Analiza porównawcza taśm przenośnikowych w oparciu o wyniki wybranych badań laboratoryjnych

Podobne dokumenty
Maszyny transportowe rok IV GiG

Studium Podyplomowe

Przenośnik taśmowy cz.2

Dobór rozstawu krążników górnych przenośnika taśmowegoz uwzględnieniem losowo zmiennej strugi urobku

Rys. 1. Schemat napędu pośredniego typu T-T dla przenośnika taśmowego [3]: 1 napęd pośredni T-T, 2 przenośnik taśmowy główny

Obliczenia mocy napędu przenośnika taśmowego

WPŁYW KRĄŻNIKÓW NA ENERGOCHŁONNOŚĆ PRZENOŚNIKA TAŚMOWEGO

Przenośnik zgrzebłowy - obliczenia

Badania oporów ruchu przenośnika taśmowego w warunkach kopalń rud miedzi

DŁUGIE, ENERGOOSZCZĘDNE PRZENOŚNIKI TAŚMOWE

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: RAR AS-s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

ANALIZA DYNAMIKI PRZENOŚNIKA FORM ODLEWNICZYCH. T. SOCHACKI 1, J. GRABSKI 2 Katedra Systemów Produkcji, Politechnika Łódzka, Stefanowskiego 1/15, Łódź

MODELOWANIE WSPÓŁPRACY BĘBNA NAPĘDOWEGO Z TAŚMĄ PRZENOŚNIKA

Analiza wpływu temperatury na własności reologiczne taśm przenośnikowych

ENERGOOSZCZĘDNOŚĆ OKŁADKI BIEŻNEJ TAŚMY PRZENOŚNIKOWEJ WSTĘP DO NOWEJ KLASYFIKACJI TAŚM

(13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA. (21) Numer zgłoszenia: (51) IntCl6: B65G 23/44

OPTYMALIZACJA ROZWIĄZAŃ TECHNICZNYCH PRZENOŚNIKÓW TAŚMOWYCH W PGE GIEK SA ODDZIAŁ KWB BEŁCHATÓW. 1. Wprowadzenie

PRZESTRZENNY MODEL PRZENOŚNIKA TAŚMOWEGO MASY FORMIERSKIEJ

Jak prawidłowo dobrać wytrzymałość taśmy dla przenośnika?

2. Wyznaczenie środka ciężkości zwałowiska zewnętrznego

METODYKA BADAŃ MAŁYCH SIŁOWNI WIATROWYCH

BADANIE ZJAWISK PRZEMIESZCZANIA WSTRZĄSOWEGO

PRZEMIENNIKI CZĘSTOTLIWOŚCI W DWUSIL- NIKOWYM NAPĘDZIE WAŁU TAŚMOCIĄGU PO- WIERZCHNIOWEGO

LABORATORIUM PKM. Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn. Badanie statycznego i kinetycznego współczynnika tarcia dla wybranych skojarzeń ciernych

Przenośnik transportuje...

Wraz ze wzrostem popularności przenośników

KOMPLEKSOWA OCENA JAKOŚCI KRĄŻNIKÓW POLIURETANOWYCH STOSOWANYCH W GÓRNICTWIE OODKRYWKOWYM

ANALiZA WPŁYWU PARAMETRÓW SAMOLOTU NA POZiOM HAŁASU MiERZONEGO WEDŁUG PRZEPiSÓW FAR 36 APPENDiX G

DYNAMICZNE MODELOWANIE OPORÓW RUCHU PRZENOŚNIKA TAŚMOWEGO

LABORATORIUM PKM. Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn. Badanie statycznego i kinetycznego współczynnika tarcia dla wybranych skojarzeń ciernych

LABORATORIUM PKM. Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn. Badanie statycznego i kinetycznego współczynnika tarcia dla wybranych skojarzeń ciernych

Akademia Górniczo- Hutnicza Im. Stanisława Staszica w Krakowie

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ Seria: GÓRNICTWO z Nr Icol Ooo. dr h. lnż. Jerzy Antoniak Katedra Maszyn Górniczych

WPŁYW ZAKŁÓCEŃ PROCESU WZBOGACANIA WĘGLA W OSADZARCE NA ZMIANY GĘSTOŚCI ROZDZIAŁU BADANIA LABORATORYJNE

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

WERYFIKACJA MODELU DYNAMICZNEGO PRZEKŁADNI ZĘBATEJ W RÓŻNYCH WARUNKACH EKSPLOATACYJNYCH

OPORY W RUCHU OSCYLACYJNYM MECHANIZMÓW MASZYN GÓRNICZYCH

Analiza wpływu wybranych parametrów na stateczność ruchu taśmy w łuku wertykalnym przenośnika taśmowego

Badanie i obliczanie kąta skręcenia wału maszynowego

Ć w i c z e n i e K 4

SAG Spółka z ograniczoną. odpowiedzialnością

POLISH HYPERBARIC RESEARCH 3(60)2017 Journal of Polish Hyperbaric Medicine and Technology Society STRESZCZENIE

CZTEROKULOWA MASZYNA TARCIA ROZSZERZENIE MOŻLIWOŚCI BADAWCZYCH W WARUNKACH ZMIENNYCH OBCIĄŻEŃ

Doskonalenie transportu taśmowego w ramach współpracy z KGHM ZANAM S.A.

