a kŐka kft alsózsolcai kavicsbányájában lévő part menti

Műszaki Földtudományi Kar

Geotechnikai Berendezések Intézeti Tanszék

A KŐKA Kft Alsózsolcai Kavicsbányájában lévő part menti

szállítószalag szállítási kapacitásának vizsgálata

Szakdolgozat

Szerző: Magyari Annamária

Bánya és Geotechnika Szakirány

Belső konzulens: Dr. Virág Zoltán István

Egyetemi docens

Külső konzulens: Gyurcsik Péter

Üzemvezető

Dátum: 2013.11.25.

Miskolc, 2013

Eredetiségi Nyilatkozat

"Alulírott Magyari Annamária, a Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Karának

hallgatója büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában kijelentem és aláírásommal

igazolom, hogy ezt a diplomatervet /szakdolgozatot meg nem engedett segítség nélkül,

saját magam készítettem, és a diplomatervben csak az irodalomjegyzékben felsorolt

forrásokat használtam fel. Minden olyan részt, melyet szó szerint, vagy azonos értelemben,

de átfogalmazva más forrásból átvettem, egyértelműen, a forrás megadásával

megjelöltem."

Miskolc, 2013.11.25.

...................................................

a hallgató aláírása

Tartalomjegyzék

1. Bevezetés ....................................................................................................................... 1

2. KŐKA Kft. bemutatása ............................................................................................... 2

2.1. Alsózsolcai Kavicsbánya bemutatása ......................................................................... 3

2.2. Bányatelek adatai ......................................................................................................... 4

2.3. Kitermelés ..................................................................................................................... 4

2.4. Osztályozó rendszer ismertetése ................................................................................. 5

2.5. Törő berendezés működése ....................................................................................... 10

3. A szállítószalagok felépítése....................................................................................... 11

3.1. A szalagpálya legfőbb részei ...................................................................................... 12

3.2. Szállítószalag tisztítása ............................................................................................... 16

3.3. Gumihevederes szállítószalagok tűzvédelme ........................................................... 17

3.4. Biztonságtechnikai előírások ..................................................................................... 18

3.5. Szalag működéséhez szükséges vonóerő szükséglet ................................................ 19

3.6. Parti szállítószalag műszaki paraméterei ................................................................. 20

4. A termelés vizsgálata .................................................................................................. 23

4.1. Termelési idő műszakonként ..................................................................................... 23

4.2. Termelt mennyiség maximumának meghatározása................................................ 24

5. A parti szállítószalag méretezése .............................................................................. 28

5.1. Az 1-es part menti szalag méretezése ....................................................................... 30

5.2. Az 1-es szállítószalag húzóerő diagramjának meghatározása ............................... 39

5.3. Az 2-es part menti szalag méretezése ....................................................................... 43

5.4. A 2-es szállítószalag húzóerő diagramja .................................................................. 46

6. A szállítószalag maximális hossza ............................................................................. 49

7. Összefoglalás ............................................................................................................... 51

1

1. Bevezetés

Szakdolgozatom az Alsózsolcai Kavicsbánya part menti szállítószalagjának

működéséről, és annak terhelhetőségéről szól. A KŐKA Kft. Alsózsolcai bányájának

ismertetése után bemutatom a szállítószalagok általános jellemzőit, majd a part menti

szállítószalagot, és végül a megfelelő számításokkal megvizsgálom egy esetleges

termelés növekedés hatását a szalagrendszerre.

Magyarországon a 19. század közepe táján fellendült az építőipar, nagy mennyiségű

tégla, vas és beton került felhasználásra. Ebből adódóan szükségessé váltak a homok

és kavicsbányák nyitása. A kavics termelés a Lábatlani Cementgyár megnyitásával

egy időben alakult ki, ekkor a termelést a Duna medrének kotrásával végezték. A

bányák a Duna menti kavicsteraszokra és a Tisza, valamint annak mellékfolyói, a Sajó

és a Hernád mentén nyitott kavicsbánya-tavakra települtek. A termelvényt víznívó

alatt 5-6 méterről kotrógéppel hozták a felszínre. Ebben az időben még kezdetleges

eszközökkel, számottevően kézi erővel történt a szállítás, rakodás.

