Х а б а р ш ы с ы в е с т н и к государственного

56 

 

,

ω

k

k

k

M

r

⋅

=

 

мұндағы     

( )

( )

,

sgn

,

sgn

1

2

ω

ω

=

=

k

M

k

M

 

аламыз                               

(

)

ρ

γ

⋅

−

−

=

r

k

tg

d

d

M

M

2

1

2

1

.                                                        (6) 

(6)  тәуелділік  өзіне  белгілі  күштік  беріліс  қатынастарын  [3,  4,  5]  қосатын  инерциясыз 

буынтық  жұбының  күштік  тасымалдық  функциясын  көрсетеді.  Көрсетілген  белгілі  қатынастарға 

қарағанда алынған тәуелділік беріліс элементінің бұрыштық жылдамдығы мен сыртқы моменттердің 

кез келген бағыты үшін дұрыс болып келеді, ол оны кинематикалық тәуелділікпен (1) бірге жетектің 

имитациондық моделін құруға мүмкіндік береді.  

 (5) негізінде буынтық жұбы элементтері арасындағы өзара әрекеттесу күшін мынандай түрде 

көрсетуге болады 

(

)

,

cos

cos

2

2

2

12

p

k

d

M

P

r

f

⋅

−

=

γ

α

 

 

мұндағы 

(

)

.

cos

ρ

γ

α

α

⋅

−

⋅

=

r

f

k

tg

tg

 

Буынтық доңғалағындағы күштің шеңберлі құраушысы мына формуламен анықталады 

2

2

12

2

d

M

P

t

−

=

 

Бұл теңдік ішкі күштің нақты бағытын анықтауға мүмкіндік береді. Өздігінен тежелетін және 

өздігінен  тежелмейтін  буынтықты  беріліс  үшін  күштік  функцияның  графиктері  2,  3  суретте 

көрсетілген. 

 

 

2 сурет. Өздігінен тежелмейтін     буынтық жұбы үшін күштік беріліс функциясы 

 

 

57 

 

 

3 сурет. Өздігінен тежелетін буынтық жұбы үшін күштік беріліс функциясы 

 

Бұл  графиктегі  штрихталған  аумақтар  жүйенің  тепе  теңдіне  сәйкес  келеді.  Бұл  жағдайда 

үйкеліс  күші  қозғалыстың  үйкеліс  күші  мәніне  жетпейді.  Тыныштық  пен  қозғалыстың  үйкеліс 

коэффициентінің мәні бірдей деп қабылданған. Келтірілген графиктің түрі буынтық жұбының клинді 

аналогы [2] үшін алынған графиктің түрімен сәйкес келеді. Буынтық пен буынтық доңғалағындағы 

сыртқы  моменттер  мәндерінің  режимі  сәйкес  келеді  М

1

∙М

2

˃0,  бұл  тежеуші  режим.  Бұл  режимде 

буынтық  жұбының  екі  көрсеткіші  де  негізгі болып  саналады және  тасымалдануға  берілетін  барлық 

энергия үйкеліс күшін жеңуге шығындалады.  

Механикалық жүйелердің негізгі сипаттамаларының бірі – пайдалы әсер коэффициенті – бұл 

жағдайда маңыздылығын жоғалтады, және қарастырылып отырылған жүйеге қуатымен берілетін 

қатынас кіріс және шығыс жағынан тежеуші коэффициентімен сипатталады 

2

2

1

1

21

/

ω

ω

µ

M

M

=

. 

Күштік беріліс функциясының сараптамасы бойынша (6), мұндай режим өздігінен тежелетін 

берілістерде болады.  

3  суретте  көрсетілген  график  бойынша  өздігінен  тежелетін  буынтықты  берілісте,  күштік 

беріліс  функциясы  біркелкі  емес.  Буынтық  доңғалағына  әсер  ететін  момент  мәніне  М

2

,  сәйкесінше 

буынтық  моментінің  екі  мәні  сәйкес  келеді.  М

1

  моментінің  өзгерісі  буынтықты  доңғалағының  тіс 

бүйір  беттері  мен  буынтықпен  түйісу  кезінде  жүреді.  Сонымен  қоса  буынтық  жұп  элементтері 

арасында осьтік және шеңберлі ішкі өзара әрекеттесу күштері құрауыштарының бағыты өзгереді.  

