylnego tego ogniwa z flanką zęba. Konsekwencją tego jest zmniejszanie się wartości maksymalnej obciążenia dna gniazda w punkcie styku z torusem przednim ogniwa oraz wzrost maksymalnej wartości wymaganej siły tarcia zapobiegającej poślizgowi torusa tylnego po flance zęba zarówno w stanie stałego luzowania jak i w stanie nieluzowania łańcucha. 2. Stosunek maksymalnej wartości siły obciążającej flankę zęba w punkcie styku z torusem tylnym ogniwa do maksymalnej wartości siły obciążającej dno gniazda w punkcie styku z torusem przednim ogniwa oraz stosunek maksymalnej wartości wymaganej siły tarcia zapobiegającej poślizgowi torusa tylnego po flance zęba do maksymalnej wartości siły obciążającej dno gniazda w punkcie styku z torusem przednim ogniwa rosną nieliniowo ze wzrostem wydłużenia podziałki ogniw. Wzrosty te przebiegają niemal identycznie dla stanu stałego luzowania i stanu nieluzowania łańcucha. 3. Zwiększenie podziałki łańcucha od 1% do 4% spowodowało ponad czterokrotny wzrost wartości maksymalnej siły tarcia zapobiegającej poślizgowi torusa tylnego ogniwa poziomego po flance zęba w stronę dna gniazda. Jeżeli wartość siły tarcia rozwiniętego wywołanego siłą nacisku torusa tylnego ogniwa poziomego na flankę zęba jest co najmniej równa wartości rozpatrywanej siły tarcia to układ sił jest w równowadze. Jeśli natomiast siła tarcia pochodząca od nacisku torusa tylnego na flankę zęba jest mniejsza od wartości tej siły tarcia to następuje poślizg torusa tylnego po flance zęba w stronę dna gniazda. Z tego względu duże wartości rozważanej siły tarcia w miejscu styku torusa tylnego ogniwa poziomego z flanką zęba są niekorzystne, gdyż zwiększają możliwość wystąpienia poślizgu ogniwa po flance zęba co powoduje zwiększenie zużycia ściernego flanki zęba obniżając trwałość bębna łańcuchowego i powodując zmniejszenie sprawności zazębienia łańcuchowego.
PL
W artykule przedstawiono model obliczeniowy dla fragmentu obrotu bębna łańcuchowego od zetknięcia się tylnego torusa ogniwa poziomego z flanką zęba do zetknięcia się przedniego torusa następnego ogniwa poziomego z dnem gniazda, umożliwiający: wyznaczenie reakcji między torusem przednim ogniwa poziomego a dnem gniazda, siły w punkcie styku ogniwa poziomego z poprzedzającym ogniwem pionowym oraz reakcji między torusem tylnym ogniwa poziomego a flanką zęba w funkcji siły nabiegającej na bęben. Określono wartość siły tarcia zapobiegającej poślizgowi torusa tylnego ogniwa poziomego po flance zęba w stronę dna gniazda.
EN
The article presents a computational model for the fragment of rotation of the chain drum from the contact of a rear torus of a horizontal link with a flank of tooth till the contact of the front torus of the next link with the bottom of the seat, the power at the point of contact of the horizontal link with a proceeding vertical link and the reaction between the rear torus of horizontal link and the tooth's flank in a function of a winding power on the drum. The value of friction force preventing slippage of the rear torus of a horizontal link along the tooth's flank towards the bottom of a seat.
PL
W artykule przedstawiono model obliczeniowy pozwalający na obliczenie obciążenia ogniw łańcucha oraz obciążenia dna gniazda bębna łańcuchowego w miejscu jego styku z torusem przednim ogniwa oraz umożliwiający wyznaczenie wartości granicznej i końcowej kąta obrotu ogniwa poziomego względem poprzedzającego go ogniwa pionowego. Pokazano wyniki badań komputerowych wpływu wydłużenia podziałki ogniw i kąta pochylenia flanki zęba oraz współczynnika tarcia mp na wartość końcową kąta obrotu ogniwa, kąta obrotu ogniwa poziomego na wartość kąta odchylenia ogniwa pionowego. Przedstawiono przebiegi reakcji pomiędzy torusem przednim ogniwa poziomego a dnem gniazda oraz przebiegi siły pomiędzy ogniwem poziomym a poprzedzającym je ogniwem pionowym.
