Алгоритм останова конвейера с предварительным торможением хвостового барабана

Предложен и описан алгоритм останова ленточного конвейера с предварительным торможением хвостового барабана. Определен способ расчета оптимальной величины тормозного момента, который следует приложить, чтобы останов произошел без проскальзывания ленты. Результаты работы алгоритма подтверждены моделированием в Matlabе. Модель содержит следующие технологические элементы: асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, ленточный конвейер, регулируемое натяжное устройство. Для определения текущих значений тягового фактора, натяжений, возникающих в ветвях ленты, сил сопротивления движению в модель введены вычислительные блоки. Основные результаты работы – метод расчета тормозного момента для хвостового барабана, полученные переходные процессы изменения натяжений в ветвях ленты и тягового фактора конвейера. Для подтверждения возможности применения разработанного алгоритма выполнен прочностной расчет ленты и проверка двигателя по пусковым нагрузкам. Применение предлагаемого авторами алгоритма позволяет устранить либо минимизировать проскальзывание ленты конвейера на приводном барабане во время его останова. Кроме того, применение этого алгоритма совместно с торможением привода позволяет значительно сократить время останова привода, в течение которого проскальзывание ленты в принципе может возникнуть. Для исследуемой установки время, в течение которого потенциально может возникнуть проскальзывание ленты, сокращается примерно в пять раз. Это позволит снизить износ ленты и уменьшить потери транспортируемого груза, а следовательно, повысить эффективность работы конвейерной установки даже в случае неполного устранения проскальзывания ленты.

Дмитриева В. В., Собянин А. А., Сизин П. Е. Алгоритм останова конвейера с предварительным торможением хвостового барабана // Горный информационно-аналитический бюллетень.–2024.–№2.–С.93–104. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_2_0_93.

Дмитриева Валерия Валерьевна¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: dm-valeriya@yandex.ru,
Собянин Алексей Андреевич¹ — магистр, e-mail: sobyanin99@yandex.ru,
Сизин Павел Евгеньевич — канд. физ.-мат. наук, доцент, e-mail: mstranger@list.ru, ИБО НИТУ «МИСиС»,
¹ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина.

Сизин П.Е., e-mail: mstranger@list.ru.

1. Юрченко В. М. Рабочая нагрузка ленточного конвейера как отражение фактической планограммы работы очистного комбайна в очистном забое // Горные науки и технологии. — 2019. — Т. 4. — № 2. — С. 144—149. DOI: 10.17073/2500-0632-2019-2-144-149.

2. Bebic V., Ristic L. Speed controlled belt conveyors: Drives and mechanical considerations // Advancts in Electrical and Computer Engineering. 2018, vol. 18, no. 1, pp. 51—60. DOI: 10.4316/ AECE.2018.01007.

3. Dmitrieva V. V., Sizin P. E., Sobyanin A. A. Application of the soft starter for the asynchronous motor of the belt conveyor // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021, vol. 942, no. 1, article 012003. DOI: 10.1088/1755-1315/942/1/012003.

4. Sarathbabu Goriparti N. V., Murthy Ch. S. N., Aruna M. Minimization of specific energy of a belt conveyor drive system using space vector modulated direct torque control // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering. 2019, vol. 8, no. 4, pp. 505—511.

5. Ke Qian Key Technology of starting and braking for downward belt conveyor with large inclination // Mine Engineering. 2020, vol. 8, no. 4, pp. 451—454. DOI: 10.12677/ME.2020.84056.

6. Lobova K., Lobov V. Choice of braking method of asynchronous electric motor for using in electric drives of conveyor equipment // Metallurgical and Mining Industry. 2015, vol. 7, no. 8, pp. 7—12.

7. Ещин Е. К. Управление динамической нагруженностью забойных скребковых конвейеров // Записки Горного института. — 2019. — Т. 239. — C. 570—575. DOI: 10.31897/PMI.2019.5.570.

8. Клебанов А. Ф. Автоматизация и роботизация открытых горных работ: опыт цифровой трансформации // Горная промышленность. — 2020. — № 1. — С. 8—11.

9. Асланов А. А., Гуменников Е. С. Новые решения для шахтного транспорта для перехода к поточной добыче полезных ископаемых // Горные науки и технологии. — 2019. — Т. 4. — № 4. — С. 262—272. DOI: 10.17073/2500-0632-2019-4-262-272.

10. Дмитриева В. В., Собянин А. А., Сизин П. Е. Моделирование различных режимов торможения ленточного конвейера // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 11. — С. 80—95. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_11_0_80.

11. Дмитриев В. Г., Шахмейстер Л. Г. Теория и расчет ленточных конвейеров. — М.: Машиностроение, 1987. — 336 с.

12. Дмитриев В. Г., Вержанский А. П. Основы теории ленточных конвейеров. — М.: Изд-во «Горная книга», 2017. — 590 с.

13. Дмитриева В. В., Сизин П. Е. Анализ моделей ленточного конвейера при различном числе аппроксимирующих масс // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 1. — С. 34—46. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_1_0_34.

14. Shengyong Mu Research on the control system of the multi-point driving belt conveyor tension device / International Conference on Big Data, Artificial Intelligence and Internet of Things Engineering (ICBAIE), 2020. DOI: 10.1109/ICBAIE49996.2020.00074.

15. Дмитриева В. В. Моделирование пуско-тормозных режимов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2014. — № 3 — С. 65—72.

16. Запенин И. В., Бельфор В. Е., Селищев Ю. А. Моделирование переходных процессов ленточных конвейеров. — М.: Недра, 1969. — 56 c.

17. Sakharwade S., Nagpal S. Analysis of transient belt stretch for horizontal and inclined belt conveyor system // International Jornal of Mathematical, Engineering and Management Sciences. 2019, vol. 4, no. 5, pp. 1169—1179. DOI: 10.33889/IJMEMS.2019.4.5-092.

18. Дмитриев В. Г., Чередник П. Н. Программный комплекс для тягового расчета и анализа пусковых и тормозных режимов ленточного конвейера // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016. — № 2. — С. 25—35.

19. Бухаров Р. А. Разработка и компьютерное моделирование алгоритма управления для оптимизации процесса торможения магистрального ленточного конвейера // Горные науки и технологии. — 2014. — № 3. — С. 27—38.

20. Xi Pingyuan, Song Yandong Dynamic simulation on the belt conveyor on emergency braking / Second International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation. 2009, vol. 1, pp. 34—37. DOI: 10.1109/ICICTA.2009.245.