A háború után, az 1950-es években nagymértékben nőtt a kavics iránti kereslet az

újjáépítés miatt, így 1948 és 1950 között a homok és kavicsbányákat államosították.

1960-tól indul egy korszerűsítési folyamat, az elhagyott bányatavakat tovább kotorják,

valamint beépítésre kerülnek a szállítószalagok, amelyek jelentősen növelték a

termelési kapacitást. A minőség javítása érdekében osztályozó rendszereket, illetve

mintavizsgáló laborokat hoztak létre.

A 90-es években a bányák privatizálva lettek, aminek következtében a termelést

nagymértékben befolyásolta a beruházások száma. Ekkor indult meg az autópályák

építése, így azok körzetében jelentős igény jelentkezett (Dr. Bőhm és társai,1999).

2

2. KŐKA Kft. bemutatása

A KŐKA Kft. a BAU HOLDING STRABAG Konszern része, amely a

magyarországi építőipari bányászat érdekeltségeit fogja össze. A Kft. 2000. január 31-

én alakult az ALKA Kft., IDOKŐ DOLOMIT Kft., MECSEKKŐ Kft., ÖKA Kft.,

SZOKA Kft. összeolvadásából, majd később, 2000. augusztus 31-én a CSEHIKŐ Kft.,

valamint a Felsőbabádi Kavicsbánya is a társaság része lett. Magyarországon a KŐKA

Kft. különböző kő- és kavicsbányái a következő helyeken található (1. ábra).

1. ábra KŐKA Kft bányaüzemei Magyarországon

http://www.kokakft.hu/ (2013.11.15)

Ezekben a bányaüzemekben különböző szabványokban előírt, valamint esetenként

egyedi minőségű termékeket állítanak elő. A Kft. foglalkozik beton adalékanyagok, út

és vasút építéshez szükséges zúzott, valamint osztályozott kőanyagok, üveg- és

kerámiaipari nyersanyagok kitermelésével, értékesítésével, illetve a tulajdonában lévő

bányaüzemek bérbeadásával. A cég a minőségirányítási, környezetvédelmi és

munkavédelmi rendszer iránt elkötelezett, amit az bizonyít, hogy a vállalat 2000-től

ISO 9001:2000 szabvány szerinti minőségirányítási rendszerrel, 2003-tól ISO

14001:1996 szabvány szerinti környezetirányítási rendszerrel, 2006-tól pedig OHSAS

http://www.kokakft.hu/

3

18001:1999 szabvány szerint tanúsított munkahelyi biztonsági irányítási rendszerrel

rendelkezik.

2.1. Alsózsolcai Kavicsbánya bemutatása

Az Alsózsolcai bánya Szerencs felől a 37. számú főútról egy bekötőúton, illetve

Alsózsolca felől közúton közelíthető meg. A bányaterület a Sajó-Hernád közötti

hordalékkúpon helyezkedik el, amely területe teljesen sík és nyugodt településű (2.

ábra), felszínére pedig iszapos agyag, homokos iszap, valamint iszap települt. A

kavicsos nyersanyag kavicstartalma átlagosan 60,7 %, homoktartalma átlagosan 39,3

%, ezen kívül az iszaptartalom térfogatszázaléka átlagosan 2,1%.

2. ábra Alsózsolcai Kavicsbánya és környékének felülnézeti képe

(Google Earth 2013.11.15.)

4

2.2. Bányatelek adatai

A társaság működését a Miskolci Kerületi Bányakapitányság 1030/1982. számú

határozatával megállapított

Alsózsolca - I. "kavics"

védnevű bányateleken végzi.