Өздігінен  тежелетін  буынтықты  беріліс  үшін  күштік  тасымалдаушы  функцияның  бірмәнді 

еместігі  осындай  берілістерден  тұратын  механикалық  жүйедегі  қозғалыстың  бірнеше 

дифференциалдық теңдігін шешуге мүмкіндік береді.  

 

ӘДЕБИЕТТЕР: 

1.

 

Гидаспов И.А., Вейц B.Л. Динамика самотормозящихся механизмов. Л.: Изд-во Ленинград, 

ун-та, 1987. -144 с. 

2.

 

 Крюков В.А. Особенности динамики приводов автоматических роторных линий с 

червячными редукторами .: Изв. ТулГУ. Сер. Машиностроение. 1998. Вып. 3. Ч. 2. С. -65-73. 

3.

 

 Артоболевский И.И. Теория механизмов. М.: Наука, 1967. -719 с. 

4.

 

 Иосилевич Г.Б. Детали машин. М. : Машиностроение, 1988. -68 с. 

5.

 

 Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. М. : Машиностроение, 1987. -560 с. 

 

58 

 

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ                                                                          

Е.Т. Абильмажинов, С.Ш. Жұмағали, Д.К. Дүкенбаев 

  

 

 Получена  силовая  передаточная  функция  червячной  передачи  в  составе  машинного 

агрегата,  использующая  расчетную  схему  без  перехода  к  аналогу  передачи  клиновой 

кинематической паре. 

 

MATHEMATICAL MODEL OF THE WORM GEAR                                                                                            

E.T. Abilmazhinov, S.Sh. Zhumagali, D.C. Ducenbaev 

 

Received  power  transfer  function  of  the  worm  gear  as  part  of  the  engine  assembly  using  the 

calculation scheme without going to the analog transmission kinematic pair. 

 

 

УДК 621.7.043 

Е.Я.Шаяхметов

1

, Т.М. Мендебаев

1

, О.Т.Темиртасов

2

  

1

НАО Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И.Сатпаева, г. 

Алматы 

2

 Государственный университет имени Шакарима города Семей 

 

АНАЛИЗ НЕИСПРАВНОСТЕЙ РОЛИКОВ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ В ХОДЕ 

ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ВОСТОЧНОГО КАЗАХСТАНА 

 

Аннотация. В статье рассмотрены основные причины выхода из строя роликов ленточных 

конвейеров  на  предприятиях  ТОО  Семей  Жолдары  и  ТОО  Востокцветмет.  Проведен  анализ 

неисправностей, указаны способы их предотвращения 

Ключевые слова: ролик, роликоопора, обечайка, ступица, ленточный конвейер. 

 

Введение.  Ленточный  конвейер  одно  из  наиболее  высокопроизводительных  подъемно-

транспортных  средств.  Сфера  применения  его  это  и  горнорудная  промышленность,  шахты, 

карьерами,  так  и  малые    пердприятия  специализирующиесяся  на  добыче  тех  или  иных  полезных 

ископаемых.Таким  образом,  полная  конвейеризация  транспортных  систем  шахт  и  рудников  вполне 

реальная  задача,  которая  уже  реализуется  на  ряде  крупных  предприятий.  Совокупная  длина 

ленточных  конвейеров  на  предприятии  может  достигать  от  сотен  метров  до  нескольких  сотен 

километров.  

