Řešení dynamiky dopadové stolice s impaktními tyčemi na pásovém dopravníku rypadla KU 300

Jiří Neruda

Doctoral thesis

Solution of the problems of dynamics of the impingement stand with impact bars of a belt conveyer of the KU 300 excavator

Abstract:

Disertační práce se zabývá problematikou dynamiky dopadové stolice s impaktními tyčemi na pásovém dopravníku rýpadla KU 300. V podstatě se jedná o řešení problematiky snížení průrazů dopravních pásů na dopravních cestách velkostrojů a také u dálkové pásové dopravy. Jelikož hlavním problémem poškození dopravního pásu je dynamika dopadu dopravované horniny, řeším celou problematiku z tohoto hlediska. Toto řešení může podstatně ovlivnit ekonomiku dopravy v lomech, protože v současné době jsou roční náklady na pryžové pásy v Severočeských dolech, a.s. cca 350 milionů korun. V úvodní části jsem provedl přehled současného řešení dopadového místa na povrchových dolech. V následující části je pak vypracován matematický model dopadu horniny na dopadovou stolici s impaktními tyčemi. Aby se mohl matematický model použít, bylo nutné zjistit součinitel tlumení tlumičů umístěných na dopadové stolici. Proto se muselo provést měření součinitelé tlumení gumových tlumičů s talířovými pružinami, které dopadovou stolici tlumí. Následující části tvoří vlastní výpočet dynamiky dopadového místa. Pro ověření vlastního vypočtu jsem provedl měření dynamiky dopadové stolice s impaktními tyčemi a to přímo při provozu kolesového rýpadla KU 300/30 na Dole Bílina. Zde bylo také provedeno měření napínací síly dopravního pásu, kterou jsem potřeboval pro matematický model. Abych mohl vyhodnotit výsledky měření dynamiky dopadové stolice s impaktními tyčemi a s klasickým řešením s girlandami, provedl jsem měření i na rýpadle KU 300/13 s klasickou dopadovou stolicí. Závěrem pak je srovnání výsledků navrženého matematického modelu a výsledků měření dynamiky dopadové stolice s impaktními tyčemi přímo v provoze.

Abstract:

The PhD thesis deals with problems of dynamics of the impingement stand with impact bars of a belt conveyer of the KU300 excavator. It focuses on the proposal of a technological solution for reducing the punctures of conveyer belts used on gigant excavators transport routes and long-distance belt conveying. The main problem is the belt demage caused by the rock blocks impingements. Its solution can significantly influence the transport economy in quarries as the present expenses on the transport routes are about 350 millions of crowns per one year. The introductory part of the thesis contains a summary of the impingement stand design solutions used in open pit mines nowadays. Next the mathematical model of the rock impingement on the stand equipped with impact bars is presented. To apply the model, it was necessary to find out the damping coefficient of the dampers placed under the transversal ribs supporting the impact bars. It required to perform the measurements of damping parameters of the rubber dampers with disc springs which are used to attenuate the stand vibrations. In the next part, the thesis concentrates on computational simulations with the goal to investigate behavior of the impingement stand. The stretching force of the belt conveyer needed as one of the input parameters of the developed mathematical model and the stand oscillations to verify the simulation results were measured during the operating regime of the digging-wheel excavator KU 300/30 in the Bílina open pit mine. The following measurements carried out on the KU 300/30 excavator having a classical impingement stand enable to evaluate behavior of the new stand design with the impact bars and to compare it with the traditional roller variant. In the last part of the thesis there are compared results obtained by the simulations using the developed computational model with those acquired by the oscillations measurements on the impingement stand with the impact bars during the excavator operation.

Keywords

pásový dopravník, dynamika strojů, dopravní pásy, rypadlo

Keywords

conveyer belt, dynamic of machines, excavators transport, excavator

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 1. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 25. 2. 2016
• Supervisor: Horst Gondek
• Reader: Daniela Marasová, Jaroslav Zapoměl, Stanislaw Szweda

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Stavba výrobních strojů a zařízení