Przenośnik taśmowy z napędem kompaktowym

Przenośnik taśmowy z napędem kompaktowym
Fot. Adobe Stock. Data dodania: 20 września 2022



1. Wstęp

Przenośniki taśmowe dla górnictwa podziemnego charakteryzują się bardziej zwartą konstrukcją od przenośników powierzchniowych, dostosowaną do gabarytów wyrobisk kopalnianych. Wymagania użytkownika sprzętu transportowego są takie, aby w obrębie wyrobiska mogły być umieszczane urządzenia transportowe oraz ich zasilanie i sterowanie, z zachowaniem wymaganych przepisami odstępów. Jednocześnie, jeżeli w wyrobisku występuje transport pomocniczy za pomocą kolejki podwieszanej lub spągowej, wskazane są takie rozwiązania zespołów przenośnikowych, aby nie powiększać nadmiernie przekroju wyrobiska. W konsekwencji tego powstają konstrukcje napędów wielobębnowych z bębnami napędzanymi pojedynczymi zespołami napędowymi, umieszczonymi po jednej stronie przenośnika, często we wnęce po przeciwnej stronie niż przejście wzdłuż przenośnika. Utrudnia to jednak znacznie serwisowanie przenośnika. Dodatkową wadą napędów wielobębnowych są problemy z uzyskaniem wyrównoważenia obciążeń na poszczególnych jednostkach napędowych. Poniżej przedstawiono analizę rozwiązań napędów małogabarytowych oraz propozycję nowej konstrukcji tego typu napędu.

2. Przegląd rozwiązań napędów małogabarytowych
2.1 Elektrobęben

W tego typu napędzie płaszcz bębna napędowego stanowi jednocześnie korpus przekładni i silnika, umieszczonych we wnętrzu bębna. Moment obrotowy przenosi się na konstrukcję napędu przez utwierdzenie osi bębna, zakończonej na obu końcach czopami wystającymi z niego na zewnątrz, poza pokrywy czołowe. Również przez oś wprowadza się napięcie zasilające do środka bębna.

Napęd tego typu ma moc ograniczoną do kilkudziesięciu kilowatów. Wpływ na to ma kilka powodów:
- silnik z przekładnią jest sztywno połączony bez sprzęgła podatnego lub hydraulicznego,
- może występować problem z odprowadzaniem ciepła z bębna,
- ograniczona jest możliwość uzyskania odpowiedniego momentu utwierdzenia osi bębna.

Konstrukcja napędu typu elektrobęben jest zadowalająca przy jego bezawaryjnej pracy w przenośniku, nie jest zaś dogodna przy wykonywaniu planowanych przeglądów, remontów oraz napraw awaryjnych, gdyż konieczne jest wtedy wymontowanie całego bębna. W przenośniku górniczym niedogodności te wynikają przede wszystkim z powodu bardzo ograniczonego miejsca w kopalni podziemnej. Bęben w całości należy wysunąć na bok, poprzecznie do osi przenośnika, ale taśma musi być odprężona i wytworzony musi być luz, aby można było operować narzędziami. Potrzebna jest takżę odpowiednia szerokość wolnego przejścia, równa długości zespołu. Bęben można wyjąć do góry i obrócić w gabarycie przenośnika, ale wymaga to rozcięcia taśmy. Kolejną wadą umieszczenia silnika i przekładni wewnątrz bębna są duże ilości środków smarnych wewnątrz płaszcza. Spowodowane jest to faktem, że przekładnia najczęściej ma konstrukcję otwartą i olej jednocześnie smaruje koła zębate, sprzęgło wolnoobrotowe i łożyskowanie bębna na osi. Związane z tym są problemy z uszczelnieniem osi oraz konieczność usuwania całości płynów smarnych przy każdym remoncie przekładni czy silnika.

2.2 Napęd z przekładnią sprzężoną z bębnem

Konstrukcja napędu, bardzo popularna w niektórych krajach, zawiera dwustopniową walcową przekładnię napędową, w której koło drugiego stopnia jest osadzone na wale bębna napędowego w ścianie bocznej napędu. Do ściany bocznej przykręcony jest korpus przekładni, zawierający pozostałe koła przekładni. Sprzęgło wysokoobrotowe, hamulec i silnik znajdują się pod taśmą przenośnika. W klasycznym napędzie z dwustopniową przekładnią walcową silnik jest ustawiony prostopadle do osi przenośnika. W przypadku napędów dużej mocy silnik może wystawać poza gabaryt szerokościowy kadłuba napędu. W takim przypadku instaluje się przystawkę stożkową na pierwszym stopniu przekładni. Silnik w dalszym ciągu znajduje się pod taśmą, ale równolegle do osi przenośnika.

Podstawowym problemem w eksploatacji takiego napędu jest zapewnienie tak dużej sztywności kadłuba napędu, aby nie następowało przekoszenie bębna napędowego w stosunku do korpusu przekładni. Jakiekolwiek, nawet nieznaczne, przekoszenie powoduje niekorzystną zmianę geometrii zazębienia na ostatnim stopniu przekładni i tym samym zmniejsza trwałość uzębień na tym stopniu.

2.3 Bęben napędowy z wewnętrznie zamontowanym silnikiem i przekładnią

W artykule „Kleinbauende Antriebe fuer Gurtfoerdereranlagen”, opublikowanym w Glueckauf Forschungshefte numer 5 z 1992 roku, przedstawiono konstrukcję zminiaturyzowanego napędu do przenośnika taśmowego. W tym rozwiązaniu zastosowano dwie tuleje montażowe, usytuowane po obu stronach bębna, umocowane w nieruchomym kadłubie znajdującym się na zewnątrz niego. Płaszcz bębna został ułożyskowany na zewnętrznych powierzchniach walcowych tych tulei. W jednej tulei jest umieszczony silnik napędowy, a w drugiej przekładnia. Silnik i przekładnia są osadzone w swoich tulejach montażowych rozłącznie, z możliwością łatwego demontażu. Napęd jest wyposażony w sprzęgło umieszczone wewnątrz bębna, pomiędzy silnikiem i przekładnią oraz w hamulec, zainstalowany na wale silnika albo na wale przekładni, wystającym na zewnątrz bębna. Propozycja bębna wewnętrznie zabudowanego likwiduje część wad wcześniejszych rozwiązań napędów małogabarytowych. Podstawowe zalety takiego napędu to ograniczenie jego gabarytu i możliwość demontażu silnika i przekładni bez konieczności luzowania taśmy. Niestety podstawowa wada jest również związana z gabarytem. Do wyjęcia silnika i przekładni trzeba zapewnić znaczny wymiar szerokościowy, gdyż silnik lub przekładnię trzeba demontować poprzecznie do osi przenośnika, przy czym jeden z tych zespołów trzeba demontować łącznie z zamontowanym na nim sprzęgłem. Znacznym problemem jest również monitorowanie stanu sprzęgła, jego chłodzenie i napełnianie lub uzupełnianie cieczy do właściwego stanu napełnienia.

2.4 Kompaktowy napęd typu FCD 315

Napęd kompaktowy powstał jako kontynuacja dążeń projektantów przenośników do uzyskania takiego urządzenia, które spełni życzenia użytkowników, aby w odstawach z wysokowydajnych ścian można było instalować duże moce, również w chodnikach podścianowych, bez konieczności stosowania znacznych przekrojów obudowy . Napęd przenośnika typu FCD 315 posiada bęben napędowy w postaci płaszcza bębna osadzonego na dwóch utwierdzonych tulejach i umieszczonym wewnątrz tego płaszcza zespołem napędowym, wyposażonym w silnik, przekładnię i sprzęgło. Charakteryzuje się tym, że sprzęgło jest usytuowane po zewnętrznej stronie silnika i jest połączone z wałem wejściowym przekładni za pomocą wału transmisyjnego umieszczonego w przelotowym otworze wału silnika. Daje to łatwy dostęp do wszystkich zespołów po zdjęciu osłon oraz możliwość rozsprzęglania przekładni z silnikiem i wymiany tarczy hamulcowej bez konieczności demontażu silnika.

