Повышение эффективности работы конвейерного поезда: исследование влияния параметров приводной станции на силу сцепления

Д.Н. Невзоров , И.С. Труфанова
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
Горная Промышленность №1 / 2025 p. 184-191

Резюме: Цель. Проанализировать влияние параметров приводной станции на силу сцепления между приводной шиной и продольной балкой тележки конвейерного поезда. Методы. Исследования проводились на специальном испытательном стенде, позволяющем определить силу трения в зависимости от разных нормальной нагрузки и давления в шине приводного колеса. Приведена матрица планирования перед проведением эксперимента, определены наиболее значимые параметры. Результаты. Выявлено, что значительными параметрами являются нормальная нагрузка, давление в шине и материал продольной балки тележки. Также выявлено, что при различном материале покрытия сила сцепления может расти или падать при увеличении давления в шине и увеличении нормальной нагрузки на приводное колесо. Заключение. В ходе экспериментальных исследований были получены эмпирические значения силы сцепления между приводным колесом и боковой поверхностью продольной балки тележки из различных материалов. Определены максимальные значения силы сцепления для определенных материалов при всем диапазоне давлений и нормальных нагрузок.

Ключевые слова: сила сцепления, конвейерный поезд, приводная станция, экспериментальный стенд

Для цитирования: Невзоров Д.Н., Труфанова И.С. Повышение эффективности работы конвейерного поезда: исследование влияния параметров приводной станции на силу сцепления. Горная промышленность. 2025;(1):184–191. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-1-184-191

Информация о статье

Поступила в редакцию: 13.10.2024

Поступила после рецензирования: 09.01.2025

Принята к публикации: 14.01.2025

Информация об авторах

Невзоров Данил Николаевич – аспирант кафедры транспортно-технологических процессов и машин, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; e-mail: s225072@stud.spmi.ru

Труфанова Инна Сергеевна – кандидат технических наук, доцент кафедры транспортно-технологических процессов и машин, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0003-3182-9746

Вклад авторов

Д.Н. Невзоров – подготовка данных; систематизация материала; анализ результатов исследования; написание текста статьи.

И.С. Труфанова – генерация идеи; постановка задачи исследования; написание текста статьи.

Список литературы

1. Жданеев О.В. Обеспечение технологического суверенитета отраслей ТЭК Российской Федерации. Записки Горного института. 2022;258:1061–1078. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.107 Zhdaneev O.V. Technological sovereignty of the Russian Federation fuel and energy complex. Journal of Mining Institute. 2022;258:1061–1078. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.107

2. Завьялов В.М., Семыкина И.Ю., Дубков Е.А., Велиляев А.С. Система беспроводного заряда аккумуляторов для рудничного электровоза. Записки Горного института. 2023;261:428–442. Режим доступа: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/16188 (дата обращения: 06.11.2024). Zavyalov V.M., Semykina I.Y., Dubkov E.A., Velilyaev A.S. The wireless charging system for mining electric locomotives. Journal of Mining Institute. 2023;261:428–442. Available at: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/16188 (accessed: 06.11.2024).

3. Gromov E.V. Analysis of contemporary state and development prospects for trunk mine transport in deep mining. In: Proceedings of the 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018, 2–8 July, 2018, pp. 63–70. https://doi.org/10.5593/sgem2018/1.3/S03.009

4. Логинов Е.В., Масальский С.С., Петров К.Д. Обоснование технологической схемы работы комплекса выемочно-погрузочной техники и автотранспорта на карьере. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(9-1):22–34. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_91_0_22 Loginov E.V., Masalskiy S.S., Petrov K.D. Justification of technological scheme of work of the complex of extraction and loading equipment and automobile transport in openpit mining. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023;(9-1):22–34. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_91_0_22

5. Wheeler C.A. Development of the rail conveyor technology. International Journal of Mining, Reclamation and Environment. 2019;33(2):118–132. https://doi.org/10.1080/17480930.2017.1352058

6. Gromov E., Belogorodtsev O. Efficient application of stripping schemes for mineral deposits: Conventional and advanced transportation of ore in dependence of annual productive capacity of underground mines. In: Proceedings of the 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2017, 29 June – 5 July, 2017, 305–311. https://doi.org/10.5593/sgem2017/13/S03.039

7. Мякотных А.А., Иванова П.В., Иванов С.Л. К вопросу классификации комплексов добычи торфяного сырья. Горная промышленность. 2023;(6):137–142. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-6-137-142 Myakotnykh A.A., Ivanova P.V., Ivanov S.L. On classification of peat extraction complexes. Russian Mining Industry. 2023;(6):137–142. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-6-137-142

8. Гридина Е.Б., Боровиков Д.О. Повышение безопасности труда рабочего персонала карьера, расположенного в сложных горно-геологических условиях Крайнего Севера. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(9-1):149–163. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_91_0_149 Gridina E.B., Borovikov D.O. Improving the safety of the working personnel of a quarry located in difficult mining and geological conditions of the Far North. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023;(9-1):149–163. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_91_0_149

9. Yakovlev V.L., Bersenev V.A., Glebov A.V., Kulniyaz S.S., Marinin M.A. Selecting cyclical-and-continuous process flow diagrams for deep open pit mines. Journal of Mining Science. 2019;55(5):783–788. https://doi.org/10.1134/S106273911905615X

10. Popov S.O., Malinowskii Y.A., Danilina G. V., Kozyrev S.N. The application features of conveyor trains at mining on deep horizons. Metallurgical and Mining Industry. 2015;7(9):1163–1167.

11. Труфанова И.С., Невзоров Д.Н. Применение конвейерных поездов как внешнего транспорта обогатительных предприятий. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(9-1):64–78. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_91_0_64 Trufanova I.S., Nevzorov D.N. The use of conveyor trains as external transport for enrichment enterprises. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023;(9-1):64–78. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_91_0_64

12. Rahman A., Robinson W.A., Carr M.J., Wheeler C. A dynamic analysis of the rail conveyor system. In: 13th International Conference on Bulk Materials, Storage, Handling & Transportation. 2019.

13. Handayani F.S., Pramesty F.P., Setyawan A. Reducing the release of greenhouse gases in the rigid pavement material transportation process unit. In: Kristiawan S.A., Gan B.S., Shahin M., Sharma A. (eds) Proceedings of the 5th International Conference on Rehabilitation and Maintenance in Civil Engineering. ICRMCE 2021. Lecture Notes in Civil Engineering, vol. 225. Springer, Singapore; 2023, pp. 763–769. https://doi.org/10.1007/978-981-16-9348-9_67

14. Журавлёв А.Г., Семёнкин А.В., Черепанов В.А., Глебов И.А., Чендырев М.А. Задачи развития перспективных циклично-поточных технологий для глубоких карьеров. Горная промышленность. 2022;(1S):53–62. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-1S-53-62 Zhuravlev A.G., Semenkin A.V., Cherepanov V.A., Glebov I.A., Chendyrev M.A. The purpose of developing advanced in-pit crushing and conveying technology for deep open pits. Russian Mining Industry. 2022;(1 Suppl.):53–62. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-1S-53-62

15. Ma B., Lv C., Liu Y., Zheng M., Yang Y., Ji X. Estimation of road adhesion coefficient based on tire aligning torque distribution. Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. 2018;140(5):051010. https://doi.org/10.1115/1.4038095

16. Назарычев А.Н., Дяченок Г.В., Сычев Ю.А. Исследование надежности тягового электропривода карьерных самосвалов на основе анализа отказов его функциональных узлов. Записки Горного института. 2023;261:363–373. Режим доступа: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/16189 (дата обращения: 06.11.2024). Nazarychev A.N., Dyachenok G.V., Sychev Y.A. A reliability study of the traction drive system in haul trucks based on failure analysis of their functional parts. Journal of Mining Institute. 2023;261:363–373. Available at: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/16189 (accessed: 06.11.2024).

17. Nevskaya M., Shabalova A., Kosovtseva T., Nikolaychuk L. Applications of simulation modeling in mining project risk management: criteria, algorithm, evaluation. Journal of Infrastructure, Policy and Development. 2024;8(8):5375. https://doi.org/10.24294/jipd.v8i8.5375

18. Борисов С.В., Колтунова Е.А., Кладиев С.Н. Совершенствование структуры имитационной модели тягового асинхронного электропривода рудничного электровоза. Записки Горного института. 2021;247:114–121. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.1.12 Borisov S.V., Koltunova E.A., Kladiev S.N. Traction asynchronous electric drive of mine electric locomotivesimulation model structure improvement. Journal of Mining Institute. 2021;247:114–121. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.1.12

19. Botyan E.Y., Lavrenko S.A., Pushkarev A.E. Evaluation of complicated mining exploitation conditions influence on service life of open pit trucks suspensions with remote monitoring systems. International Journal of Engineering. 2024;37(11):2268– 2275. https://doi.org/10.5829/ije.2024.37.11b.12

20. Шишлянников Д.И., Иванов С.Л., Звонарев И.Е., Зверев В.Ю. Повышение эффективности применения выемочных и транспортирующих машин комбайновых комплексов калийных рудников. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020;(9):116–124. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2020-9-0-116-124 Shishlyannikov D.I., Ivanov S.L., Zvonarev I.E., Zverev V.Yu. Improving efficiency of shearing and hauling machines in longwall potash mining. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2020;(9):116–124. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2020-9-0-116-124

21. Громов Е.В. Обоснование возможности реконструкции подземной транспортной схемы рудника при переходе на перспективные способы транспортирования руды (на примере гор. +170 м Кукисвумчоррского месторождения). Проблемы недропользования. 2017;(1):38–47. https://doi.org/10.18454/2313-1586.2017.01.038 Gromov E.V. Grounding the possibility of reconstruction the underground mine transport system by transition to perspective ore transportation processes (on the example of+170 m level of the Kukisvumchorsky deposit). Problems of Subsoil Use. 2017;(1):38–47. (In Russ.) https://doi.org/10.18454/2313-1586.2017.01.038

22. Казаков Ю.Ф., Медведев В.И., Батманов В.Н., Павлов В.С. Кинематика и динамика движения неполнокруглого колесного движителя. В кн.: Перспективы развития аграрных наук: материалы Междунар. науч.-практ. конф., г. Чебоксары, 10 апр. 2020 г. Чебоксары: Чуваш. гос. сельскохоз. Акад.; 2020. С. 199–200.

23. Малиновский Ю., Ткаченко А., Бондарец А., Власенков Д., Олейник С., Рыбак Д. Особенности расчета сопротивлений движению конвейерных поездов. European Science. 2023;(20-2):7–34. https://doi.org/10.30890/2709-2313.2023-20-02-008 Malinovskii Yu., Tkachenko A., Bondarets A., Vlasenkov D., Oleinik S., Rybak D. Features of calculation of resistance to traffic of conveyor trains. European Science. 2023;(20-2):7–34. (In Ukrain.) https://doi.org/10.30890/2709-2313.2023-20-02-008

24. Путов В.В., Путов А.В. Шелудько В.Н. Устройство измерения коэффициента сцепления транспортных колес с аэродромными и автодорожными покрытиями. Патент РФ RU 118753 U1. Дата подачи заявки: 03.11.2011 Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU118753U1_20120727 (дата обращения: 06.11.2024).

25. Труфанова И.С., Невзоров Д.Н. Устройство измерения коэффициента сцепления. Патент РФ RU 2809399 C1. Дата подачи заявки: 29.06.2023. Режим доступа: https://patents.google.com/patent/RU2809399C1 (дата обращения: 06.11.2024).

26. Кореневский В.В., Мордик Е.А., Попов А.В. Оптимизация процедур измерения коэффициента сцепления дорожных покрытий. Гуманитарные, социально-экономические и общественные науки. 2020;(10):230–233. Korenevsky V.V., Mordik E.A., Popov A.V. Optimization of procedures for measuring adhesion coefficient of road surfaces. Humanities, Social-Economic and Social Sciences. 2020;(10):230–233. (In Russ.)