A bányatelek jellemző adatai:

A bányatelek fedőlapja: 110,0 m Balti-magasság (a terep legmagasabb pontja).

A bányatelek alaplapja: 76,3 m Balti-magasság (a fekü legalacsonyabb pontja).

A bányatelek területe: 190,7 ha

Terep átlag magasság szintje: 109,40 m Balti-magasság

Kavicstelep átlagos felszín magasság szintje: 106,2 m Balti-magasság

Fedő átlag vastagsága: 3,2 m

Kavicsréteg átlag vastagsága: 20,9 m

2.3. Kitermelés

A bányászati nyersanyag kitermelése egy MBA-110 típusú billenő gémes, markoló

úszókotró végzi (3. ábra), amelynek névleges teljesítménye 110 m3/h, a kanál térfogata

pedig 4 m3.

5

3. ábra Billenő gémes úszókotró


A termelőgép szakaszos működésű, egy ciklusa a következő műveletekből áll:

kanálsüllyesztés, markolás, kanál felemelés, gém billentés, kanálürítés, gém

visszabillentés. A kanál egy bunkerbe üríti a termelvényt, itt a kiömlési mennyiséget a

kotró kezelője egy kézi kapcsolóval tudja állítani. A feladott anyag egy kétsíkú

osztályozó berendezésre (GFA H2PP 40 mm és 0,5 mm elválasztási szemcsemérettel)

adja fel az anyagot, ahol a 40 mm feletti darabok egy surrantón keresztül

visszakerülnek a vízbe, az alsó sík alatti finomszemcsékkel és vízzel együtt. Innen a

hasznos nyersanyag az áthordó szalagra kerül, majd onnan ledobva a 180 m hosszú

úszó pontonokra rögzített gumihevederes szállítószalag segítségével jut el az 1. számú

part menti szalagra. A két part menti szállítószalag végzi el az anyagmozgatást az

előosztályozóig, ahol előkészítik a homokos kavicsot az értékesítéshez.

2.4. Osztályozó rendszer ismertetése

A 2. számú parti szalagról a termelvény átkerül az előosztályozó berendezésre (4.

ábra), majd innen a mosó-osztályozó szalagrendszerére.


6

4. ábra Előosztályozó berendezés és a felhordó szalag

(szerző saját szerkesztése)

A 0/40-es frakció a parti szalagról a 39 m hosszú szalagvázon lévő 800 mm széles,

1,59 m/s sebességű 3. számú szállítószalagra kerül, amely az anyagot felhordja a mosó

eszközzel ellátott szitára, ahol az anyag előosztályozása történik. Itt leválasztásra kerül

a 32< és a 22/32-es frakció, ezek külön kihordó szalagok révén kerülnek kidepózásra.

A szitasoron átjutó 0/22-es anyag egy dehidrátoros agyagtalanító mosás után a 9.

számú 81,9 m hosszú szalagvázú, 800 mm széles, 1,47 m/s sebességű szalagról a

köztes depóra kerül.

A 0/22-es depó alá egy alagút került beépítésre, ahol 3 darab vibrátoros adagoló

segítségével adható fel az anyag a 11. számú szállítószalagra. Az alagútba beépített

szalag a 12. számú szalagra adja át a 0/22-es frakciót, amely az utóosztályozó

berendezés vibrátoros szitáira hordja fel az anyagot. Itt választják szét az első szitán a

16/22 és a 8/16-os frakciókat, a második szitán pedig a 0/8-as feladásból a 4/8 és a

0/4-es szemcseméretű depótérre kerülő termékeket, A 0/4-es anyag dehidrátoron való

átvezetés után kerül a 17. számú forgózsámolyos szállítószalagra és kideponálásra.