Aby zapewnić łatwe wprowadzenie nowego produktu do eksploatacji, przyjęto założenie, aby jego konstrukcja była na tyle kompatybilna z istniejącymi, że mogłaby być wprowadzona do istniejących przenośników. Z tego powodu, napęd FCD 315 został wbudowany w kadłub, który jest gabarytowo zgodny z typowymi napędami (rys.1,2).

Ponieważ bęben napędzany nie musi być montowany w sztywne korpusy, można wykorzystywać zespół montażowy, jak przedstawiono na rys. 3, z wykorzystaniem uchwytu, który można montować w dogodny sposób, tworząc aplikacje gwarantujące, poza realizacją podstawowego zadania napędu, również minimalizację gabarytów.

3. Zastosowania napędu kompaktowego dla zwiększania możliwości transportowych przenośników górniczych
3.1 Przenośnik dwubębnowy

Jako przykład może służyć zabudowa napędu jako bębna wysypowego (rys.4) Taki napęd, w powiązaniu ze zwrotnią wyposażoną w system napinający, pozwoli na budowanie długich przenośników wyposażonych tylko w dwa bębny, przeginające taśmę. Pomijając aspekt prostoty konstrukcji przenośnika, uzyskuje się dodatkowo idealne warunki dla taśmy, która jest przeginana tylko w jedną stronę w dwóch oddalonych od siebie miejscach.

3.2 Napęd pośredni cierny typu T-T

Kolejnym sposobem wykorzystania napędu kompaktowego jest napęd pośredni typu T-T. Napęd taki jest montowany w trasie przenośnika i jest szczególnie istotne, aby jego gabaryt nie odbiegał zbytnio od gabarytów samej trasy. Przedstawiony na rys.5,6,7 napęd pośredni posiada dwa zespoły określone jako strona napędowa (rys.5) oraz jako strona zwrotna (rys.6). Zespoły te można montować i demontować bez rozcinania taśmy głównej, a na odcinku „trasowym” krążniki taśmy powrotnej napędu pośredniego są wmontowane w typowe kozły trasy przenośnika (rys.7).

Wykorzystanie napędu typu FCD 315 jako jednostki napędowej w napędzie taśmowym typu T-T jest możliwe tylko w przenośnikach wysokowydajnych, gdyż przekazanie mocy 315 kW do taśmy głównej w przenośniku średniej wydajności wymagałoby stosowania bardzo długich odcinków współpracy taśmy głównej z pośrednią.

3.3 Długi przenośnik podścianowy

Występują, również w polskim górnictwie, ściany o wybiegu kilku kilometrów. Dotychczas w takim przypadku montowane było kilka przenośników o długościach nie przekraczających dwóch kilometrów. Po skróceniu ściany należało każdorazowo zdemontować ciężkie zespoły typu wysięgnik, napęd, pętlica, stacja napinająca. Odbywa się to w warunkach ograniczonego gabarytami wyrobiska z wykorzystaniem podstawowego sprzętu wciągarkowego, a stopień demontażu na podzespoły jest tak znaczny, by można było je wytransportować wzdłuż chodnika.

Ograniczeniem dla zabudowania jednego przenośnika na długości np. sześciu kilometrów, jest wymagany typ taśmy. Z uwagi na konieczność skracania przenośnika podścianowego, taśma w takim przenośniku jest łączona przynajmniej jednym złączem mechanicznym. Narzuca to konieczność stosowania taśm z rdzeniem tekstylnym o wytrzymałości poniżej 2000 kN/m.