В  Восточном  Казахстане  огромный  объем  груза  транспортируется  с  помощью  ленточных 

конвейеров, они  входят  в  состав  транспортных  систем  на  таких  предприятиях  как  АО  «Цементный 

завод  Семей»  предприятие  выпускает  цемент  широкого  ассортимента  и  высокого  качества 

соответствующий требованиям ГОСТа и зарубежных стандартов; ТОО КазахЦемент – предприятие 

выпускающее  цемент  по  так  называемому  сухому  методу;    ТОО  Семей  Жолдары;  ТОО  Восток 

цветмет  (Орловский  ПК).  Большинство  ленточных  конвейеров  в  добывающей  промышленности 

(добыча  угля,  гравия,  известняка,  различных  рудных  пород)  работают  в  экстремальных  условиях, 

перепада температур зимой, высокой влажности и запыленности окружающей среды летом, при этом 

эти факторы влияют на различные узлы конвейеров по разному. Например, на трехроликовой опоре,  

нагрузка  на  средний  ролик,  составляет  около  70%  от  суммарной  погонной  нагрузки  груза,  ленты и 

веса вращающихся частей роликоопор. На боковые ролики приходится около 30%, отсюда нагрузка 

на  подшипники  среднего  ролика  в  2,5  раза  больше,  чем  на  подшипники  боковых  роликов.  Также 

увеличение    ширины  ленты  приводит  к  возрастанию  нагрузки  на  подшипники  роликов,  особенно 

средних роликов, что приводит к увеличению числа отказов и снижению общей надежности ЛК. 

Ролики  ленточных  конвейеров  первоначально  изготавливались  с  жестким  корпусом,  и  их 

прочность в основном достигалась за счет большей толщины стенки обечайки и жесткой массивной 

ступицы,  в  которой  находился  подшипник,  в  основном  это  были  разборные  конструкции,  которые 

можно было разобрать и при необходимости поменять подшипник [1-4]. Однако недостатком данных 

роликов,  является  их  повышенная  металлоемкость  и  большая  масса,  которая  вследствие  большого 

количества роликов в конвейере существенно повышала массу самого конвейера.   

Для  уменьшения  динамической  нагрузки  впоследствии  начали  применять,  гирляндные 

роликоопоры,  наряду  с  ними,  для  смягчения  динамических  нагрузок  были  созданы  конструкции 

роликов  с  резинометаллическими  ступицами,  футерованные  полыми  резиновыми  кольцами  или  со 

59 

 

ступицами  из  комбинированных  материалов  [2-4].  Данные  ролики  находят  свое  применение  в 

различных  специфичных  условиях,  в  узлах  загрузки  и  т.д.,  однако  проблемой  является  износ 

материалов футеровки либо ленты, а в гирляндных роликоопорах недостатком является повышенное 

сопротивление вращению ролика и износ опорных канатов и шарниров роликоопор. 

Перспективны  конструкции  роликов  из  композиционных  и  полимерных  материалов.  Они 

отличаются  малым  весом,  иногда  в  5-6  раз,  достаточной  износостойкостью  и  прочностью  [5],  что 

особенно важно для передвижных конвейеров. Однако, в данный момент они пока еще не получили 

широкого распространения и используются зачастую в специализированных конвейерах химической 

и  пищевой  промышленности.  Одной  из  причин  такого  ограниченного  применения  является  то,  что 

разработанные  конструкции  роликов  недостаточно  изучены  и  зачастую  не  отвечают  требованиям, 

предъявляемым  к  узлам  конвейеров,  которые  в  последнее  время  непрерывно  возрастают.  Также 

существующая  теория  оценки  напряженно-деформированного  состояния  роликов  из  композитных 

материалов разработана не до конца, что не позволяет оценивать их надежность с учетом реальных 

условий эксплуатации. 

В  дальнейшем  для  уменьшения  металлоемкости  и  массы  роликов  были  разработаны 

конструкции  роликов  со  штампованными  сложными  ступицами,  которые  выполнялись  как 

разборными,  так  и  неразборными.  В  качестве  примера  можно  рассмотреть  конструкции  роликов 

ГПКИ  «Союзпроммеханизация»,  которое  разработало  несколько  типов  унифицированных  роликов 

(рисунок  1)  [6].  Подшипники  роликов  снабжены  бесконтактным  лабиринтным  уплотнением  и 

возможно  дополнительное  блочное  уплотнение  (рисунок  1  б).  Срок  службы  данных  роликов, 

отличаясь  сложностью  конструкции  и  все  еще  повышенной  металлоемкостью  из-за  сквозной  оси, 

также сильно зависит от качества изготовления.  