EN
The article presents the calculation model enabling the calculation of load of chain links and load of seat bottom of the chain drum in the place of its contact with the front torus of the link and enabling the determination of the boundary and final value of the angle of rotation of the horizontal link in relation to the preceding it vertical link. The results of computer investigations of extension influence of link scale and angle of inclination of the tooth flank and coefficient of friction μp on the final value of the link, angle of rotation of the horizontal link on the value of the angle of deviation of the vertical link were shown. The course of reaction between the front torus of the horizontal link and the seat bottom as well as the courses of the force between the horizontal link and preceding it vertical link were presented.
PL
Efektem długotrwałego współdziałania ogniw poziomych z dnami gniazd może być zużycie deformujące dna gniazda i flanki zębów, które całkowicie zmienia warunki zachowania się ogniw na bębnie łańcuchowym. Podobnie obecność urobku jest powodem zanieczyszczenia den gniazd bębnów łańcuchowych zmieniając położenie ogniw poziomych w gniazdach. Zaprezentowano wyniki badań komputerowych wpływu zużycia den gniazd i flanki zębów na parametry opisujące położenie ogniwa poziomego w gnieździe dla bębnów łańcuchowych o liczbie zębów wynoszącej z = 6 i z= 8 współdziałających z łańcuchem ogniwowym 30x108 w zróżnicowanych warunkach tarcia.
EN
Long-term interactions between horizontal links and socket bottoms may produce the wear effect which deforms the socket bottoms and teeth flanks. This situation completely changes the conditions of the links operations on a chain drum. Additionally, the socket bottoms of chain drums get contaminated by mined rock and this way the position of horizontal links in the sockets changes. The article features the results of computer tests for the wear effect of socket bottoms and teeth flanks on the parameters describing the position of a horizontal link in the socket for chain drums with the number of teeth z= 6 and z= 8 interacting with a link chain 30x108 in varied friction conditions.
PL
Położenie ogniw o zwiększonej podziałce łańcucha w gniazdach koła normowego wyznaczono dla wariantu zazębienia łańcuchowego, w którym nie występuje poślizg geometryczny ogniw w gniazdach. Zwiększenie podziałki łańcucha powoduje osiadanie torusa tylnego ogniwa poziomego na boku roboczym segmentów zęba bliżej jego głowy. Wraz ze wzrostem przyrostu podziałki łańcucha rośnie więc kąt nachylenia ogniwa poziomego względem dna gniazda koła łańcuchowego, czemu towarzyszy równoczesne przesuwanie się torusa przedniego ogniwa poziomego w stronę osi symetrii gniazda.
EN
Position of chain links with increased pitch in standard chain wheel seats was determined for the variant of chain meshing in which geometric slip of chain links in a sprocket wheel seats does not occur. Increasing of chain pitch results in settlement of horizontal link.s back torus on working flank of segments tooth close to its addendum. With the growing increase of chain pitch the slope angle between horizontal link and bottom part of sprocket wheel seat grows which is accompanied by simultaneous displacement of horizontal link frontal torus in direction of a seat symmetry axis.
PL
Przenośniki zgrzebłowe stanowią kluczowy element nowoczesnych wysoko wydajnych kompleksów ścianowych stosowanych w ścianach o dużej koncentracji wydobycia. Najmniej trwałym elementem tych maszyn są bębny łańcuchowe. W artykule przedstawiono model fizyczny przenośnika zgrzebłowego służący do wyznaczania obciążeń dynamicznych bębnów łańcuchowych oraz wyniki symulacji komputerowych wpływu prędkości transportowania urobku węglowego na obciążenia dynamiczne bębna łańcuchowego.
EN
Chain conveyors are the key element of modern high capacity longwall set of equipment used in longwalls with the high output concentration. Chain-drums are the list durable element of these machines. The physical model of the longwall chain conveyor used for determination of dynamic load of chain drums as well as computer simulation of run-of-mine transport speed on the chain drum dynamic load are presented.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.