Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Doświadczalne badania położenia ogniw na bębnie łańcuchowym o dużym stopniu zużycia

Sobota P., Mann R., Bujnowska A.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2018

|

Vol. 7, iss. 2

20--27

PL

Aby sprostać wymaganiom współczesnego górnictwa węglowego, konstruuje się ścianowe przenośniki zgrzebłowe o coraz większych mocach napędów, większych prędkościach łańcuchów zgrzebłowych, większych masach i wielkościach łańcuchów ogniwowych i zgrzebeł. Wchodzeniu ogniw łańcucha w zazębienie z segmentami zębów bębna oraz wyzębianiu ogniw w warunkach poślizgu ogniw na flance zęba towarzyszą znaczące siły nacisku i tarcia, mające decydujący wpływ na zużycie segmentów zębów i den gniazd bębna. Zużycie elementów bębna łańcuchowego i wydłużenie podziałki łańcucha zmienia relacje geometryczne decydujące o położeniu ogniw w gniazdach bębna. W badanym przenośniku wyposażonym w łańcuch zgrzebłowy i bęben łańcuchowy wycofany z eksploatacji ze względu na duży stopień zużycia, zarejestrowano za pomocą kamer szybkich zmianę położenia ogniw łańcucha podczas ich nabiegania na bęben. Rejestracja i analiza przebiegu zazębienia łańcucha z bębnem potwierdziła występowanie poślizgu wszystkich ogniw poziomych wchodzących w zazębienie na flankach zębów w stronę den gniazd.

EN

In order to meet the requirements of modern coal mining, scraper conveyors with increasingly higher drive powers, higher speeds of scraper chains, larger masses and sizes of link chains and scrapers are constructed. Entering the chain links in engagement with the drum teeth segments and disengaging the links in the slip of the links on the tooth flank is accompanied by significant pressure and friction forces having a decisive impact on the wear of the tooth segments and the bottoms of the drum seats. The wear of the chain drum components and the extension of the chain pitch change the geometrical relations that determine the location of the links in the drum seats. In the tested conveyor equipped with a scraping chain and a chain drum withdraw from operation due to a high degree of wear, quick change of the position of the chain links during their running on the drum was registered by speed cameras. Registration and analysis of the chain-todrum connection process confirmed the occurrence of slip of all horizontal links coming into engagement with the flanks of the teeth towards the bottoms of the drum seats.

2

Pomiary zużycia eksploatacyjnego gniazd bębna łańcuchowego wysoko wydajnego górniczego przenośnika zgrzebłowego

Cheluszka P., Sygit B.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 7

8--19

PL

W artykule zaprezentowano wyniki analizy zużycia eksploatacyjnego powierzchni roboczych gniazd bębna łańcuchowego wykonanego z żeliwa ADI, który zastosowany został w przenośnikach ścianowych eksploatowanych w kopalni węgla kamiennego. Jest to bęben nowej generacji, o zmodyfikowanej geometrii zarysu gniazd, wykonany z materiału o zwiększonej odporności na zużycie ścierne. Badania te przeprowadzone zostały w oparciu o rekonstrukcję cyfrową (digitalizację) gniazd wykonaną metodą światła strukturalnego. Umożliwiły one określenie wartości zużycia oraz jego rozkładu na powierzchniach roboczych gniazd, jak również intensywności tego procesu w całym okresie użytkowania bębna łańcuchowego w wyrobiska ścianowych.

EN

This paper presents the results of an analysis of wear and tear of working surfaces of seats of a sprocket drum made of Austempered Ductile Iron used in face conveyors operating in hard coal mines. It is a new generation drum with modified geometry of seat profile, made of material with enhanced resistance to abrasive wear. The investigations were carried out based on digital reconstruction (digitalisation) of seats made with the structured light method. They allowed to determine the value of wear and its distribution over the working surface of seats, and the intensity of the process in the entire service life of a sprocket drum in longwalls.

3

Comparison of conventional sprocket drum and sprocket drum with modified design

Sobota P.

Archives of Mining Sciences

|

2016

|

Vol. 61, no. 3

509--522

EN

Seats in conventional sprocket drums are symmetrical. Due to the set general direction of sprocket drum revolutions resulting from the direction of rock transport, the wear of the seat bottoms and teeth flanks may be reduced by introducing the asymmetry of the profile of the sprocket drum seats. The proposed modification of sprocket drum seats’ profile consists of inclining the seat bottom towards the expected direction of the basic drum revolutions. The work compares the loads on the seats and teeth of a conventional drum with its profile conforming to the standard to a modified drum with an asymmetric profile of seats. For the general direction of sprocket drum revolutions, the maximum values of all forces are higher for a standard drum than for a modified drum. The profile asymmetry substantially shortens the friction path of the horizontal link front torus on the seat bottom and relative total friction work on the seat bottom and lessens the occurrence probability of the slide of the horizontal link rear torus on the tooth flank. The modification of the profile causes also the asymmetric wear of link joints. The total relative friction work is considerably reduced in the front joint as compared to a conventional drum, and the total relative friction work in the rear joint is increasing at the same time.

PL

Podstawową maszyną ścianowego kompleksu zmechanizowanego jest przenośnik zgrzebłowy. Ze względu na duże moce napędów wysoko wydajnych przenośników ścianowych bębny łańcuchowe przenoszą wysokie momenty obrotowe z reduktorów napędów i zazębiając się z torusami tylnymi ogniw poziomych łańcucha przekazują łańcuchowi zgrzebłowemu siłę pociągową. W czasie eksploatacji ścianowego przenośnika zgrzebłowego następuje – głównie na skutek zużycia ściernego – zwiększenie podziałki łańcucha ogniwowego i zmniejszenie podziałki bębna łańcuchowego. Wchodzeniu ogniw łańcucha o zwiększonej podziałce w zazębienie z segmentami zębów bębna w warunkach poślizgu ogniw na flance zęba towarzyszą znaczące siły nacisku i tarcia, mające decydujący wpływ na zużycie segmentów zębów bębna. Uprzywilejowany kierunek ruchu łańcucha transportującego urobek determinuje zasadniczy kierunek obrotów bębna łańcuchowego, co wpływa na asymetryczne zużywanie się den gniazd i segmentów zębów. W bębnach łańcuchowych o dużym stopniu zużycia widoczne są istotne różnice zarówno w wielkości zużycia jak i stereometrii gniazda po stronie napędowej stykającej się z torusem tylnym ogniwa poziomego oraz biernej współdziałającej z torusem przednim ogniwa poziomego (Rys. 1). W bębnach łańcuchowych konwencjonalnych gniazda są symetryczne. Symetralna dna każdego z gniazd przechodzi przy tym przez oś obrotu bębna. Ze względu na założony zasadniczy kierunek obrotów bębna łańcuchowego, wynikający z kierunku transportowania urobku, sposobem zmniejszenia zużycia den gniazd i flanek zębów może być wprowadzenie asymetrii zarysu gniazd bębna łańcuchowego. Proponowana modyfikacja zarysu gniazd bębna łańcuchowego polega na pochyleniu dna gniazda w stronę przewidywanego kierunku zasadniczych obrotów bębna w taki sposób, że symetralna dna gniazda będąca prostą prostopadłą do dna gniazda poprowadzoną w środku długości gniazda jest oddalona od osi obrotu. Asymetria zarysu daje możliwość zmiany stosunku wartości kąta α1 obrotu torusa przedniego ogniwa poziomego nabiegającego na bęben względem dna gniazda, do wartości kąta α2 obrotu ogniwa pionowego względem poprzedzającego go ogniwa poziomego (Rys. 3). W zakresie obrotu bębna łańcuchowego o kąt podziałowy wyróżnia się trzy przedziały charakteryzujące się odmiennym sposobem obciążenia elementów bębna łańcuchowego. Przy współdziałaniu bębna łańcuchowego z łańcuchem o zwiększonych podziałkach ogniw, wzrasta kąt nachylenia ogniw poziomych względem den gniazd koła, przy czym dla bębna o zmodyfikowanym zarysie gniazd wartość tego kąta rośnie ze wzrostem podziałki ogniw wolniej niż dla bębna konwencjonalnego. Równocześnie ze wzrostem podziałki ogniw skraca się czas trwania pierwszego przedziału obrotu bębna o kąt podziałowy, czemu towarzyszy zmniejszanie wartości maksymalnej reakcji pomiędzy torusem przednim ogniwa poziomego a dnem gniazda. Ze względu na asymetrię zarysu gniazda wartość pierwszego przedziału obrotu bębna o kąt podziałowy jest zdecydowanie mniejsza dla bębna zmodyfikowanego niż dla konwencjonalnego (Rys. 4). Wzrost podziałki ogniw powoduje wzrost maksymalnej wartości siły w punkcie styku torusa tylnego ogniwa poziomego z powierzchnią roboczą zęba. Dla bębna o zmodyfikowanym zarysie maksymalna wartość tej siły wzrasta szybciej niż dla bębna konwencjonalnego, jednak siła ta ma wartość zawsze mniejszą niż dla bębna konwencjonalnego (Rys. 5). Wartości maksymalne wszystkich sił są wyższe dla bębna normowego niż dla zmodyfikowanego. Ponadto w końcowym zakresie obrotu bębna konwencjonalnego o kąt podziałowy, dla zachowania równowagi ogniwa poziomego niezbędna jest siła tarcia pomiędzy torusem tylnym ogniwa poziomego a flanką zęba, co zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia poślizgu ogniwa w stronę dna gniazda. Wyznaczono pracę tarcia ogniwa poziomego na dnie gniazda i na flance zęba oraz pracę tarcia w przegubach ogniw dla bębna konwencjonalnego o normowym zarysie gniazd i dla bębna asymetrycznego o zmodyfikowanym zarysie gniazd. Wartość względnej sumarycznej pracy tarcia przy poślizgu torusa przedniego ogniwa poziomego na dnie gniazda dla bębna zmodyfikowanego jest kilkakrotnie mniejsza niż dla bębna konwencjonalnego (Rys. 7). Im większy wzrost wydłużenia podziałki ogniw łańcucha współdziałającego z bębnem tym większe procentowe zmniejszenie pracy tarcia na dnie gniazda zmodyfikowanego (Rys. 8). Pracę tarcia podczas poślizgu torusa tylnego ogniwa poziomego po flance zęba wyznaczono całkując numerycznie iloczyn drogi poślizgu i odpowiedniej wartości siły tarcia w punkcie styku ogniwa z flanką zęba w chwili wystąpienia poślizgu. W trzecim przedziale obciążenia, w którym może dojść do poślizgu ogniwa poziomego po flance zęba, wartość siły w punkcie styku torusa tylnego ogniwa poziomego z flanką zęba jest dla bębna konwencjonalnego zawsze większa niż w bębnie zmodyfikowanym. Ze względu na mniejszą wartość kąta nachylenia ogniwa poziomego do dna gniazda w bębnie zmodyfikowanym, droga poślizgu na flance zęba również jest mniejsza. Z tych powodów, w przypadku wystąpienia poślizgu ogniwa poziomego po flance zęba, wartość pracy tarcia na flance zęba w bębnie asymetrycznym o zmodyfikowanym zarysie jest mniejsza niż w bębnie konwencjonalnym. W czasie obrotu bębna łańcuchowego o kąt podziałowy następuje wzajemny obrót ogniw w przegubie przednim i w przegubie tylnym. Dla określonych warunków tarcia oraz znanego obciążenia ogniw wyznaczono pracę tarcia w przegubie przednim i przegubie tylnym przy obrocie bębna łańcuchowego o kąt podziałowy, uwzględniając fazę toczenia się ogniw i fazę poślizgu ogniw w przegubach (Rys. 10). Skróceniu w bębnach zmodyfikowanych ulega faza poślizgu ogniw w przednim przegubie ogniwa poziomego. Powoduje to znaczne zmniejszenie sumarycznej względnej pracy tarcia w przegubie przednim w porównaniu z bębnem konwencjonalnym oraz równoczesne zwiększenie sumarycznej względnej pracy tarcia w przegubie tylnym. Suma względnej pracy tarcia w przegubie przednim i tylnym jest przy tym niemal jednakowa dla bębnów konwencjonalnych i zmodyfikowanych. Wykonano bęben łańcuchowy o zmodyfikowanej konstrukcji oraz zastosowano go w przenośniku ścianowym RYBNIK-850 (Rys. 11). Jest on obecnie eksploatowany już w drugim wyrobisku ścianowym w KWK „Chwałowice”. Obserwacje ruchowe w warunkach eksploatacyjnych oraz kontrola stopnia zużycia bębna łańcuchowego o zmodyfikowanej stereometrii potwierdzają przydatność przyjętych założeń oraz zastosowanych rozwiązań konstrukcyjnych.

4

Modyfikacja konstrukcji bębnów łańcuchowych przeznaczonych do ścianowych przenośników zgrzebłowych

Dolipski M., Cheluszka P., Remiorz E., Sobota P., Budziński M., Tytko S.

Wiadomości Górnicze

|

2013

|

R. 64, nr 1

22--27

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.

5

Porównanie pracy tarcia na dnach gniazd bębnów łańcuchowych o różnej liczbie zębów

Sobota P.

Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze

|

2013

|

Nr 3

37--41

PL

Bębny łańcuchowe przemieszczające łańcuch zgrzebłowy wraz z urobkiem węglowym narażone są na intensywne zużywanie fragmentów den gniazd na małej powierzchni kontaktu z ogniwami poziomymi. W artykule przedstawiono zależności, umożliwiające wyznaczenie drogi poślizgu torusa przedniego ogniwa poziomego na dnie gniazda oraz pracy tarcia na dnie gniazda. W badaniach komputerowych porównano pracę tarcia na dnie gniazda dla bębnów o liczbie zębów z = 6, z = 7 i z = 8, współdziałających z wydłużonym łańcuchem ogniwowym wielkości 34 X 126 mm, dla wartości współczynnika tarcia w przegubie ogniw µp = 0,1 i dla różnych wartości współczynnika tarcia na dnia gniazda (µg = 0,15; µg = 0,30 i µg = 0,45). Porównano prace tarcia na dnie gniazd bębnów o różnej liczbie zębów i odniesiono do wartości kąta podziałowego bębna.

EN

Sprocket drums that translocate scraper chain and run-of-mine are exposed to heavy wear of seats bottoms on small area of contact with horizontal links. Dependencies that allow to determine slip distance of horizontal link front torus on seat bottom and friction work on seat bottom have been presented in this paper. During computer aided investigations the friction work on seat bottom for sprocket drums with teeth number z = 6, z = 7 i z = 8 cooperated with elongated plain link chain size 34 x 126 mm, for the value of friction coefficient in chain link joint µp = 0,1 and for different values of friction coefficient on seat bottom (µg = 0,15; µg = 0,30 i µg = 0,45) have been compared. The friction work on seat bottoms of sprocket drums with different number of teeth have also been compared and referred to the value of sprocket drum pitch angle.

6

Doświadczalne porównanie sprawności bębna łańcuchowego produkowanego seryjnie i o zmodyfikowanej konstrukcji w ścianowym przenośniku zgrzebłowym

Sobota P.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 5

104--112

PL

W artykule przedstawiono rezultaty badań ścianowego przenośnika zgrzebłowego w warunkach dołowych pozwalających na wyznaczenie sprawności bębnów łańcuchowych. Napęd zwrotny przenośnika wyposażony był w bęben łańcuchowy produkowany seryjnie, zaś w napędzie wysypowym zamontowano bęben o zmodyfikowanej konstrukcji mającej na celu poprawę ich trwałości przy założonym kierunku obrotów bębna łańcuchowego wynikającym z kierunku transportowania urobku. Sprawność wyznaczono na podstawie przebiegów czasowych sił w łańcuchu lewym i prawym, zarejestrowanych przez zestaw siłomierzy oraz przebiegów czasowych natężenia prądu pobieranego przez silniki przenośnika. Badania doświadczalne wykazały, że przedstawiona modyfikacja konstrukcji bębna łańcuchowego prowadzi do zmniejszenia strat w przekazywaniu siły uciągu na łańcuch zgrzebłowy i wzrostu sprawności bębna łańcuchowego.

EN

This article presents the results of scraper-chain conveyor tests in underground conditions which allow to indicate the efficiency of chain barrels. The turning drive of the conveyor was equipped with the chain barrel produced in series and the discharge drive – fitted with a barrel with modified construction in order to improve their durability by particular direction of the chain barrel rotations resulting from the direction of output transport. The efficiency was indicated on the basis of the temporal course of forces in left and right chain registered by the set of dynamometers as well as temporal courses of intensity of current drawn from the conveyor’s motors. The experiment shows that the modified construction of chain barrel allows to reduce the losses during the transfer of towing power on the chain and boost efficiency of the chain barrel.

7

Determination of the friction work of a link chain interworking with a sprocket drum

Sobota P.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 3

805--822

EN

The significant abrasive wear of sprocket drum teeth and seats bottoms is observed during the exploitation of longwall scraper conveyors. For this reason, it is important to determine friction work in sliding conditions of the horizontal link on the tooth seat bottom and on the tooth flank and friction work in the joint of links in the context of such nodes’ abrasive wear. The different construction variants of sprocket drums can be compared by determining friction work in the sliding positions of the horizontal link on the drum. The determination of the losses of the power transmitted is a requisite condition in such situation for determining the efficiency values of chain meshing. The friction work of the friction couple of a sprocket drum - link chain consists of friction work of the horizontal link in the places where it contacts with the seat bottom Ag and the tooth flank Af and friction work in the joints of a horizontal link in the contact place with vertical links: in the front joint Ap and the rear joint At. The article presents dependencies enabling to determine the value of such work for specific geometric relations between the chain and the drum and different friction conditions. The curves of relative friction work and the values of total friction work on the seat bottom, on the tooth flank and in a front and rear joint of links are presented for examples of friction conditions.

PL

W czasie eksploatacji ścianowych przenośników zgrzebłowych obserwuje się znaczne zużycia ścierne powierzchni zębów i den gniazd bębnów łańcuchowych. Z tych powodów ważne jest określenie pracy tarcia w warunkach poślizgu ogniwa poziomego na dnie gniazda i na flance zęba oraz pracy tarcia w przegubach ogniw w aspekcie zużycia ściernego tych węzłów. Wyznaczenie pracy tarcia w miejscach poślizgu ogniwa poziomego na bębnie daje możliwość porównania różnych wariantów konstrukcyjnych bębnów łańcuchowych. Określenie strat przenoszonej mocy jest przy tym istotnym warunkiem określenia wartości sprawności zazębienia łańcuchowego. Na pracę tarcia pary ciernej bęben łańcuchowy - łańcuch ogniwowy składa się praca tarcia ogniwa poziomego w miejscach jego kontaktu z dnem gniazda Ag i flanką zęba Af oraz praca tarcia w przegubach ogniwa poziomego w miejscach kontaktu z ogniwami pionowymi: w przegubie przednim Ap i w przegubie tylnym At. W artykule przedstawiono zależności umożliwiające wyznaczenie wartości tych prac dla określonych relacji geometrycznych pomiędzy łańcuchem a bębnem i różnych warunków tarcia. Dla przykładowych warunków tarcia, zaprezentowano przebiegi względnej pracy tarcia oraz wartości sumarycznej pracy tarcia na dnie gniazda, na flance zęba oraz w przegubie przednim i tylnym ogniw. W czasie eksploatacji ścianowego przenośnika zgrzebłowego następuje - głównie na skutek zużycia - zwiększenie podziałki łańcucha ogniwowego. Zwiększenie długości podziałki łańcucha wynoszące Δp najczęściej opisuje się względnym zwiększeniem podziałki odniesionym do podziałki technologicznej Δp/p i wyrażonym w procentach. Podczas współdziałania bębna łańcuchowego o wymiarach normowych z łańcuchem o zwiększonej podziałce nabiegające ogniwo poziome nie styka się z dnem gniazda na całej swej długości. To zazębienie charakteryzuje się tym, że ogniwa poziome łańcucha znajdujące się na bębnie łańcuchowym 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 bębna o kącie pochylenia względem dna gniazda β. W celu jednoznacznego opisu położenia ogniw łańcucha w gniazdach bębna (rys. 1) wyznaczyć należy kąt nachylenia ogniw względem den gniazd koła ε, odległość środka przegubu przy torusie przednim ogniwa poziomego od początku boku wieloboku foremnego u oraz kąt obrotu ogniwa pionowego względem poprzedzającego ogniwa poziomego w środku przegubu przy torusie tylnym ogniwa poziomego αu. Im większe wydłużenie względne podziałki tym większe wartości osiągają parametry opisujące położenie ogniw w gniazdach koła łańcuchowego (ε, u oraz αu). Ze względu na powtarzalność położenia ogniw w gniazdach bębna łańcuchowego o liczbie zębów z podczas nabiegania łańcucha następuje cykliczne obciążanie kolejnych den gniazd, flanek zębów i ogniw w czasie obrotu bębna łańcuchowego o kąt podziałowy φ = 2π/z. W zakresie obrotu bębna łańcuchowego o kąt podziałowy wyróżniono trzy przedziały charakteryzujące się odmiennym sposobem obciążenia elementów bębna łańcuchowego (rys. 2÷4). Poślizg torusa przedniego ogniwa poziomego na dnie gniazda ma miejsce w pierwszym przedziale obciążenia bębna o kąt podziałowy. W przedziale tym wyróżnić można w przegubie przednim dwie fazy: toczenia i poślizgu ogniw. Wyznaczono drogę tarcia oraz pracę tarcia na dnie gniazda podczas toczenia się ogniw oraz podczas poślizgu ogniw w przegubie przednim (zależności 5÷17). Wykorzystując te zależności wyznaczono drogę tarcia i pracę tarcia na dnie gniazda bębna łańcuchowego o liczbie zębów z = 7, współdziałającego z łańcuchem wielkości 34 ×126 mm o podziałkach ogniw wydłużonych o Δp/p = 0,5% i Δp/p = 3,0%. Pracę tarcia na dnie gniazda Ag wyznaczono całkując numerycznie iloczyn drogi tarcia i odpowiedniej wartości siły R w punkcie styku ogniwa z dnem gniazda. Z powodu względnego określenie siły w punkcie styku w stosunku do wartości siły nabiegającej R/SH również pracę tarcia wyznaczono jako względną w stosunku do siły nabiegającej jako Ag /SH. Względną pracę tarcia na dnie gniazda wyznaczono w funkcji kąta obrotu bębna dla różnych wartości współczynnika tarcia na dnia gniazda (rys. 8÷9). Od chwili, w której wartość siły R spada do zera przy kącie obrotu bębna φR0, rozpoczyna się przedział trzeci kąta podziałowego, w którym na flance zęba pojawia się siła T prostopadła do reakcji F i skierowana w stronę głowy zęba, niezbędna do utrzymania ogniwa poziomego w równowadze (rys. 4). Zapobiega ona poślizgowi torusa tylnego ogniwa poziomego po flance zęba w stronę dna gniazda. Sformułowano warunek wystąpienia poślizgu torusa tylnego ogniwa poziomego po flance zęba i wyznaczono drogę poślizgu i względną pracę tarcia Af /SH dla tego przypadku (zależności 20÷21). W czasie obrotu bębna łańcuchowego o kąt podziałowy następuje wzajemny obrót ogniwa poziomego względem poprzedzającego go ogniwa pionowego w przegubie przednim oraz wzajemny obrót ogniwa pionowego następującego po ogniwie poziomym wokół torusa tylnego ogniwa poziomego w przegubie tylnym. W obydwóch przegubach wyróżnić można dwie fazy obrotu ogniw: toczenia się i poślizgu ogniw w przegubie. Wyznaczono sumaryczną pracę tarcia w przegubie przednim Ap, będącą sumą pracy tarcia przy toczeniu i poślizgu ogniw (zależności 22÷26) oraz pracę tarcia w przegubie tylnym At (zależności 30÷39). Dla określonych warunków tarcia oraz obciążenia ogniw wyznaczono względną pracę tarcia w przegubie przednim Ap /SH i tylnym At /SH przy obrocie bębna łańcuchowego o kąt podziałowy (rys. 12÷13).

8

Propozycje umacniania den gniazd bębnów łańcuchowych przenośników zgrzebłowych w celu polepszenia ich trwałości eksploatacyjnej

Dolipski M., Giza T., Sobota P.

Wiadomości Górnicze

|

2012

|

R. 63, nr 3

134--137

PL

Przedstawione propozycje umacniania den gniazd pozwalają zwiększyć odporność na zużycie ścierne gniazd, nie dopuszczając do przyspieszonego zużycia den gniazd i flanki zębów przed wytarciem. Dzięki zastosowaniu wkładek z materiałów trudno ścieralnych, korzystnie z węglików spiekanych wolframu w osnowie kobaltowej, w miejscach kontaktu ogniw poziomych z gniazdami bębna łańcuchowego, w których następuje ich wzajemne oddziaływanie, ogranicza się zużycie ścierne, nie dopuszczając do nieprawidłowego współdziałania ogniw z bębnem łańcuchowym.

EN

The presented proposals for reinforcement of the seats' bottoms permit to increase friction wear resistance of the seats, not allowing for accelerated wear of seats' bottoms and flank of the teeth against abrasion. Thanks to application of inserts from hard abrasive material, preferably from sintered carbides of tungsten in cobalt coating on the points of contact of the horizontal links with the seats of the chain drum, in which their interaction occurs, the friction wear is limited, preventing against the abnormal interaction of links with a chain drum.

9

Komputerowe badania wpływu kąta pochylenia flanki zęba na obciążenie bębna łańcuchowego

Sobota P.

Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze

|

2012

|

Nr 1

17--21

PL

Kąt pochylenia flanki zęba względem dna gniazda bębna łańcuchowego w trakcie eksploatacji ścianowych przenośników zgrzebłowych ulega zmianie na skutek zużycia ściernego flanki zęba występującego przy poślizgu torusa tylnego ogniwa poziomego po flance w stronę dna gniazda. Wskutek współdziałania bębna łańcuchowego z łańcuchem o wydłużonej podziałce torusy przednie ogniw poziomych łańcucha znajdujących się na bębnie łańcuchowym stykają się z dnami gniazd, a torusy tylne stykają się z bokami roboczymi segmentów zębów. Dla tego wariantu zazębienia łańcuchowego przeprowadzono symulacje komputerowe obciążenia ogniw łańcucha, dna gniazda i flanki zęba bębna łańcuchowego przy kontakcie z ogniwem poziomym dla dwóch bębnów łańcuchowych o liczbie zębów z = 6 i z = 8, które współdziałały z łańcuchem wielkości 34x126 i podziałce wydłużonej o Δρ/ρ = 2%, zmieniając przy tym wartość kąta pochylenia flanki zęba względem dna gniazda w zakresie od β = 50° do β = 70°

EN

The inclination angle between tooth flank and sprocket drum seat bottom changes during a scraper conveyor operation due to abrasive wear of tooth flank that occurs while horizontal chain link back torus slips on flank towards seat bottom. As a result ot interaction ot sprocket drum and chain links with elongated pitch the horizontal chain links' front tori located on the sprocket drum are in contact with seats bottom and back tori are in contact with teeth segments working flanks. For this variant of chain meshing computer aided simulations of chain links loads, seat bottom and tooth flank that is in contact with horizontal chain link have been conducted for two sprocket drums with the number of teeth z=6 and z=8, which cooperated with chain size 34x126 and elongated pitch Δρ/ρ = 2%. The value of inclination angle between tooth flank and seat bottom has been varied in the range from β=50° to β=70°.

10

Doświadczalne wyznaczenie sprawności bębna łańcuchowego w przenośniku zgrzebłowym

Sobota P.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 4

18--26

PL

W artykule przedstawiono rezultaty badań przenośnika zgrzebłowego w warunkach dołowych, pozwalających na doświadczalne wyznaczenie sprawności bębnów łańcuchowych, rozumianej jako sprawność zazębienia łańcucha z tymi bębnami. Sprawność bębnów łańcuchowych wraz z przekładnią zębatą w przenośniku zgrzebłowym wyznaczono na podstawie przebiegów czasowych sił w łańcuchu prawym i lewym, zarejestrowanych przez zestawy siłomierzy oraz przebiegów czasowych momentów obrotowych, zmierzonych przez momentomierze zamontowane na wałach silników napędowych w napędzie wysypowym i zwrotnym. Wyznaczone na drodze doświadczalnej, w rzeczywistych warunkach eksploatacji, górniczego przenośnika zgrzebłowego wartości sprawności bębnów łańcuchowych są niskie. W aspekcie dużych mocy zainstalowanych w napędach świadczy to o znacznych stratach mocy podczas przekazywania siły uciągu z bębnów na łańcuch zgrzebłowy.

EN

The article presents the results of investigations of a scraper chain conveyor in underground conditions allowing experimental efficiency determination of chain barrels understood as the eficiency of chain meshing with these barrels. The efficiency of chain barrels together with toothened gear in the scraper chain conveyor was determined on the basis of time courses of forces in the right and left chain registered by dynamometer sets and time courses of torques measured by torque meters mounted on shafts of driving motors in the discharge driving set and reversible driving set. The values of efficiency of chain barrels determined by way of experiment in real conditions of exploitation of the mining scraper chain conveyor are low. In the aspect of high powers installed in the drives, this fact proves considerable losses of powers during the transmission of the draw-ball pull from the barrel to the scraper chain.

11

Determination of dynamic loads of sprocket drum teeth and seats by means of a mathematical model of the longwall conveyor

Dolipski M., Remiorz E., Sobota P.

Archives of Mining Sciences

|

2012

|

Vol. 57, no. 4

1101--1119

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.

12

Określenie obciążenia ogniw łańcucha i flanki zęba bębna łańcuchowego przy kontakcie z torusem tylnym ogniwa

Dolipski M., Remiorz E., Sobota P., Osadnik J.

Wiadomości Górnicze

|

2011

|

R. 62, nr 10

550-559

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.

13

Komputerowe badania wpływu zużycia den gniazd i flanki zębów bębna na położenie ogniw w gniazdach bębna łańcuchowego

Dolipski M., Remiorz E., Sobota P., Osadnik J.

Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa

|

2011

|

R. 49, nr 4

15-22

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.

14

Eksploatacyjne uszkodzenia bębnów łańcuchowych górniczych przenośników zgrzebłowych

Dolipski M., Giza T., Mikuła S., Sobota P.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2011

|

nr 12

3-8

PL

Bębny łańcuchowe i łańcuchy pracują w środowisku o znacznej agresywności. W praktyce eksploatacyjnej obserwuje się najczęściej synergiczne sprzężenie oddziaływań zmęczeniowych, zużycia ściernego, adhezyjnego, korozyjnego i tribochemicznego wpływających na degradację własności użytkowych bębnów łańcuchowych przenośników zgrzebłowych. Uszkodzenia zmęczeniowe i tribologiczne elementów układów cięgnowych stanowią najczęstszą przyczynę postojów przenośników zgrzebłowych. Niektóre awarie przenośników zgrzebłowych mają gwałtowny przebieg stwarzając zagrożenie życia i zdrowia załogi. Każde nieplanowane wyłączenie przenośnika zgrzebłowego z ruchu generuje również straty ekonomiczne dla kopalni.

EN

Chain drums and chains work in an environment of significant aggressiveness. In mining practice synergic coupling of fatigue influence, abrasive, adhesive, corrosive and tribochemical wear is observed, which influences the degradation of using properties of chain drums of scrapor conveyors. The fatigue and tribiological influence of elements of chain systems are the reason met most often for standstills of scrapor conveyors. Some breakdowns of scrapor conveyors are violent and dangerous to life and health of the workers. Every unplanned shut-down of the scrapor conveyors generates also economic losses for the coal mine.

15

Obciążenia dynamiczne bębnów łańcuchowych w stanach awaryjnych przenośnika ścianowego

Dolipski M., Remiorz E., Sobota P.

Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa

|

2010

|

R. 48, nr 12

5-11

PL

W wysoko wydajnych przenośnikach zgrzebłowych zainstalowanych w ścianach o dużej długości stan obciążenia napędów i układów łańcuchowych zmienia się w porównaniu ze ścianą konwencjonalną. Duże wartości maksymalne i amplitudy obciążeń dynamicznych w przenośniku mogą być przyczyną wystąpienia stanów awaryjnych, takich jak zrywanie się łańcucha zgrzebłowego. W artykule przedstawiono wyniki symulacji komputerowych wpływu zerwania łańcucha na obciążenia dynamiczne bębnów łańcuchowych w napędzie głównym i pomocniczym podczas rozruchu i w ruchu ustalonym, w przenośniku ścianowym o długości 350 m.

EN

In high-efficiency chain conveyors installed in long faces the condition of driver and chain systems load is changing in comparison with standard faces. High maximum values and amplitudes of dynamic loads in the conveyor can cause breakdowns, such as the breaking of a conveyor chain. The article presents the results of computer simulations showing the impact of the chain breaking on the dynamic load of chain drums in the major and auxiliary drives during the start-up and the set operation, in a 350-metres long face conveyor.