Ezen kívül egy 25 m3-es tárolótartály lett kialakítva a 11-es szalag végén (5. ábra),

amellyel a feladott anyagot az osztályozó berendezés átállítása után 0/16, illetve 4/16-

os termékre válnak szét és kerülnek külön kiépített depóra. Valamennyi deponált

7

anyagot egy kanálmérleggel ellátott L200 típusú Volvo márkájú homlokrakodóval

helyezik teherautókra, és így kerül elszállításra. Ezen kívül újra elindult a vasúti

szállítás is, így már nem csak teherautókkal történik a szállítás, hanem a rakodó

segítségével tehervagonokra rakják a megrendelt mennyiségű és minőségű kavicsot,

így gazdaságosabban tudnak szállítani, akár az ország távolabb eső régióiba is.

Az osztályozó berendezés elemeit az 1. számú táblázat, valamint az 1. sz.

folyamatábra tartalmazza.

5. ábra A 11-es szalag végén kialakított tárolótartály


8

1. táblázat Géplista

Alsózsolcai technológia géplista

Sorszám Gép megnevezése

1 Üzemelő parti szalag

2 Szállítószalag 800 mm X 70 m

3 Szállítószalag 800 mm X 40 m 15°

4 16/32 kihordó szállítószalag 500 mm X 20 m 15°

5 >32 kihordó szállítószalag 500 mm X 32 m 15°

6 Késes-kavicsmosó állványzattal

7 Előosztályozó vibrátor VFS 4218 TT,állványzattal

8 Dehidrátor

9 0/22 depózó szalag 800 mm X 73 m 16°

10 Acélszerkezetű alagút, 3db vibro adagoló

11 Alagútból kihordó szalag 800 mm X 55 m

12 Nedves osztályozó feladó szalag 800 mm X 42 m

15°

13

GfA 2TT 6000/1800 körmozgású vibrációs szita,

GfA 3TTT 6000/1800 körmozgású vibrációs szita,

Dehidrátor, Tartály

14 16/22 termék kihordó szalag 500 mm X 51 m 17°


16 Dehidrátor kihordó szalag 500 mm X 10 m


18 4/16 termék kihordó szalagok 25 m3 tartállyal

(0/16,4/16)



9

1 sz. folyamatábra Az osztályozó rendszer felépítése


10

2.5. Törő berendezés működése

Az előosztályozó rendszernél félredeponált 22 mm-nél nagyobb szemcseméretű

anyag valamint az úgynevezett kulé, egy külön kiépített törő-osztályozó rendszerre

kerül feladásra. Itt a fő feladatot az aprítást egy VORTEX 8-5-4 típusú röpítő törő látja

el, majd innen a töret egy szalag segítségével a Binder SS 1,6x7,7 G száraz

osztályozásra alkalmas rezonancia rostára kerül. Ami a felső szitasík fölött marad

anyag, az visszahordásra kerül a törő berendezésre, illetve a szabványnak megfelelő

ZK 4/11 és ZK 0/4-es tört kavics termékek két külön depóra kerül. A zárt rendszerű

törő-osztályozó technológiát a 6. ábra mutatja.

6. ábra Törő berendezés



11

3. A szállítószalagok felépítése

A szállítószalag olyan berendezés, amely az anyag mozgatására szolgáló

végtelenített, mozgó hevederből áll. A szállítandó anyag a hevederen helyezkedik el és

azzal együtt mozog, ahol az anyag nem csúszik a pályán, hanem a követi annak

mozgását. Ennek a berendezésnek az alkalmazásával kedvező feltételek teremthetők

az ömlesztett anyagok szállításában. A szállítószalagok a 20. század utolsó felében

nagyon gyors fejlődésnek indultak. Mivel a jövesztő géppel közvetlen kapcsolatban

áll, ezért a teljesítményének összhangban kell lennie, amely mára már elérte a 200-

300*103 m

3/nap kotrási-szállítási teljesítményt (Dr. Dakó, 1997). A bányászatban

leggyakrabban gumihevederes szállítószalagokat alkalmaznak, amelynek az elvi

felépítése az 7. ábrán látható.

7. ábra Gumihevederes szalag elvi vázlata

1. hajtott dob, 2. feszített dob, 3. heveder, 4. görgő, 5. terelődob, 6. feladógarat,

7. feszítőmű, 8. hevedertisztító


Kialakítása szerint lehet mozgatható és helyhez kötött. Előnyei közé sorolható a nagy

szállítási kapacitás, a nagy építési távolság, az egyszerű szerkezet, a kis karbantartási

igény, a kopás alacsony mértéke, amely jelentősen növeli a szalag élettartamát,

valamint a kis hajtóteljesítmény igény (Dr. Bocsánczy, 1974).

12

3.1. A szalagpálya legfőbb részei

Az első fontos eleme a heveder. Ez két részből áll, belül egy teherhordó betétből,

amelyet kívülről borítógumi vesz körül. A teherhordó betét lehet szövet, vagy

acélbetét. A textilbetétes heveder szerkezeti felépítése a 8. ábrán látható.

8. ábra Heveder keresztmetszeti vázlata


A szövetbetét lehet pamut, vagy poliamid, poliészter, aramid rayon, esetleg más

műszál, amelyek rendszerint kordszövéssel készülnek. A poliamid és poliészter alapú

műszálak fontos jellemzője, hogy ellenállóbbak a nedvességgel szemben, valamint

kedvezőbb szilárdság érhető el velük. A szilárdságot a betétek számának növelésével

érhetik el, de ez általában 1-6 betétet jelent, mert ha több lenne az már jelentős

vastagságot eredményezne. Az acélbetétes hevederekben a gumiborítás alatt elemi

szálú acélhuzalból készült pászmák helyezkednek el. Ezeket nagyobb pályahosszaknál

és jelentős terhelés esetén alkalmazzák. A tönkremenetelük jelei közé tartozik a

fedőlap kopása, sérülése, a szélgumi kopása, a szövetbetétek szétválása, acélbetétes

hevedernél hosszirányú szakadás, acélkötelek szakadása. A heveder élettartamát

nagyban növelheti, ha a kiválasztását a várható igénybevételnek megfelelően végzik.

A tönkremenetelt befolyásolja a szállított anyag sűrűsége és szemnagysága, valamint a

feladási és átadási ponton az esési magasság. A heveder végtelenítése történhet

mechanikus kötéssel, kapcsolószerkezettel vagy csavarokkal. A kötés lehet hideg vagy

meleg ragasztás. Ezt a műveletet nagy gondossággal kell elvégezni, mivel a heveder

élettartamát befolyásoló tényező a toldás minőssége. A következő fontos eleme a

görgő. A görgők szolgálnak a heveder valamint a felső ágon az anyag szállítására. Két

fajtája van, a tömör és a csőtengelyes. A görgőpalást egy acélcső, amely kovácsolt

vagy sajtolt csapágyházzal kapcsolódik a tengelyhez. A tengely védelmét, annak külső

13

oldalán egy labirinttömítés biztosítja. Ezeknek a rögzítése lehet merev vagy füzér

kialakítású. A görgők elhelyezése különbözik. Mivel a felső ágon történik a szállítás,

így ott sűrűbben elhelyezett, és anyagtól függően kettő vagy annál több görgőt kell

elhelyezni egy vonalban, hogy a heveder vályú alakot vehessen fel. Ezzel szemben az

alsó ágon ritkábban vannak elhelyezve, és egy hosszabb görgő kerül csak beépítésre,

mivel itt nincs szállítás és így nem szükséges a heveder vályús kialakítása.

9. ábra Gumitárcsával ellátott görgő elvi vázlata


A görgők különböző méretűek lehetnek, esetenként gumitárcsákkal ellátottakat is

alkalmaznak (9. ábra) a szennyezett heveder tisztítására, és egy másik gumigyűrűs

kialakításút az átadási pontoknál a dinamikai hatások csökkentése céljából (10. ábra).

10. ábra Gumitárcsás görgő


14

A hevedert és a görgőket tartó szerkezet, amely a hajtófej és a hátsó terelőfej között

helyezkedik el, a szalagváz. A váz 4-8 méteres tagokból kerül megépítésre a kívánt

hosszra, míg a szélessége a heveder méretéhez igazodik. A váz melegen hengerelt

vagy hidegen hajtott U illetve I acélból áll. Funkciói közé tartozik a felső hosszirányú

tartóhoz kapcsolt görgő közvetítésével a heveder és a szállított anyag mozgatása, a

visszatérő hevederág hordozása és a különböző kábeleket vezető kábeltartókat,

villamos szekrényeket és világítótesteket ezen helyezik el. A szalagváz kétféle

kialakítású lehet, helyhez kötött vagy mozgatható. Az elemek összekapcsolása kijelölt,

előkészített nyomvonalon történik, ugyanis ha a tagok valamilyen irányban eltérnek a

síktól, a görgőkre jelentős túlterhelés adódhat. A köztük lévő távolságot a felső

görgőcsoportok osztása határozza meg. A hajtófej, vagy más néven szalagfej magába

foglalja a hajtódobot, a hajtásegységet (motor+hajtómű), a feszítőművet, a villamos

berendezést és a kezelőpultot. A szalagdob a heveder hajtására szolgál. Ez egy

hengerített lemez szerkezet, amelynek a két végét behegesztik, hagyva egy kis nyílást

a dobtengelynek. A dob palástja és a heveder között súrlódásos erőátvitel van, amely

biztosítja a szállításhoz szükséges vonóerőt. Ennek a súrlódásnak a növelésére

különböző dob burkolatok vannak. Ilyen például a kerámia burkolat, a bordázott

alumínium lemez, továbbá a sima vagy hornyokkal ellátott gumilemez burkolat (11.

ábra).

11. ábra Hornyolt gumibevonatú hajtódob


15

A dob tengelyéhez kapcsolódik a hajtásegység (12. ábra)., amely a hajtóművet és a

motort foglalja magába és általában közös acéllapra vannak elhelyezve.

A hajtómű kúp-, és tányérkerék bemenő fokozattal, illetve homlokfogaskerékkel lehet

ellátva. A villamos motor lehet csúszógyűrűs vagy rövidrezárt, ami a hajtóművel egy

rugalmas merev tengelykapcsolóval, illetve állandó vagy változtatható töltöttségű

hidraulikus tengelykapcsolóval van összekötve. Ezeken a hajtásegységeken szükség

van kétpofás súrlódó fék, nagyobb teljesítményű hajtások esetén tárcsafék

alkalmazására. A szalagszerkezet másik végén található a feszítőmű, amely biztosítja a

megfelelő nagyságú feszítőerőt, amely segítségével a hajtódobon létre jön a hevederre

átvihető húzóerő, valamint a heveder belógása a megengedett határon belül marad. Ez

függ a pálya hosszától és a hevederbetétektől is.

A feszítés történhet:

- csavarorsóval

- feszítősúllyal

- feszítőcsörlővel

12. ábra Motor és hajtómű


16

- hidraulikus vagy hidropneumatikus hengerrel.

A hátsó terelőfej a szalag végén az alsó hevederágat visszafordítja a felső ágba. A

dobot elmozdulás ellen rögzíteni kell. Nagy hosszúságú szalagok esetén ez a dob is

felszerelhető hajtással, amely az alsó hevederág ellenállásának leküzdésére szolgál

(Dr. Dakó, 1997).

3.2. Szállítószalag tisztítása

Az üzemeltetés során vannak helyek, ahol tisztítást, takarítást kell alkalmazni. Ezen

karbantartási munkálat hiánya megnöveli az ellenállásokat, csökkenti a heveder és

görgők élettartamát, nehezíti az üzemzavar elhárítási munkákat. A szennyezés forrása

a következők lehetnek:

- anyagleszóródás a feladóasztalnál, valamint a heveder túltöltése

miatt

- nedves, tapadó anyag szállításakor a heveder tisztítása során lehulló

anyag

- átadási pontok túltöltése esetén.