27. Стрелок С.В., Семенова Т.В., Александрова Н.П. Математические модели коэффициента сцепления шины с асфальтобетонным шероховатым покрытием. В кн.: Бурлаченко О.В. (ред.) Актуальные проблемы и перспективы развития строительного комплекса: сборник трудов Междунар. науч.-практ. конф., г. Волгоград, 7–8 дек. 2021 г. Волгоград: Волгоград. гос. техн. ун-т; 2021. Ч. 2. С. 228–234.

28. Штефан Г.В., Беушев А.А. Фрикционные материалы для автопромышленности. В кн.: Протопопов А.В. (ред.) Наука и молодежь: материалы XVII Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Барнаул, 1–5 июня 2020 г. Барнаул: Алт. гос. техн. ун-т; 2020. Ч. 3. С. 214–216.

29. Войтенко В.А., Сметанин С.А., Войтенко Г.О., Куценко В.Н., Нелюбов С.В. Перспективы новых фрикционных материалов. Ресурсосберегающие технологии производства и обработки давлением материалов в машиностроении. 2020;(2):65–76. Voytenko V.A., Smetanin S.A., Voytenko G.O., Kutsenko V.N., Nelyubov S.V. Perspectives of new frictional materials. Resource Saving Technologies for Production and Pressure Shaping of Materials in Machine-Building. 2020;(2):65–76.

30. Бобрик Л.П. Существенные факторы сведений и планов отсеивающих экспериментов. Инновации и инвестиции. 2021;(5):141–144. Bobrik L.P. Essential factors of intelligence and design of screening experiments. Innovatsii i Investitsii. 2021;(5):141–144. (In Russ.)

31. Иванищев Ю.Г., Давыдов В.М. Автоматизированная обработка результатов эксперимента. Вестник Тихоокеанского государственного университета. 2020;(3):25–32. Режим доступа: https://vestnik.togudv.ru/media/vestnik/articles-2020/025-032_Иванищев_Ю._Г._Давыдов_В._М..pdf (дата обращения: 06.11.2024). Ivanishchev Y.G., Davydov V.M. Automated processing of experiment results. Bulletin of Pacific National University. 2020;(3):25–32. (In Russ.) Available at: https://vestnik.togudv.ru/media/vestnik/articles-2020/025-032_Иванищев_Ю._Г._Давыдов_В._М..pdf (accessed: 06.11.2024).

32. Логинова М.Е., Мовсумзаде Э.М., Фаттахов М.М., Ахтямов Э.К., Четвертнев С.С. Развитие теорий подобия для физико-химических процессов. История и педагогика естествознания. 2022;(4):39–42. https://doi.org/10.24412/2226-2296-2022-4-39-42 Loginova M.E., Movsumzade E.M., Fattakhov M.M., Akhtyamov E.K., Chetvertnev S.S. Development of the theories for similarity of physic-chemical processes. History and Pedagogy of Natural Science. 2022;(4):39–42. (In Russ.) https://doi.org/10.24412/2226-2296-2022-4-39-42

33. Гайназаров А.Т., Абдурахмонов С.М. Системы обработки результатов научных экспериментов. Scientific Progress. 2021;2(6):134–141. Gainazarov A.T., Abdurakhmonov S.M. Systems for processing the results of scientific experiments. Scientific Progress. 2021;2(6):134–141. (In Russ.)

34. Шамина С.В. Проведение корреляционного анализа данных научного эксперимента средствами программы Microsoft Excel. В кн.: Низамутдиновой Н.С. (ред.). Современные проблемы экологии и естественных наук: материалы Национ. (Всерос.) научн. конф., г. Троицк, 15–17 марта 2021 г. Челябинск: Южно-Урал. гос. аграр. ун-т; 2021 2021. С. 150–155

35. Бочкарев С.В., Васильева Т.В., Галиновский А.Л., Даденков Д.А., Колпаков В.И., Костыгов А.М. Планирование и обработка результатов эксперимента. Старый Оскол: ООО «Тонкие наукоемкие технологии»; 2020. 508 с.