Wykorzystanie napędu kompaktowego pozwala na zabudowę jednego przenośnika z kilkoma napędami pośrednimi typu T-T. Rozmieszczenia napędów pośrednich w wyrobisku musi spełniać następujące warunki:
  • Moc napędu głównego powinna być wystarczająca do napędu przenośnika pustego i załadowanego na odcinku od zwrotni do pierwszego napędu pośredniego,
  • Sumaryczna moc napędu głównego i pierwszego napędu T-T od zwrotni powinna gwarantować pracę, zanim zostanie obciążona taśma na drugim napędzie T-T itd,
  • Tak samo należy sprawdzić moc przy rozładowywaniu przenośnika.
W rezultacie można zaproponować przenośnik z napędem kompaktowym czołowym 315 kW i napędami pośrednimi tej samej mocy, aby można było w przenośniku zastosować taśmę w typie 1600 kN/m, która jest typową obecnie dla wysokowydajnych ścian.

3.4 Przenośnik w upadowej wydobywczej

Klasyczny przenośnik zbiorczy z napędem czołowym na pochylni wydobywczej, o szerokości taśmy min. B1400 i wydajności przekraczającej 2000t/h, jest wyposażony w napęd o mocy ponad 2 MW i taśmę z linkami stalowymi o wytrzymałości powyżej 4000 kN/m. Przenośnik na pochylni poza normalnym wyposażeniem musi posiadać urządzenie do luzowania taśmy na napędzie, aby była możliwa np. wymiana bębna wysypowego, na który działa normalnie siła kilkuset kN od składowej siły ciężkości taśmy.

Zastosowanie jednostek napędowych FCD 315 jako napędów pośrednich i napędu głównego znacznie redukuje obciążenia w taśmie głównej. Zainstalowanie na wysypie przenośnika tylko jednego napędu 315 kW ( zgodnie z zasadami rozmieszczenia napędów pośrednich, przedstawionymi w punkcie 3.3) oraz napędów pośrednich 2x315 kW (rys.8) pozwala na takie obniżenie siły na bębnie wysypowym przy pracy z obciążeniem nominalnym, aby możliwe było zastosowanie w przenośniku taśmy o wytrzymałości 1600 kN/m. Zespół napędowy 2x315 kW (rys.9) zawiera poza dwoma bębnami napędowymi, również bęben napinający, a na końcu odcinka „trasowego” występuje tylko bęben zwrotny.

Konfiguracja przenośnika na pochylni z napędami pośrednimi jest znacznie lżejsza i mimo że zawiera on dodatkowe kilkaset metrów taśmy pośredniej, koszt jego zabudowy jest niższy niż klasycznego przenośnika tylko z napędem czołowym.

4. Podsumowanie

Przenośnik z napędem FCD 315 zapewnia lepsze wykorzystanie wyrobiska w zakresie transportu pomocniczego. Napęd nie odbiega gabarytowo od pozostałych zespołów przenośnika oraz umożliwia odłączanie jednostki napędowej bez konieczności demontażu silnika.

Wykorzystanie podstawowych zalet napędu kompaktowego pozwala na konfigurowanie przenośników o bardzo dużej funkcjonalności, zarówno długich i płaskich, jak i pracujących na upadowych wydobywczych oraz umożliwia zainstalowane dużych mocy w starszych małogabarytowych wyrobiskach.
×

DALSZA CZĘŚĆ ARTYKUŁU JEST DOSTĘPNA DLA SUBSKRYBENTÓW STREFY PREMIUM PORTALU WNP.PL

lub poznaj nasze plany abonamentowe i wybierz odpowiedni dla siebie. Nie masz konta? Kliknij i załóż konto!

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu

Podaj poprawny adres e-mail
W związku z bezpłatną subskrypcją zgadzam się na otrzymywanie na podany adres email informacji handlowych.
Informujemy, że dane przekazane w związku z zamówieniem newslettera będą przetwarzane zgodnie z Polityką Prywatności PTWP Online Sp. z o.o.

Usługa zostanie uruchomiania po kliknięciu w link aktywacyjny przesłany na podany adres email.

W każdej chwili możesz zrezygnować z otrzymywania newslettera i innych informacji.
Musisz zaznaczyć wymaganą zgodę

KOMENTARZE (0)

Do artykułu: Przenośnik taśmowy z napędem kompaktowym

NEWSLETTER

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu.

Polityka prywatności portali Grupy PTWP

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!