A szalagpálya takarítása kis teljesítményű szalagoknál kézi erővel történik, míg nagy

teljesítményű, hosszú szalagok esetén gépi berendezéseket alkalmaznak. Ezeknek a

gépeknek két típusa van:

- lapátoló gépek

- légsugárral működő gépek.

A heveder tisztítása gumi, kerámia vagy műanyag betétes lehúzó tisztítóval történik.

Ezt a hajtófejen helyezik el az anyagleadás után. A lehúzók számát a szennyezettség

foka határozza meg, nagyon tapadós, szennyező anyag esetén két vagy több lehúzót is

alkalmazhatnak (Dr. Dakó, 1997). Ilyen lehúzó szerkezetet alkalmaznak az

Alsózsolcai Kavicsbánya szállítószalagjainál is (13. ábra).

17

13. ábra Hevedertisztító berendezés


3.3.Gumihevederes szállítószalagok tűzvédelme

A külfejtéses szalagok esetleges oltása nem koncentráltan zajlik, mivel több km

hosszú szakaszra is kiterjedhet. Az oltás nehézségeire való tekintettel elsősorban a

tüzek megelőzésére törekednek. Legfőbb tűzveszélyek a szalagok esetén:

- heveder megcsúszása a hajtódobon

- helytelenül beállított vagy elromlott fékrendszerek

- elektromos zárlatok

- tönkrement görgők csapágymelegedése, izzása

- emberi gondatlanság (tűzrakás, gondatlan hegesztés).

A tűzesetek elleni védekezésre a hajtófejeknél kezelő felügyelettel, illetve tűzoltó

készülékek elhelyezésével lehet felkészülni. Ezen kívül célszerű olyan görgőket

alkalmazni, amelyek nem tartalmaznak éghető anyagot a belső szerkezetükben sem. A

gumírozott görgők kialakításának is olyannak kell lennie, hogy a csapágyazás

18

környezetét szabadon kell hagyni a jobb hőelvezetés miatt. További veszélyt jelent

még a szövetbetétes szalagok esetén a szélgumi lekopása után kibomló betétszálak,

amelyek a görgők tengelyvégeire csavarodhatnak, és a csapágy melegedése, izzása

estén meggyulladhatnak. Görgőcsapágy által keltett tűz során azonnali beavatkozás

hiányában a heveder meggyulladhat, amely nagy károkat okozhat. Nagy

külfejtésekben az oltáshoz szükséges vizet a pálya mentén műanyag csőrendszerben

vezetik. Görgőtűz észlelése során a szalagot nem szabad leállítani, csak az oltás

elvégzése után.

3.4. Biztonságtechnikai előírások

A szalagok üzemeltetése igen balesetveszélyes, hiszen az itt előforduló balesetek

jelentős része súlyos vagy halálos kimenetelű, ezért a biztonsági előírások betartása és

a munkavédelem nagyon fontos. A biztonsági előírások a következőkben jelennek

meg:

- bányahatósági előírások

- ide vonatkozó szabványok

- üzemen belüli szabályzatok

- kezelési és karbantartási útmutatók.

A balesetek történhetnek emberi mulasztásból, ismerethiányból illetve műszaki

hibából. Gyakran előforduló baleseti okok:

- mozgó hevederre való feljutás

- váratlan indulás következtében leugrás

- alsó hevederágra való beesés

- heveder és dob közé való beesés, becsúszás

- kapcsolóházban történő kis- vagy nagyfeszültségű áramütés

- heveder csere alkalmával a behúzás alatti heveder kipattanása.