Анализ  проведенных  исследований,  показал,  что  существенное  увеличение  срока  службы 

роликов  можно  достичь  путем  уменьшения  технологических  перекосов  подшипника.  Это  можно 

реализовать конструктивным путем, например с помощью вкладыша со сферической отбортовкой и 

обечайки  с  отогнутым  сферическим  концом  [6,7].  Также  это  достигается  установкой 

самоустанавливающихся сферических подшипников. 

Эксплуатация  ленточных  конвейеров  работающих  в  тяжелых  условиях  и  запыленной  среде 

показывает,  что  одной  из  причин,  происходящих  на  конвейерах  аварий,    являются  выход  из  строя  

роликов конвейера. По имеющимся данным, в шахтах России ежегодно происходит 9-11 возгораний, 

из них с эксплуатацией ленточных конвейеров связано до 5 крупных пожаров приведших к большим 

материальным затратам и даже к человеческим жертвам 

[

8-11

]

, не обошлось без пожаров и взрывов 

на шахтах Донбасса (Украина) и карагандинского угольного бассейна РК. Например, из 86 аварий, за 

последние  5  лет  в  угольной  промышленности  Кузбасса,  82  произошло  в  шахтах,  42%  из  них  были 

подземными  пожарами.  Статистические  данные  свидетельствуют,  что  почти  30%  из  них  связано  с 

возгоранием  конвейерной  ленты.  Причем  пожары  возникают,  как  правило,  на  приводных  станциях 

(64%),  натяжных  станциях  (10,8%)  и  линейной  части  конвейера  (25,2%).  Основной  причиной 

возгорания  ленты  на  линейной  части  конвейера  становиться  разрушение  подшипника  ролика,  его 

последующее заклинивание и как следствие чрезмерное трение на ленте 

[

9-11

]

. 

Как уже говорилось, согласно статистике на долю роликов конвейеров приходиться до 40% 

всех  расходов  на  ремонт  и  обслуживание  и  до  30%  от  стоимости  всего  конвейера.  Ролик  является 

частью  большого  механизма  поэтому  выход  его  из  строя  неизбежно  влияет  на  работу  всего 

конвейера.  Это  может  быть  возрастающее  сопротивление  вращению  ленты  приводящее  к 

повышенному  энергопотреблению,  трение  заклинившего  ролика  о  ленту  и  как  следствие  нагрев  и 

возможное  возгорание,  также  заклинивший  ролик  может  вызвать  порезы  конвейерной  ленты 

(рисунок 1) одного из самых дорогостоящих элементов ленточного конвейера.  

 

 

Рисунок 1– Порезы на конвейерной ленты вызванные потерей работоспособности бокового ролика 

(ТОО Семей Жолдары) 

 

60 

 

Согласно  данным  (таблица  1)  основная  причина  выхода  из  строя  роликов  это  заклинивание 

подшипниковых  узлов  роликов,  вследствие  их  засорения  пылевидными  частицами  (38%)  и 

недостаточности  смазки  за  предусматриваемый  срок  технического  обслуживания  (37%).  Одна  из 

причин  это  заклинивание  подшипника  ролика  вследствие  действия  динамических  нагрузок 

приводящих  к  чрезмерному  перекосу  внутреннего  и  наружного  кольца  относительно  друг  друга  и 

защемлению  элементов  качения.    Увеличение  углов  перекоса  шарикоподшипников  способствует 

«самоустановке»  оси  ролика  в  обечайке  и  может  помочь  в  решении  данной  проблемы.    Остальные 

причины  отказов  вызваны,  как  правило,  либо  технологическими  факторами  (слабая  посадка 

подшипников в корпусе или оси) неправильным подбором роликов для данных условий работы либо 

неправильным обслуживанием 

[

12-14

]

.  