STANOWISKOWE BADANIE ZESPOŁU PRZENIESIENIA NAPĘDU NA PRZYKŁADZIE WIELOSTOPNIOWEJ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

Badania nośności kasztów drewnianych. 1. Wprowadzenie PROJEKTOWANIE I BADANIA

Badanie i obliczanie kąta skręcenia wału maszynowego

BADANIA PARAMETRÓW RUCHU WYBRANYCH WÓZKÓW WIDŁOWYCH

Charakterystyki przepływowe pompy wiedza podstawowa o urządzeniu

OPTYMALIZACJA OBWODU ELEKTROMAGNETYCZNEGO SILNIKA DO BEZPRZEKŁADNIOWEGO NAPĘDU GÓRNICZEGO PRZENOŚNIKA TAŚMOWEGO

PORÓWNANIE ROZRUCHU PRZENOŚNIKA TAŚMOWEGO Z WYKORZYSTANIEM SILNIKÓW PIERŚCIENIOWYCH ORAZ SPRZĘGIEŁ HYDRODYNAMICZNYCH

POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Maszyn Roboczych i Transportu

WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI EKSPLOATACYJNE KRĄŻNIKA NOWEJ KONSTRUKCJI

Przenośniki Układy napędowe

WOLNOOBROTOWY SILNIK SYNCHRONICZNY Z MAGNESAMI TRWAŁYMI JAKO BEZPRZEKŁADNIOWY NAPĘD GÓRNICZEGO PRZENOŚNIKA TAŚMOWEGO

Taśma przenośnikowa o zwiększonej odporności na uszkodzenia eksploatacyjne

BADANIA PORÓWNAWCZE PAROPRZEPUSZCZALNOŚCI POWŁOK POLIMEROWYCH W RAMACH DOSTOSOWANIA METOD BADAŃ DO WYMAGAŃ NORM EN

WPŁYW METODY DOPASOWANIA NA WYNIKI POMIARÓW PIÓRA ŁOPATKI INFLUENCE OF BEST-FIT METHOD ON RESULTS OF COORDINATE MEASUREMENTS OF TURBINE BLADE

Cen-Trax Zestaw do naprowadzania taśmy

OPTYMALIZACJA PRACY CIĄGU PRZENOŚNIKÓW TAŚMOWYCH

Metody badań materiałów konstrukcyjnych

Wpływ zanieczyszczenia torowiska na drogę hamowania tramwaju

Wyboczenie ściskanego pręta

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

Ćwiczenie: "Kinematyka"

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

Badania właściwości zmęczeniowych bimetalu stal S355J2- tytan Grade 1

REJESTRACJA WARTOŚCI CHWILOWYCH NAPIĘĆ I PRĄDÓW W UKŁADACH ZASILANIA WYBRANYCH MIESZAREK ODLEWNICZYCH

Analiza porównawcza metod pomiarowych badań skuteczności układów hamulcowych tramwajów

PRZEGLĄD KONSTRUKCJI JEDNOFAZOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

Słowa kluczowe: taśma przenośnikowa, odporność na przebijanie, badania laboratoryjne Keywords: belt conveyor, puncture resistance, experiments

Rys. 1. Obudowa zmechanizowana Glinik 15/32 Poz [1]: 1 stropnica, 2 stojaki, 3 spągnica

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego (Katera)

Ćwiczenie EA5 Silnik 2-fazowy indukcyjny wykonawczy

LABORATORIUM ELEKTROAKUSTYKI. ĆWICZENIE NR 1 Drgania układów mechanicznych

Ćwiczenie: "Silnik prądu stałego"

MASZYNA MT-1 DO BADANIA WŁASNOŚCI TRIBOLOGICZNYCH ZE ZMIANĄ NACISKU JEDNOSTKOWEGO

Optymalizacja rezerw w układach wentylatorowych spełnia bardzo ważną rolę w praktycznym podejściu do zagadnienia efektywności energetycznej.

Badania doświadczalne wielkości pola powierzchni kontaktu opony z nawierzchnią w funkcji ciśnienia i obciążenia

ANALIZA WYTRZYMAŁOŚCIOWA KOŁA CZERPAKOWEGO KOPARKI W WARUNKACH ZAŁOŻONEJ WYDAJNOŚCI. 1. Wprowadzenie

Badanie próbek materiału kompozytowego wykonanego z blachy stalowej i powłoki siatkobetonowej

Zakład Metalowy ebugno Edward Bugno Kwiatonowice, Zagórzany k/gorlic mail: v. 1.5

WYKRYWANIE USZKODZEŃ W LITYCH ELEMENTACH ŁĄCZĄCYCH WAŁY

ANALIZA ROZDRABNIANIA WARSTWOWEGO NA PODSTAWIE EFEKTÓW ROZDRABNIANIA POJEDYNCZYCH ZIAREN

Ćwiczenie M-2 Pomiar mocy

PRZECIWZUŻYCIOWE POWŁOKI CERAMICZNO-METALOWE NANOSZONE NA ELEMENT SILNIKÓW SPALINOWYCH

SPRAWOZDANIE Z BADAŃ

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

POLITECHNIKA OPOLSKA WYDZIAŁ BUDOWNICTWA Katedra Inżynierii Materiałów Budowlanych Laboratorium Materiałów Budowlanych. Raport LMB 326/2012

KARTY POMIAROWE DO BADAŃ DROGOWYCH

OCENA NIEZAWODNOŚCI EKSPLOATACYJNEJ AUTOBUSÓW KOMUNIKACJI MIEJSKIEJ

WYBÓR PUNKTÓW POMIAROWYCH

ANALIZA WYTRZYMAŁOŚCI POŁĄCZEŃ WPUSTOWYCH, WIELOWYPUSTOWYCH I WIELOKARBOWYCH

Ćw. 4. BADANIE I OCENA WPŁYWU ODDZIAŁYWANIA WYBRANYCH CZYNNIKÓW NA ROZKŁAD CIŚNIEŃ W ŁOśYSKU HYDRODYNAMICZNYMM

WPŁYW NAWIERZCHNI DROGOWEJ NA OPÓR TOCZENIA OPON SAMOCHDOWYCH

Siłownik liniowy z serwonapędem

Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle

Dobór silnika serwonapędu. (silnik krokowy)

Transkrypt:

169 CUPRUM Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud nr 3 (76) 2015, s. 169-178 Analiza porównawcza taśm przenośnikowych w oparciu o wyniki wybranych badań laboratoryjnych Robert Król 1), Mirosław Bajda 1), Damian Kaszuba 2) 1) Politechnika Wrocławska, Zakład Systemów Maszynowych, Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, Wrocław miroslaw.bajda@pwr.edu.pl 2) Politechnika Wrocławska, Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, Wrocław Streszczenie Na etapie projektowania przenośników taśmowych podejmowane są próby optymalizacji, ukierunkowane przede wszystkim na zmniejszenie zużycia energii. Największe możliwości w tym zakresie daje obniżenie oporów głównych przenośnika, osiągane m.in. przez zastosowanie wyselekcjonowanych rozwiązań konstrukcyjnych taśmy przenośnikowej i krążników. W Zakładzie Systemów Maszynowych Politechniki Wrocławskiej od wielu lat prowadzone są prace badawcze, polegające na precyzyjnym określeniu wpływu zarówno czynników konstrukcyjnych, jak i eksploatacyjnych na energochłonność transportu przenośnikowego. Aktualnie prace skupiają się na poszukiwaniu rozwiązań dedykowanych dla przenośników stosowanych w obszarze górnictwa podziemnego. W pracy przedstawiono metodykę badań laboratoryjnych dotyczących identyfikacji wybranych składowych oporów ruchu taśmy przenośnikowej oraz zaprezentowano wyniki badań uzyskane dla dwóch odcinków taśm przenośnikowych o różnych własnościach gumy okładkowej. Słowa kluczowe: przenośnik taśmowy, opory ruchu, badania Comparative analysis of conveyor belts based on the results of selected tests Abstract During the designing of conveyor belts, the optimization attempts are taken aimed firstly to reduce the energy consumption. Reduction of the main resistances of a conveyor gives the greatest possibilities in this area, it can be achieved, among others, through the use of selected structural solutions of conveyor belt and idlers. Research carried out over the recent years in the Machinery Systems Department of the Wroclaw University of Technology aimed in precise determination of the impact of both structural and operating factors on energy consumption belt conveyor transport. At present, the research works are carried out, oriented to find solutions dedicated for the belt conveyors used in underground mines. The paper proposes the stand test methodology on identification of selected constituents of conveyor belt resistance to motion and presents the results of tests performed for two conveyor belt samples characterized by different properties of cover rubber. Key words: belt conveyor, movement resistance, testing

170 Wprowadzenie Prowadzone w ostatnich latach w Zakładzie Systemów Maszynowych Politechniki Wrocławskiej badania oporów ruchu przenośnika taśmowego, pozwoliły na precyzyjne określenie wpływu wielu czynników konstrukcyjnych i eksploatacyjnych na energochłonność transportu [1, 9, 11]. Prace koncentrowały się przede wszystkim w obszarze przenośników stosowanych w górnictwie odkrywkowym, a metodyka badań zaowocowała nowym podejściem w zakresie optymalizacji i modernizacji elementów konstrukcyjnych przenośnika taśmowego (taśma, krążniki, bębny, urządzenia napinające, napędy pośrednie). Wyniki realizowanych prac badawczych zaaplikowane w systemie obliczeniowym QNK-TT umożliwiły przeprowadzenie wielokryterialnej analizy rozwiązań zadania transportowego, zdefiniowanego między innymi wariantowymi modelami strugi urobku [6, 7, 12, 20]. Aktualnie na Politechnice Wrocławskiej prowadzone są prace badawcze, ukierunkowane na poszukiwanie rozwiązań dedykowanych dla przenośników stosowanych w kopalniach podziemnych, do których, z uwagi na inne zakresy wydajności, bardziej zwartą konstrukcję, trudniejsze warunki zabudowy i eksploatacji, nie da się wprost przenieść wypracowanych rozwiązań z górnictwa odkrywkowego [15]. Praktyka z dotychczasowych działań modernizacyjnych wyraźnie wskazuje na szeroki zakres możliwych oszczędności energii, wynikający przede wszystkim z zastosowania energooszczędnych rozwiązań taśm przenośnikowych [3, 13, 14, 21], dlatego realizowane prace przede wszystkim koncentrują się na racjonalnym doborze taśmy przenośnikowej, prowadzonej w oparciu o wyniki badań eksperymentalnych. W sumarycznych oporach ruchu, dla poziomych przenośników taśmowych opory toczenia taśmy po krążnikach umieszczonych na trasie przenośnika taśmowego mają największy udział (ok. 50-60% oporów głównych). Należy pamiętać również, że istotny wpływ na wymiarowanie napędów głównych w przenośnikach stosowanych w kopalniach podziemnych, obok oporu toczenia taśmy po krążnikach mają opory ruchu, zaliczane do grupy oporów skupionych. Charakteryzują się one bowiem krótszymi trasami, licznie występującymi bębnami w zespołach napędowych, napinających czy magazynujących taśmę o zdecydowanie mniejszych średnicach, w porównaniu z rozwiązaniami stosowanymi w kopalniach odkrywkowych, co tylko zwiększa udział oporów przeginania w całkowitym oporze ruchu przenośnika taśmowego. W artykule zaproponowano metodykę badań stanowiskowych dotyczących identyfikacji wybranych składowych oporów ruchu taśmy przenośnikowej, którą opracowano w Zakładzie Systemów Maszynowych Politechniki Wrocławskiej, oraz przedstawiono wyniki pilotażowych badań doświadczalnych zmierzających do określenia cech konstrukcyjnych energooszczędnej taśmy przenośnikowej, charakteryzującej się niskimi oporami toczenia po krążnikach oraz oporami przeginania na bębnach w warunkach kopalń podziemnych. 1. Badania oporów toczenia taśmy Opory toczenia taśmy po krążnikach wynikają z cyklicznego ściskania okładki bieżnej taśmy przez krążniki nośne. Po zejściu z krążnika taśma wraca do pierwotnego kształtu z opóźnieniem wynikającym ze strat tłumienia materiału okładki bieżnej.

171 Powoduje to zamianę części energii kinetycznej toczenia taśmy w energię cieplną [8]. W oparciu o analizę prac badawczych dotyczących zjawisk zachodzących w taśmie podczas pracy przenośnika, tj. tłumienia, tarcia w powiązaniu z procesami cyklicznego deformowania taśmy, Bajda w pracy [4] zaproponował metodę przeprowadzenia badań laboratoryjnych. W efekcie powstało specjalne stanowisko pomiarowe, na którym możliwe jest odwzorowanie rzeczywistych warunków współpracy krążnika z taśmą oraz identyfikacja zależności pomiędzy właściwościami okładki bieżnej taśm a oporami toczenia taśmy po krążnikach. Wyniki prac laboratoryjnych prowadzonych w zakresie oceny przydatności różnych typów taśm przenośnikowych, stosowanych w górnictwie odkrywkowym przedstawiono w pracach [1-3, 5]. Prowadzone eksperymenty bazują na analizie ruchu wózka po równi pochyłej, wyścielonej taśmą przenośnikową. W ten sposób symuluje się warunki, gdzie występują tylko dwie składowe oporów ruchu, tj. opór toczenia taśmy po krążnikach oraz opór obracania krążników. Ponieważ opór obracania krążników można wyznaczyć eksperymentalnie dla każdego krążnika osobno [5,10,19], to istnieje możliwość określenia drugiej składowej oporu toczenia taśmy po krążnikach. Stanowisko pomiarowe składa się z czterech głównych zespołów (rys. 1): wózka z dwoma krążnikami, odcinka z równią pochyłą służącego do rozpędzenia wózka, odcinka pomiarowego, na którym badana jest droga swobodnego toczenia się krążnika po taśmie, zespołu hamowania wózka. Rys. 1. Stanowisko pomiarowe do badania oporów toczenia Pomiary polegają na rejestrowaniu czasu przejazdu zestawu krążników po określonym odcinku taśmy przenośnikowej. Czas przejazdu wózka po taśmie mierzono za pomocą pomocy trzech sond fotometrycznych. Na podstawie uzyskanych wyników pomiaru obliczano jednostkowy opór toczenia We z zależności (1): We 1 2I m 2r a 2Wk W p [N/m] 2b r W p m g sin β [N] (1) (2)

172 gdzie: W k suma oporu obracania dwóch krążników, N; W p opór podnoszenia wózka, N; m masa wózka, kg; a opóźnienie, m/s 2 ; I r moment bezwładności krążnika, kg m 2 ; r promień krążnika, m; g przyspieszenie ziemskie, m/s 2 ; β kąt nachylenia pomiarowej części równi; b szerokość taśmy, m. W trakcie każdego pomiaru otrzymuje się 9 wyników czasu w funkcji przebytej drogi przez krążniki. Otrzymane wyniki aproksymuje się równaniem o postaci: 2 a t s v o t s (3) 0 2 Badania oporu toczenia przeprowadzono dla dwóch odcinków taśm, oznaczonych symbolami T1 i T2 i wytypowanych jako rozwiązania prototypowe w oparciu o wyznaczony wcześniej laboratoryjnie parametrów decydujących o wielkości oporu toczenia, tj.: współczynnik tłumienia oraz moduł sprężystości gumy okładkowej taśmy [16]. Wszystkie próbki wykonane zostały z taśm typu St 2500 o wymiarach: długość 7000 mm, szerokość 400 mm i grubość okładki bieżnej równej 8 mm. Drogę swobodnego toczenia się wózka krążnikowego po taśmie wyznaczano dla wózka o masie 242,6 kg. Opóźnienie wózka obliczano w oparciu o rejestrowane czasy przejazdu między punktami pomiarowymi. Badania przeprowadzono w temperaturze 18 0,5 C, a uzyskane wartości średniego czasu przejazdu wózka po taśmie przedstawiono w tabeli 1 i na rys. 2. Tabela 1. Zestawienie wyników pomiarów dla taśm T1 i T2 Sonda Tacho1 Sonda Tacho3 Sonda Tacho2 Droga toczenia się wózka po taśmie; s [m] Średni czas przejazdu wózka po taśmie T1; t [s] Średni czas przejazdu wózka po taśmie T2; t [s] 0 0,273 0,769 2,186 2,459 2,955 4,390 4,663 5,159 0 0,0810 0,2265 0,6910 0,7884 0,9696 1,5721 1,7063 1,9679 0 0,0813 0,2271 0,6944 0,7926 0,9756 1,5917 1,7298 2,0023

173 a) 6 5 T1 y = -0,425x 2 + 3,459x + 6E-05 R² = 1 Distance, s [m] 4 3 2 1 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Time, t [s] b) T2 6 5 y = -0,438x 2 + 3,455x - 0,000 R² = 1 Distance, s [m] 4 3 2 1 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Time, t [s] Rys. 2. Droga s [m] wózka w funkcji czasu t [s] zarejestrowany dla taśmy nr 1 (a) oraz taśmy nr 2 (b) Na podstawie uzyskanych wyników obliczono opóźnienie wózka w ruchu jednostajnie opóźnionym, a następnie obliczono opory toczenia taśmy po krążnikach. Wyniki zamieszczono w tabeli 2. Tabela 2. Wyniki badań oporów toczenia taśmy po krążnikach Oznaczenie taśmy T1 T2 Temperatura badania, o C 18,2 18,5 Szerokość taśmy, [m] 0,405 0,402 Opóźnienie wózka obciążonego, a [m/s 2 ] 0,8506 0,8772 Jednostkowy opór toczenia taśmy po krążnikach, W e [N/m] 27,4 36,7

174 Wyniki badań uzyskane dla przyjętych do analizy taśm porównano z wartościami otrzymanymi dla taśm z linkami stalowymi o zbliżonych parametrach wytrzymałościowych, stosowanych w kopalni odkrywkowej. Wykorzystano przy tym wyniki badań, ujęte w pracy [18], w trakcie których wyznaczano opór toczenia dwóch próbek taśm oznaczonych symbolem XW i X4. Zestawienie porównawcze wyników badań ujęto w tabeli 3. Próbkę oznaczoną symbolem XW przyjęto za rozwiązanie standardowe i w odniesieniu do tej taśmy wyznaczano efekt energooszczędności. Dla taśmy T1 uzyskano efekt energooszczędności na poziomie ok. 8%. Mając na uwadze fakt, że jest to taśma z okładką nośną i bieżną wykonaną z mieszanki trudnopalnej, uzyskany wynik należy uznać jako bardzo dobry. Natomiast próbka taśmy T2 charakteryzowała się zwiększoną energochłonnością o ok. 23% w odniesieniu do przyjętej taśmy standardowej. Tabela 3. Porównanie wyników badań oporów toczenia taśm przenośnikowych Oznaczenie taśmy Jednostkowy opór toczenia taśmy po krążnikach przy nacisku krążnika na taśmę 2,3 kn o XW X4 T1 T2 29,83 N/m 25,96 N/m 27,4 N/m 36,7 N/m o o o Temperatura badania, C 20,0 ± 0,2 C 18,2 C 18,5 C Opór toczenia taśmy po krążnikach przy nacisku 2,3 kn w odniesieniu do taśmy nr XW w % -8,15% 23,03% -12,97% 2. Badania oporów przeginania taśmy na bębnach Precyzyjne określenie oporów przeginania taśmy na bębnach możliwe jest wyłącznie na drodze eksperymentalnej. W Zakładzie Systemów Maszynowych Politechniki Wrocławskiej zaprojektowano i wykonano stanowisko pomiarowe do identyfikacji tej składowej oporu ruchu przenośnika taśmowego. Na rys. 3 przedstawiono widok stanowiska pomiarowego do badania oporów przeginania taśmy na bębnach. Składa się ono z dwóch bębnów o jednakowej średnicy wynoszącej 0,6 m, między którymi rozpięta jest badana taśma przenośnikowa. Bębny zamontowane są na ramie nośnej stanowiska. Do zapisu i podglądu wskazań czujników podczas badań zastosowano specjalne oprogramowanie komputerowe umożliwiające analizowanie i zestawianie wyników pomiarów w dowolnie wybranej konfiguracji. Rys. 3. Stanowisko do badania oporów przeginania taśmy przenośnikowej na bębnach

175 Schemat przewijania taśmy na stanowisku pomiarowym przedstawiono na rys. 4. Bęben napędowy 4 połączony jest z motoreduktorem o mocy 5,5 kw, sterowanym przekształtnikiem częstotliwości, co zapewnia możliwość płynnego sterowania wartością obrotów silnika, a tym samym prędkością liniową taśmy. Na wale bębna napędowego zainstalowany jest tensometryczny układ do pomiaru momentu skręcającego. Bęben zwrotny taśmy 2 osadzony przesuwnie w ramie nośnej napinany jest dwoma siłownikami hydraulicznymi. Umożliwia to zadawanie wymaganej programem badań siły napięcia taśmy F [17]. Rys. 4. Schemat stanowiska do badania oporów przeginania taśmy na bębnach: 1 taśma, 2 bęben zwrotny, 3 układ napinania taśmy, 4 bęben napędowy, 5 wał napędowy, 6 motoreduktor, F siła napinająca, Rb promień bębnów, Ms moment skręcający na wale bębna napędowego W pierwszym etapie badań wyznaczono oporów własny stanowiska W 0 w funkcji siły napinającej taśmę. W tej fazie badań zamiast taśmy na stanowisku zainstalowano pojedynczą przekładkę, zamkniętą w pętlę. Zakłada się, że opór przeginania tkaniny jest zerowy, a zatem zmierzony opór ruchu obejmuje tylko opory własne stanowiska, na które składają się opory tarcia węzłów łożyskowych obu bębnów. W uzyskanym zakresie zmian siły napinającej tkaninę (taśmę) opór ruchu W 0, oblicza się z zależności: W = M R [N], (4) gdzie: M s moment skręcający mierzony na wale bębna napędowego, N m ; R b promień bębna napędowego, m. Następnie, w ramach prowadzonego eksperymentu na stanowisku zainstalowano kolejno przyjęte do badań taśmy T1 i T2 i ponownie w założonym zakresie zmian siły napinającej mierzono całkowite opory oporu ruchu stanowiska W T według tej samej zależności (4). Różnicę otrzymanych wartości oporów ruchu W T i W 0, dla jednakowo zadanej siły naciągu, uznaje się za opór przeginania taśmy na dwóch bębnach W 2b. Zatem szukany opór przeginania przyjętej do badań taśmy W b stanowi połowę wartości oporu W 2b. Dla każdej próbki taśmy przyjęto jednakowy zakres wartości prędkości obrotowej silnika, zachowano przy tym poziom przyjmowanych sił w taśmie oraz zbliżoną temperaturę otoczenia. Zestawienie uzyskanych wyników badań przedstawiono w tabeli 4.

176 Tabel 4. Porównanie wartości oporów przeginania analizowanych taśmy na bębnie Prędkość obrotowa silnika, n s Prędkość liniowa taśmy, v t Opór przeginania, W b obr./min m/s Taśma nr 1 Taśma nr 2 Siła w taśmie F=10±0,5 kn 50 0,1 123,8 145,1 250 0,6 196,1 217,4 500 1,3 202,0 250,1 750 1,9 210,2 276,1 1000 2,6 213,4 288,2 1250 3,2 224,2 299,1 1500 3,8 230,5 305,3 Siła w taśmie F = 13±0,5 kn 50 0,1 143,4 159,0 250 0,6 215,7 235,8 500 1,3 221,7 268,5 750 1,9 225,4 290,1 1000 2,6 224,1 302,1 1250 3,2 243,9 317,5 1500 3,8 250,1 323,7 Siła w taśmie F=16±0,5 kn 50 0,1 165,7 185,2 250 0,6 229,1 257,5 500 1,3 235,0 281,3 750 1,9 243,2 307,4 1000 2,6 246,4 319,4 1250 3,2 257,3 330,3 1500 3,8 263,5 336,5 Siła w taśmie F=20±0,5 kn 50 0,1 188,0 236,5 250 0,6 251,4 308,8 500 1,3 257,3 332,6 750 1,9 256,6 340,8 1000 2,6 259,8 361,8 1250 3,2 270,6 372,7 1500 3,8 276,9 405,7 Siła w taśmie F=27±0,5 kn 50 0,1 217,7 256,0 250 0,6 272,2 323,9 500 1,3 287,1 361,1 750 1,9 295,3 413,8 1000 2,6 307,3 425,9 1250 3,2 327,1 454,6 1500 3,8 333,4 469,8 W efekcie prowadzonych badań, dla obydwu taśm zaobserwowano istotny wpływ siły naciągu na wartość oporu przeginania taśmy na bębnach. Krzywe oporów przeginania w obydwu przypadkach rosną wraz ze stopniowo zwiększaną siłą napięcia taśmy. Ponadto, w trakcie badań odnotowano wpływ prędkości taśmy na wartość rejestrowanych oporów przeginania przyjętych do badań pętli taśm. W zakresie zadawanych prędkości, tj. od 0,1 do 3,8 m/s, opory przeginania taśmy T1 (dla przyjętych sił naciągu), wzrosły średnio o ok. 64%.W przypadku taśmy T2, intensyfikacja wzrostu oporu przeginania, dla przyjętego zakresu prędkości taśmy jest wyraźniejsza. Dla wszystkich analizowanych wariantów przyjętej siły napięcia taśmy oszacowano średni wzrost oporu przeginania na poziomie ok. 90%. Należy również odnotować, że charakter zmian oporów przeginania uzyskany dla poszczególnych taśm

177 jest podobny i wynika m.in. z cech materiałowych odpowiadających poszczególnym rozwiązaniom konstrukcyjnym. Dla najwyższych wartości siły w taśmie próbka taśmy T2 charakteryzuje się o 41% większymi niż próbka T1 oporami przeginania (rys. 5b). W przypadku najniższych wartości siły w taśmie różnica ta spada do 32% (rys. 5a). a) b) 600 600 Taśma 2 Taśma 1 500 500 Opór przeginania, W b, N 400 300 200 Opór przeginania, W b, N 400 300 200 100 100 Taśma 2 Taśma 1 0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 Prędkość liniowa taśmy, v t, m/s 0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 Prędkość liniowa taśmy, v t, m/s Rys. 5. Porównanie oporów przeginania analizowanych próbek taśm T1 i T2 na bębnie: a) dla najniższych wartości sił w taśmie F=10±0,5 kn, b) dla najwyższych wartości sił w taśmie F=27±0,5 kn Wnioski Uzyskane wyniki badań laboratoryjnych umożliwiają porównanie dwóch odcinków prototypowych taśm przenośnikowych T1 i T2 pod względem generowanych oporów ruchu na przenośniku taśmowym. Badania wykazały, że rozwiązanie konstrukcyjne taśmy oznaczonej symbolem T1 w obydwu przeprowadzonych testach doświadczalnych charakteryzuje się niższymi wartościami w porównaniu z taśmą T2. Taśma T1 charakteryzuje się niższymi oporami toczenia po krążnikach względem taśmy T2 o ok. 34%. Zmierzony jednostkowy opór toczenia dla taśmy T1 na poziomie W e = 27,4 N/m, a dla taśmy T2 W e = 36,6 N/m. Przeprowadzone badania stanowiskowe potwierdziły wpływ siły naciągu oraz prędkości taśmy na wartość oporu przeginania taśmy na bębnie. Dla największej przyjętej podczas badań siły w taśmie (F=27±0,5 kn) i przy prędkości v t =3,8 m/s, taśma T2 charakteryzuje się zwiększonym oporem przeginania na bębnie w odniesieniu do T1 na poziomie ok. 41%. Dla taśmy T1 wyznaczona wartość oporu przeginania na jednym bębnie o kącie opasania 180 wyniosła W b = 333,4 N, a dla taśmy T2 W b = 469,8 N. Ponieważ wytypowane do badań próbki taśmy przenośnikowej różniły się między sobą wyłącznie rodzajem zastosowanej gumy okładkowej (pozostałe geometryczne i materiałowe cechy konstrukcyjne taśmy były jednakowe) można przypuszczać, że parametr ten wpływa istotnie nie tylko na wartość oporów toczenia taśmy, ale również na wartość oporu przeginania taśmy na bębnie. Praca częściowo finansowana z dotacji statutowej Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego na badania naukowe Nr S40111.

