Исследование влияния неравномерности заполнения бункера-дозатора на показатели измерения веса горной массы

Статья посвящена проблеме повышения эффективности скиповых подъёмных установок, оснащённых системой автоматической загрузки скипа. Целью исследования являлось на теоретическом уровне обосновать конструкцию установки весоизмерительных датчиков и условия загрузки бункера-дозатора при проектировании весоизмерительной системы, учитывая форму ссыпания горной массы при заполнении дозатора. Рассмотрен процесс функционирования дозирующего устройства, обеспечивающего автоматическую отсечку потока горной массы загрузочным устройством при накоплении в дозаторе. Разработана трехмерная модель сборки корпуса дозатора и горной массы. Выполнено моделирование процесса работы бункеров и расчет нагружения опорных точек с различными вариантами ссыпания горной массы с использованием CAEсистемы автоматизированного расчета и проектирования механического оборудования и конструкций. При моделировании применены методы вычислительной математики, численных методов и программирования, метод конечных элементов, а также аппарат математической статистики. В результате получены соотношения силы реакции опор в направлениях Х, Y и Z при различных вариантах заполнения дозатора. Выявлена необходимость увеличения коэффициента запаса прочности k до 3,5 в случае асимметричности ссыпания горной массы в дозатор. Определены критерии оптимальной работы весоизмерительной системы дозатора при корректировке номинальной шкалы датчиков. Выработаны рекомендации по проектированию весоизмерительной системы дозатора горной массы.

Засыпкина С. А., Карякин А. Л., Пашко А. Д. Исследование влияния неравномерности заполнения бункера-дозатора на показатели измерения веса горной массы // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 1-1. — С. 115—127. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_011_0_115.

Засыпкина Светлана Александровна — канд. техн. наук, доцент, Технический университет УГМК, 624091, Верхняя Пышма, Свердловская область, Успенский проспект, 3, Россия, e-mail: s.zasipkina@tu-ugmk.com;
Карякин Александр Ливиевич — докт. техн. наук, профессор https://orcid.org/00000001-6196-3263, Уральский государственный горный университет, 620144 Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, Россия, e-mail: karyakin.a@ursmu.ru;
Пашко Алексей Дмитриевич — канд. техн. наук, доцент, Технический университет УГМК, 624091, Верхняя Пышма, Свердловская область, Успенский проспект, 3, Россия, e-mail: a.pashko@tu-ugmk.com.

Засыпкина Светлана Александровна, e-mail: s.zasipkina@tu-ugmk.com.

1. Чендырев М. А., Журавлёв А. Г. Рационализация геометрических параметров приемных бункеров конусных дробилок крупного дробления при автомобильном транспорте // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 5−1. — С. 158–170. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_51_0_158.

2. Rostami J., Chang S. H. A Closer Look at the Design of Cutterheads for Hard Rock Tunnel-Boring Machines // Engineering. 2017, vol. 3, no. 6, pp. 892–904. DOI: 10.1016/j. eng.2017.12.009.

3. Han M. D., Cai Z. X., Qu C. Y., Jin L. S. Dynamic numerical simulation of cutterhead loads in TBM tunnelling // Tunnelling and Underground Space Technology. 2017, vol. 70, pp. 286–298. DOI: 10.1016/j.tust.2017.08.028.

4. Леонтьев А. А., Таугер В. М., Волков Е. Б. Динамика груженого скипа шахтной пневмоподъемной установки в период разгона // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2021. — № 1. — С. 115–121. DOI: 10.21440/0536-1028-20211-115−121.

5. Tumac D., Balci C. Investigations into the cutting characteristics of CCS type disc cutters and the comparison between experimental, theoretical and empirical force estimations // Tunnelling and Underground Space Technology. 2015, vol. 45, pp. 84–98. DOI: 10.1016/j.tust.2014.09.009.

6. Залазинский А. Г. Мониторинг технического состояния рудничных установок главного подъема // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2022. — № 1. — С. 84–91. DOI: 10.21440/0536-1028-2022-1-84−91.

