ИЗУЧЕНИЕ ВОПРОСА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТРАНСПОРТЕРА ДРОБИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются вопросы вторичной переработки кабельных отходов. Дан обзор технологии переработки и технологического оборудования. Особое внимание уделено процессу очистки меде- и алюмосодержащих отходов от черного металла, из которого выполнены экраны и оболочки кабеля. Данная операция осуществляется с помощью магнитного улавливателя установленного на ленточном конвейере по ходу движения раздробленной массы кабельных отходов. Рассмотрен технологический процесс дробления, изучено место транспортеров в технологической цепочке. Изучены вопросы дефектов монтажа, а также влияние сил контактного трения и динамических усилий в работе ленты конвейера. Являясь одними из наиболее эффективных и высокопроизводительных видов конвейерного транспорта, транспортеры обеспечивают повышение эффективности технологии переработки кабельных отходов.

ABSTRACT

The article discusses the issues of recycling cable waste. An overview of the processing technology and technological equipment is given. Particular attention is paid to the process of cleaning copper and aluminum-containing waste from ferrous metal, from which screens and cable sheaths are made. This operation is carried out using a magnetic catcher installed on the belt conveyor in the direction of movement of the crushed mass of cable waste. The technological process of crushing is considered, the place of conveyors in the technological chain is studied. The issues of installation defects, as well as the influence of contact friction forces and dynamic forces in the operation of the conveyor belt are studied. Being one of the most efficient and highly productive types of conveyor transport, conveyors provide an increase in the efficiency of cable waste processing technology.

Ключевые слова: кабельно-проводниковая продукция, ленточных конвейеров, машины непрерывного транспорта, монтаж, аварийное торможение.

Keywords: cable and wire products, belt conveyors, continuous transport machines, installation, emergency braking.

Кабельно-проводниковая продукция, как и любое изделие имеет определенный срок службы, который составляет 10 ÷ 25 лет. Вышедший из эксплуатации кабель является ломом и принадлежит к числу неликвидов. К этому числу также относятся отходы кабельного производства, провода и кабели, имеющие истекший срок хранения. Все вышеперечисленные отходы подлежат полной переработке с извлечением цветных металлов: меди и алюминия. Эффективность процесса утилизации определяется чистотой и процентом выхода цветных металлов из общей массы отходов. При этом медь и алюминий в кабельном производстве являются возвратными и подлежат вторичному использованию в изготовлении катанки для токоведущей жилы [1, 2, 3, 4].

Процесс переработки отходов сводится к дроблению кусков кабеля на более мелкие фракции с помощью дробильного оборудования, которое делится в зависимости от степени дробления на грубое, среднее и тонкое.

Первичная стадия переработки сопровождается отделением из основной массы кабеля металлических элементов конструкции: экранов и защитных оболочек, изготовленных из черных металлов (рис.1). Данная технологическая операция является очень важной, т.к. от качества ее выполнения зависит чистота вторичных меди и алюминия. Очистка меде- и алюмосодержащих отходов (рис.1) от металлических элементов конструкции кабеля осуществляется электромагнитным улавливателем (3), расположенным на транспортере (2) по ходу движения раздробленной массы кабеля, ссыпающейся из дробильного оборудования (1) в приемный бункер (4) [1, 2, 3, 4].

Рисунок 1. Первичная стадия дробления кабельных отходов -грубое дробление:

1-дробильное оборудование, 2-транспортер, 3-электромагнитный улавливатель, 4-приемный бункер.

Применение машин непрерывного транспорта – ленточных конвейеров, позволяет повысить производительность и эффективность как процесса переработки кабельных отходов, так и степень чистоты цветных электропроводящих металлов. Транспортеры установленные в маршрут переработки контролируют ритм процесса для всего технологического оборудования. Машины непрерывного транспорта перемещают куски кабеля непрерывным и безостановочным потоком.

Также, перемещение раздробленных кабельных отходов – дробленки, также осуществляется на этапе среднего дробления кусков токоведущей жилы и изоляции. В случае если геометрические размеры измельченных зерен меди или алюминия больше размера отверстия сортирующей сетки, через которую ссыпается крошка, то они подлежат возврату в дробилку, где повторно измельчаются до установленного размера.

Рисунок  2. Среднее дробление

Процесс автоматизации конвейерной установки регулируется в соответствии с заданной технологией процесса переработки кабельных отходов. Основная особенность этих машин заключается не только в непрерывном перемещении груза в заданном направлении с постоянной скоростью, но и высокими критериям прочности, долговечности, надежности и экономичности в эксплуатации [1].

Работа транспортера - ленточного конвейера, определяется качеством монтажа, связанного с жестким контролем отклонений разбивки опор [1]. Дефект монтажных работ может привести: к перекосу ленты конвейера, искривлению опорной рамы, плохой состыковки ленты, отсутствию параллельности осей приводного и натяжного барабанов; перекосу роликоопор по горизонтали и вертикали плоскости, отклонению рамы от оси конвейера, отсутствию прямолинейность и натяжной ленты по горизонтали, неравномерное распределение натяжения по ширине ленты. Все это отрицательно сказывается на эффективность технологии переработки [2].

В основе принципа работы ленточного конвейера (рис.3) лежит контактное трение, возникающее в зоне ленты и приводного барабана, где сила (F), передаваемая на ленту барабана, зависит от натяжения ленты, угла обхвата и коэффициента трения между лентой и барабаном [2].

Рисунок 3. Ленточный конвейер: 1- приемный барабан, 2- лента конвейера

Работа конвейера сопровождается динамическими процессами (рис.4), которые вызваны ударами об ленту падающих, раздробленных кусков кабеля [2]. Все это приводит к росту усилий в рабочей системе, появлению поперечных колебаний движущейся ленты, а также продольных колебаний ленты при пуске электромеханической системы (ЭМС). Динамика процессов, возникающих в ЭМС объясняется наличием упругой системой (рис.4) ленточного конвейера (1) [2].

Рисунок 4 Упругая система контейнера: 1-приводной барабан, 2-натяжной барабан, 3-натяжное устройство, 4-упругая лента, 5-электродвигаель [2].

где,  и  -приведенные к окружности приводного и натяжного барабанов массы вращающихся элементов системы;  – приведенная масса поступательно перемещающихся элементов натяжного устройства; и  -коэффициенты жесткости верхней и нижней ветвей.

Процесс торможения ЭМС сопровождается с потерей устойчивости противоположной части ленты от приводного барабана и образованием «мешка», из которого при последующем пуске транспортера просыпается груз за счет возникающих динамических напряжений, возникающих в движущейся ленте. В этой связи целесообразно осуществлять остановку ленты за счет «свободного выбега» только в случае аварийного торможения.

 Поэтому качество эксплуатации конвейерной установки связано с необходимостью регулировки неизменного положения приводного барабана и натяжения ленты.

Таим образом, обеспечение высокой производительности и эффективности работы конвейера можно достичь автоматической регулировкой технологических режимов, которые в свою очередь обеспечат постоянство скоростных параметров движущейся ленты и ее натяжения, исключение пробуксовки в системе рабочих барабанов, обеспечение центрировки движущейся ленты и схода в сторону, а также оптимизацию режима работы с дробильным оборудованием.

При этом, необходимо учесть, невозможность в полной мере обеспечение надежности работы и устойчивости движущейся ленты по отношению к продольной оси конвейера, из-за различных внешних и внутренних факторов влияющих на рабочую систему в целом, а значит невозможно в полной мере обеспечить эксплуатационную стойкость рабочего механизма транспортера.

Список литературы:

1. Галкин В.И. Современная теория ленточных конвейеров горных предприятий / В.И. Галкин, В.Г. Дмитриев, В.П. Дьяченко, И.В. Запенин. М.: Издательство МГГУ, 2005. 543 с.
2. Барышев А.И. Расчеты и проектирование транспортных средств непрерывного действия / А.И. Барышев, В.А. Будишевский, Н.А. Скляров и др. Донецк, 2005. 736 с.
3. Изучение вопроса рециклинга кабельных отходов с использованием интеллектуализированной системы // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. Цыпкина В.В. [и др.]. 2020. 11(80). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/10972 (дата обращения: 11.11.2021).
4. Влияние улучшения технологии изготовления токопроводящей жилы на эксплуатационный характеристики кабельно-проводниковой продукции // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. Иванова В.П. [и др.]. 2020. 11(80). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/10971 (дата обращения: 11.11.2021).
5. Tsypkina V., Madrakhimov D. Method of resource saving of cable production recycables //E3S Web of Conferences. – EDP Sciences, 2019. – Т. 139. – С. 01058.
6. Tsypkina V., Madrakhimov D. Method of resource saving of cable production recycables //E3S Web of Conferences. – 2019. – С. 01058-01058.