178 Bibliografia [1] Bajda M., Hardygóra M., Szacowanie energooszczędności transportu przenośnikowego na podstawie badań parametrów dynamicznych okładki bieżnej taśmy przenośnikowej, Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, 4/2011. s.12-15; ISSN 1899-5489. [2] Bajda M., Hardygóra M., Gładysiewicz L., Wpływ parametrów mieszanek gumowych na energochłonność transportu przenośnikowego, Transport Przemysłowy, no 3/2007, ISSN 1899-5489. [3] Bajda M., Hardygóra M., Determination of the conveyor belt's resistance to rolling on idlers, Proceedings of the Sixteenth International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection, MPES 2007 Bangkok, Thailand, 11-13 December 2007. [4] Bajda M.: Wpływ okładki gumowej na opory toczenia taśmy przenośnikowej po krążnikach, Praca doktorska, Wrocław, 2009 (niepublikowana). [5] Bukowski J., Gładysiewicz L., Król R., Tests of belt conveyor resistance to motion, Eksploatacja i Niezawodność Maintenance and Reliability, nr 3, s. 17-25, 2011. [6] Dworczyńska M., Gładysiewicz L., Król R., Model transportowanego urobku dla szacowania trwałości krążników, Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, 1(19)/2013; ISSN 1899-5489. [7] Dworczyńska M., Kawalec W., Gładysiewicz L., Model strugi urobku dla potrzeb projektowania przenośników zbiorczych, Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, nr 1/ 2012, Wrocław 2012. [8] Gładysiewicz L., Przenośniki taśmowe Teoria i obliczenia, Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2003. [9] Gładysiewicz L., Kawalec W., Selection of distance belt conveyors for underground copper mine, [w:] Mine planning and equipment selection 2006, MPES. Proceedings of the Fifteenth International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection, Torino, Italy, 20-22 September 2006. [10] Gładysiewicz L., Król R., Modernisierung der Tragrollen zur Verringerung des Tragrollenlaufwiderstands. Modernizacja krążników nośnych w celu uzyskania poprawy ich oporów obracania, [w:] Neue Trends in der Anlagenentwicklung, 10. Fachtagung Schuettgutfoerdertechnik 2005 101. [11] Gładysiewicz L., Król R., Kisielewski W., Experimental studies on the resistance to motion an overbunden belt conveyors system, World of Mining 6/2012. [12] Gładysiewicz L., Król R., Zombroń M., Optymalizacja krążnika na etapie projektowania, Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, 3/2010, s. 37-42; ISSN 1899-5489. [13] Hager M., And Hintz A., The energy-saving design of belts for long conveyor systems. Bulk Solids Handling, vol. 13, no. 4 (1993), s. 749. [14] Hintz A.: Einfluss des Gurtaufbase auf dem Energieverbrauch von Gurtforderanlagen. Dissertation Universität, Hannover 1993. [15] Kawalec W., Król R., Kubiak D., Długie przenośniki taśmowe dla kopalń rud miedzi, [w:] Nowoczesne metody eksploatacji węgla i skał zwięzłych: monografia, Akademia Górniczo- Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków 2009, s. 160-172. [16] Kawalec W., Woźniak D., 2014, Energooszczędność okładki bieżnej taśmy przenośnikowej wstęp do nowej klasyfikacji taśm, Mining Science, vol. 21(2)/2014 [17] Kisielewski W., Gładysiewicz L., Król R., Kaszuba D., Stanowisko do badań oporów przeginania taśmy, Zgłoszenie patentowe P408068 z 30.04.2014. [18] Komander H., Bajda M., Komander G., Sawicki W., Oznaczenie oporu toczenia po krążnikach taśm przenośnikowych z linkami stalowymi XW i X4, Raport nr LTT/17/10, Wrocław 2010 (praca niepublikowana). [19] Król R, Kisielewski W., The influence of idlers on energy consumption of belt conveyor (in Polish: Wpływ krążników na energochłonność przenośnika taśmowego), Mining Science, 21(2)/2014, s. 61-72. [20] Król R., Metody badań i doboru elementów przenośnika taśmowego z uwzględnieniem losowo zmiennej strugi urobku, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2013. [21] Lodewijks G., The next generation of low loss conveyor belts, Bulk Solids Handling, 32:52-56, 2011.