7. Волегжанин И. А., Макаров В. Н., Чуркин Д. И., Макаров Н. В. Повышение ремонтопригодности горного оборудования на базе матриц переменной кривизны // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 4. — С. 172–178. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-4-0−172−178.

8. Gubanov S., Petsyk A., Komissarov A. Simulation of stresses and contact surfaces of disk rolling cutters with the rock when sinking in mixed soils // E3S Web of Conferences. 2020, vol. 177, 03008. DOI: 10.1051/e3sconf/202017703008.

9. Юдин А. В., Шестаков В. С., Саитов В. И., Абдулкаримов М. К. К определению вместимости бункера в составе перегрузочной системы при комбинированном транспорте // Известия вузов. Горный журнал. — 2020. — № 4. — С. 99–112. DOI: 10.21440/0536-1028-2020-4-99−112.

10. Носенко А. С., Домницкий А. А., Носенко В. В., Зубов В. В., Кирсанов И. А. Теоретические исследования бункер-перегружателей с гравитационной загрузкой // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 8. — С. 111–120. DOI: 10.2 5018/0236_1493_2022_8_0_111.

11. Davydov S. Y., Zolkin A. P., Shvarev V. S., Zolkina L. A. Determination of the Dynamic Characteristics of a Charge in the Bucket of a Steeply Inclined Pivoted Bucket Belt Conveyor // Refractories and Industrial Ceramics. 2017, vol. 58 (1), pp. 10–15. DOI: 10.1007/s11148-017-0045-8.

12. Sładkowski A., Yudin A., Komissarov A., Lagunova Y., Akhmetova M., Stolpovskikh I. Calculation of parameters and design of the movable transfer station with vibrating screen feeder for the conveyor system of deep queries // International Journal of Engineering and Technology (UAE). 2018, vol. 7 (2), pp. 148–151. DOI: 10.14419/ijet.v7i2.23.11904.

13. Осипов П. А. Обзор технических решений измерения массы породы в ковше электрических одноковшовых экскаваторов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 11−1. — С. 229–238. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_111_0_229.

14. Wauge D. Payload Estimation for Electric Mining Shovels: PhD Thesis. Mechanical Engineering, the University of Queensland, Australia, 2008, 246 p.

15. Slob J. J., McAree P. R., Steinbuch M. and Siegrist P. M. Payload Estimation for Electric Mining Shovels using a Load Sensing Pin: Traineeship report, Eindhoven University of Technology, 2007, 51 p.

16. Rakhutin M., Simba N., Khoroshavin S. Analysis of the dependence of the stressed state of the tracked track of a career excavator from an angle slope // E3S Web of Conferences. 2020, vol. 177, 03015. DOI: 10.1051/e3sconf/202017703015.

17. Velikanov V. S., Dyorina N. V., Suslov N. M., Luntsova A. I., Rabina E. I. Automation of design for dynamic loading at the designing stage of mining machinery // Journal of Physics: Conference Series. 2019, vol. 1399 (3), 033010. DOI: 10.1088/1742−6596/1399/3/033010.

18. Латышев О. Г., Прищепа Д. В. Моделирование трещиноватого породного массива и исследование его напряженно-деформированного состояния методом конечных элементов // Горный журнал. — 2020. — № 5. — С. 11–14. DOI: 10.17580/gzh.2020.05.01.

19. Давиденко А. Н., Давиденко П. Н., Карлов Д. Н., Зуева В. Н. Разработка метода расчёта многодиапазонного тензодатчика // Международный научно-исследовательский журнал. — 2022. — № 10(124). DOI: 10.23670/IRJ.2022.124.4.

20. Жабко А. В., Жабко Н. М. Расчет критериев безопасности и критических значений контролируемых показателей при мониторинге безопасности намывных гидротехнических сооружений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 11−2. — С. 25–38. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_112_0_25.