 

Таблица 1 - Статистическое распределение отказов 

 

Причины выхода из строя  

Частота отказов, % 

верхней ветви 

нижней ветви 

Засорение подшипников и их стопорение  

38 

12 

Отсутствие или недостаток смазки подшипников 

37 

36 

Слабая  посадка  подшипников  в  корпусе  (или  в 

ступицах) 

12 

10 

Слабая  посадка  подшипников  на  невращающейся 

оси 

3 

3 

Равномерное  истирание  обечайки  по  окружности 

при перегрузках 

2 

30 

Неустановленные факторы при эксплуатации 

8 

9 

 

Проведенный анализ на ряде предприятий восточно-казахстанской области эксплуатирующих 

ленточные конвейеры (АО  «Жезкентский  ГОК»,    гравийные карьеры ТОО  Семей)  выявил  тпичные 

причины выхода из строя роликов (рисунок 2, рисунок 3). Это в основном совпадает с результатами  

таблицы 1: выход из строя подшипника или деталей лабиринтных уплотнений и отсутствие вращения 

ролика  как  верхней  так  и  нижней  ветви;  разрушение  ролика  выдавливанием  ступицы  в  результате 

неправильного  подбора  роликов  при  данной  нагрузке;  разрушения  обечайки  ролика;  также  были 

выявлен ряд случаев разрушения самой металлоконструкции роликоопоры нижней ветви конвейера.     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – Типичные неисправности конвейерных роликов (ТОО Семей Жолдары) 

 

61 

 

Кроме  этого  была  существует  проблема  обслуживания  и  контроля  ленточных  конвейеров 

особенно на малых предприятиях, это может быть  нерегулярная смазка ремонтопригодных роликов, 

так  и  несвоевременная  замена  вышедших  из  строя  роликов.  Также  отсутствует  единый  регламент 

подбора  роликов  для  конвейеров,  т.е.  на  ленточном  конвейере  могли  использоваться  ролики 

различных  производителей,  с  разной  конструкцией,  различной  массой,  сопротивлением  вращения. 

Все  это  вместе  с  тяжелыми  условиями  эксплуатации,  конечно,  сказывалось  на  уменьшении  срока 

службы  роликов 

[

15-16

]

.  В  государственном  университете  имени  Шакарима  (г.Семей)  под 

руководством  профессора  Темиртасова  О.Т.  были  разработаны  ряд  конструкций  роликов  для 

различных  конвейеров  и  получены  патенты  на  некоторые  из  них,  все  эти  конструкции  роликов 

предназначены  для  различных  условий  эксплуатации  и  в  ряде  последних  патентов  имеются 

конструкции для работы в запыленной среде и тяжелых условиях [17-21].  Во всех этих конструкциях 

реализован основной принцип уменьшения технологических перекосов подшипника конструктивным 

путем.  

     

 

 

     

    

    

 

 

Рисунок 3 - Типичные неисправности конвейерных роликов (ТОО Жезкент) 

 

Вывод 

1 Обеспечение бесперебойной работы всех узлов конвейеров горнодобывающих предприятий, 

к  которым  относятся  и  опорные  ролики  является  актуальных  задач.  Таким  образом,  обеспечение 

надежности и долговечности роликов, как самых массовых узлов ЛК, сказывается на энергоемкости, 

пожарной безопасности и стоимости обслуживания ленточных конвейеров. 

2 Путем обобщения предложенных конструкции и проведенные исследования, можно сделать 

вывод,  что  наиболее  оптимальная  конструкция  конвейерных  роликов  работающих  в  горнорудной 

промышленности  в  условиях  высокой  влажности  и  запыленной  среды  достигается  сочетанием 

технологических  и  конструктивных  факторов.  Т.е.  совершенствование  конструкции  ролика, 

предполагающая  совершенствование  подшипникового  узла,  защитных  лабиринтных  или 

комбинированных  уплотнений  должно  быть  в  одном  ряду  с  повышением  качества  всего 

технологического процесса изготовления и сборки деталей и узлов ролика.  

жүктеу/скачать 7,72 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: