ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 53
Скачиваний: 0
ловой скорости. Амплитуда колебаний инерционного вибро питателя прямо пропорциональна кинетическому моменту дебаланса и обратно пропорциональна весу колеблющихся ча стей. При увеличении кинетического момента дебалансов, возрастает и вес колеблющихся частей только за счет уве личения веса «столба» руды, на который распространяются колебания. На участке повышения производительности вибровыпуска кинетический момент возрастает более интен сивно, чем вес «столба» руды. В связи с этим увеличивается, амплитуда колебаний и, следовательно, повышается произ водительность вибровыпуска руды. На участке снижения производительности наблюдается обратное явление. С увели чением частоты колебаний от 60 гц (860 кол/ми-н) до 125 гц. (1800 кол/мин) при постоянном значении возмущающей си лы производительность вибровыпуска падает на 30—60% (рис. 18).
Поскольку частота и амплитуда колебаний находятся в: обратно пропорциональной зависимости, то повышение ча стоты при постоянном значении возмущающей силы приво дит к уменьшению амплитуды колебаний, что, в свою оче редь, обусловливает снижение производительности вибровы пуска.
В результате лабораторных экспериментов установлено, что наиболее эффективный режим работы виброустановок с инерционными вибраторами находится в области частот900— 1200 кол/мин при возмущающей силе 8— 12 т.
При исследовании связи между производительностьювибровыпуска, кинетическим моментом дебаланса и часто той колебаний виброплощадки нами получено следующее теоретическое уравнение связи
<Э= 685,6+54,6МКИН— 6,7л,
где Q — производительность вибровыпуска, т/час; Мкия —кинетический момент дебаланса, кгм;
л — частота колебаний виброплощадки, гц. Коэффициент множественной корреляции RQMn был ра
вен 0,92+0,02.
На рисунке 19 приведена номограмма, позволяющая определять производительность вибровыпуска в зависимо сти от кинетического момента дебаланса и частоты колеба ний виброплощадки. Экспериментальные данные, получен ные при лабораторном исследовании, аналогичны данным проведенного нами промышленного эксперимента. Оценкой правильности установленных констант подобия являлась производительность виброустановки, которая в натурных
63.
условиях и на модели составила соответственно 175— 200 и 55— 65 г/сетс.
Уравнение подобия для производительности имеет вид:
где Q и q — производительность установки соответственно в натуре и модели.
Рис. 19. Номограмма для оп ределения производительности внброустаноБКн.
При подстановке в уравнение численных значений кон стант подобия и производительности отклонения данных, найденных в производственных и лабораторных условиях, получились равными 7— 10%, что дало основание считать установленные константы подобия правильными, а резуль таты моделирования перенести в натурные условия.
Зависимость производительности вибровыпуска ' от глубины внедрения виброплощадки *
Под глубиной внедрения виброплощадки подразумевает ся расстояние от переднего козырька выработки до защем ленного конца виброплощадки. С изменением глубины внед рения виброплощадки, естественно, меняется зона распро странения вибрации и, следовательно, область активного воздействия на сыпучую среду, что, в свою очередь, оказы вает влияние на производительность вибровыпуска. Поста новка такого исследования диктуется также стремлением установить оптимальную длину виброплощадки, так как ее увеличение позволит сократить объем подготовительных ра бот вследствие увеличения расстояния между выработками погрузки. По конструктивным соображениям общую длину виброплощадки можно увеличить только за счет глубины внедрения ее в навал руды. С ростом длины виброплощадки
* В написании этого раздела участвовал В. В. Андреев.
€4
уменьшается частота собственных колебаний, величина ко торых зависит от жесткости площадки при изгибе.
При лабораторных исследованиях для соблюдения усло вий подобия была определена константа подобия жесткости площадки при изгибе.
Жесткость при изгибе Н равна, как известно, произведе нию модуля упругости материала Е на момент инерции сечения I
|
Н=Е1, кг/см2. |
(66) |
|
|
Модуль упругости выражается зависимостью |
||
|
Р_ |
|
(67) |
|
S |
M g |
|
|
В |
S E ’ |
|
где |
о — нормальное напряжение, |
кг/см2; |
|
Е= —£-----относительное удлинение;
Р= M g — сила, действующая на сечение, кг. Константа подобия модуля упругости есть отношение
модуля упругости в натуре к соответствующему модулю в модели
С т |
(68) |
|
Так как Се = 1, то
I
Подставив Ст =СрС3г в уравнение (68), получаем
СЕ = С £ 1. |
(69) |
Момент инерции сечения определяем из выражения
I — SR2. |
(70) |
Константу подобия момента инерции находим по формуле
(71)
При соблюдении подобия константа подобия жесткости площадки имеет вид
Ь—160 |
65 |
г |
Нн_ __ E KI H _ |
СрС^Ды7м __ |
(72) |
И |
Нм |
I м-®м |
|
Для масштаба 1:25 константа подобия жесткости пло щадки численно будет равна
Сн = 255- Z, О = 255>2,8 = 2,7*107,
где 7,8 и 2,8 т/м3— плотность стали и дюралюминия — мате риалов, из которых изготовлены виброплощадки в натурных и модельных условиях.
Виброплощадка, установленная на модели, была выпол нена из дюралюминиевой полосы размером 28X48X2 мм с ребрами жесткости, расположенными по краям и в се редине.
Жесткость виброплощадки в модельных условиях состав ляла 3,37 •105 кг/см2.
В пересчете для натурных условий жесткость площадки равнялась Нн= С нН к= 3,37 •105- 2,7 •107= 9,099 •1012 кг-см1.
В. Н. Власов [59] рекомендует минимальную жесткость виброплощадки равной 12-1010— 14-1010 кг-см2.
Жесткость площадки в модельных условиях больше ре комендованной. Это дает возможность переводить на натур ные условия данные, полученные на модели.
Эксперименты проводили с площадками длиной 280, 320, 360 мм (7, 8, 9 ж); глубина их внедрения составляла соответственно 120, 160, 200 мм (3, 4, 5 м). Исследования осу ществляли при трех значениях частоты: 83 гц (1200 кол/мин),
104 гц (1500 кол/мин) и 125 гц (1800 кол/мин). На каждой ча стоте моделировали значения возмущающей силы •— 0,384, 0,512, 0,640, 0,770 кг (6, 8, 10, 12 т). Коэффициент вариации результатов наблюдений изменялся в пределах 2— 14%, что говорит о довольно высокой точности полученных данных. По
Рис. 20. Зависимость производитель ности вибровыпуска руды от глуби ны внедрения виброплощадки при возмущающей силе: 1 — 6 г, 2 —
8 т. 3 — 10 г, 4 — 12 г.
этим данным построены графики изменения производитель ности вибровыпуска от глубины внедрения виброплощадки (рис. 20). Независимо от частоты колебаний виброплощад-
66
ки при увеличении глубины внедрения от 3 до 4 м производительность вибровыпуска возрастала в 1,05— 1,3 раза.
Исключение составляют данные, полученные при моде
лировании силы, равной 6 т, при частотах |
1500 и |
1800 кол!мин. При этих параметрах повышение |
глубины |
внедрения от 3 до 4 м приводит к снижению производитель ности, а при частоте 1200 кол/мин с увеличением глубины внедрения до 4 м производительность возрастает всего лишь на 5%. Необходимо заметить, что при увеличении возму щающей силы от 8 до 12 г повышается и прирост производи тельности — от 8 до 30 % ■ Следовательно, чтобы с ростом глубины внедрения и длины площадки от 7 до 8 м увеличи лась производительность, возмущающая сила должна быть не менее 8 т.
Дальнейшее повышение глубины внедрения от 4 до 5 м при любой частоте, несмотря на увеличение возмущающей силы от 6 до 12 т, приводит к снижению производительности вибровыпуска на 5— 30%. Из этого можно сделать вывод, что при моделируемых параметрах вибрации рост произво дительности вибровыпуска при увеличении глубины внедре ния свыше 4 м невозможен. Оптимальная длина вибропло щадки равна 8 м при глубине внедрения 4 м.
Характер распространения вибрации по виброплощадке
Применение различного горного оборудования в слож ных и изменяющихся условиях разработки месторождений требует изучения взаимодействия машины и среды, так как надежность — одна из основных характеристик как машины,
так и технологического процесса — зависит от |
характера |
|
этого взаимодействия. Поэтому для того, |
чтобы |
получить |
положительный результат, необходимо |
исследовать меха |
|
низм процесса и установить физические и механические ха рактеристики, определяющие процесс [60].
Нами были проведены лабораторные исследования рас пространения вибрации по длине виброплощадки, которые осуществлялись при постоянном режиме вибраций: частоте колебаний 104 гц (1500 кол/мин) и возмущающей силе
0,640 кг (10 т).
Для измерения амплитуды колебаний виброплощадки в' ИГД АН КазССР был сконструирован и изготовлен датчик.’ Одним из главных требований, предъявляемых к коцструк-' ции разработанного датчика и необходимых для соблюдений подобия процесса выпуска в натурных и модельных' условй-
ях, было обеспечение его малого веса, не превышающего 15— 20% веса виброплощадки, т. е. не более 20— 25 г. Кро ме этого, датчик должен был обладать достаточной чувстви тельностью, стабильностью показаний, герметичностью кон струкции в связи с повышенной запыленностью в точках замера. Конструкция датчика приведена на рисунке 21.
Рис. 21. Конструкция датчика. 1 — корпус, 2 — магнитопровод, 3—мембрана, 4 — крыш ка, 5 — болт, 6 — гайки, 7 — двухполюсный магнит, 8— об
мотка.
Подвижным элементом датчика являлась мембрана, кото рая двигалась вместе с виброплощадкой.
С изменением амплитуды колебаний мембраны менялся магнитный поток, а следовательно, и ЭДС, наводимая в об-
Рис. 22. Блок-схема для измерения амплитуды вибрации.
мотке датчика. Напряжение с датчика подавалось через интегральную цепочку на вход усилителя. Для усиления сигналов датчика использовался двухкаскадный усилитель на малошумящих транзисторах МП-39Б. Его коэффициент усиления равен 200. Частотная характеристика усилителя в
68
диапазоне частот 40— 200 гц прямолинейная. Питание уси лителя осуществлялось от шахтного аккумулятора. Основ ные технические данные датчика и прибора таковы: чувст вительность датчика 0,8 мв/мк, диапазон рабочих частот 40— 200 гц, диапазон измеряемых амплитуд 0,5— 150 мк,
габариты 15X15X25 мм, вес |
f*a ч( |
|
датчика 9,6 г, напряжение пи |
||
|
||
тания датчика 3,75 в, потре |
|
|
бляемый ток 3 ма, габариты |
|
|
усилителя 150X150X200 мм, |
|
|
вес усилителя с аккумулято |
|
|
ром 2,5 кг. |
|
Расстояние , |
сн |
Высота,и |
Рис. 23. Амплитуда |
коле |
Рис. 24. Зависимость амплитуды |
баний в различных точках |
колебаний виброплощадки от вы |
|
виброплощадки. |
|
соты слоя при расстоянии от точ |
|
|
ки замера до защемленного кон |
|
|
ца I 1 — 1 м, 2 — 2 м, 3 — 3 м, |
|
|
4 — 4 м, 5 — 5 м, 6— 6 м, 7— 7 м. |
Блок-схема для измерения амплитуды вибрации пред ставлена на рисунке 22 .
Датчик тарировался на вибростенде ВУТ-300. Вибрация измерялась на виброплощадке в семи точках, расположен ных через каждые 4 см (1 м).
Глубина внедрения виброплощадки составляла 12 см (3 лг). Датчик устанавливали в точке замера, и модель за гружали на высоту 1 м (25 м). Затем включали вибропло щадку и 6—8 раз для каждой точки замеряли амплитуду вибрации.
На рисунке 23 показано изменение амплитуды колебаний в различных точках площадки при высоте обрушенного слоя 25 м. Максимальная амплитуда колебаний наблюдается на свободном конце виброплощадки, а минимальная — в наи
69