Az érvényes előírások és szabályzatok betartásával a balesetek megelőzhetőek, ezért a

munkafelügyelet és a munkavédelem fontos része (Dr. Dakó,1997).

19

3.5. Szalag működéséhez szükséges vonóerő szükséglet

A hevederes szállításhoz szükséges vonóerő két részből tevődik össze, az egyik a

mozgatási erő, a másik az emeléshez szükséges erő. A mozgatási ellenállás áll a pálya-

, a mellék- illetve a járulékos ellenállásokból. A pályaellenállás a szalagpálya teljes

hosszán fellép és egyenletesen oszlik el. Bele tartozik a görgők futási ellenállása,

amelyet tulajdonképpen a csapágyazás befolyásol. Meghatározhatja a kenőanyag

keveréke, a csapágytömítés súrlódása és a golyóscsapágy gördülési ellenállása.

Mindez függ a sebességtől és a hőmérséklettől. A görgők és a heveder közötti

gördülési ellenállást a borítógumi belső súrlódása okozza. Ez azt jelenti, hogy amikor

a heveder találkozik a görgővel, akkor deformálódik. Minél nagyobb a görgő átmérője,

az ellenállás annál kisebb, valamint ezen kívül függ még a terheléstől is. A következő

része a heveder és az anyag mángorlási ellenállása. Ez a belső súrlódásnak

köszönhetően jön létre. A gyakorlatban ez a mángorlási ellenállás azt jelenti, hogy két

görgő között a heveder az anyaggal belóg, így mikor az a görgőhöz ér kissé

feltorlódik, majd a görgő tetejére érve szétterül a hevederen. Ezt a belógást a húzóerő

növelésével lehet csökkenteni. Az ellenállás következtében pedig nő a vonóerő

szükséglet. A pályaellenállásokat számítás során, egy tapasztalati úton meghatározott

pálya ellenállási tényezővel (f) veszik figyelembe. ennek a f-nek az értéke a

következők szerint változik:

- jó állapotú szalagpálya esetén: f=0,018

- átlagos szalagnál: f=0,02-0,022

- rossz, fagyveszélyes környezetben: f=0,024-0,03.

A mellékellenállás áll a dobok forgatási ellenállásából, a heveder hajlítási

ellenállásából a dobon, a heveder és a dobtisztítók ellenállásából valamint az anyag

feladásának az ellenállásából. Ezen ellenállások összességében egy C korrekciós

tényezővel vehetőek figyelembe. Száz méternél nagyobb szalagpálya hossz esetén

, ahol L a pálya hosszát jelöli méterben. Ezek után már felírható, hogy a

szállításhoz szükséges vonóerő hogyan is számítható:

20

Külön kifejtve a mozgatáshoz szükséges erőt:

felső ágon- ( )

alsó ágon- ( )

- L: pályahossz [m]

- f: pálya ellenállási tényező

- g: nehézségi gyorsulás (9,81 m/s2)

- qa: anyag folyóméter tömege [kg/m]

- qh: heveder folyóméter tömege [kg/m]

- qg,f: felső ági görgő folyóméter tömege [kg/m]

- qg,a: alsó ági görgő folyóméter tömege [kg/m]

- α: pálya emelkedési szöge [°]

Emeléshez szükséges erő számítási képletei:

felső ágon: ( )

alsó ágon:

Ezeket a képleteket összevonva és a C korrekciós tényezővel kiegészítve a következőt

kapjuk:

- felfelé szállítás:

( )

- lefelé szállítás:

( )

3.6. Parti szállítószalag műszaki paraméterei

A part menti gumihevederes szállítószalag három részből tevődik össze. Az úszó

szalagról a kitermelt anyag az 1. számú szalagra kerül. Innen egy 32 méter hosszú

átrakó szalag után a 2. számú szállítószalagra jut. Ennek a három szalagnak a

paramétereire lesz szükségünk. Egy szállítószalag műszaki jellemzőit, mint például a

21

görgők és dobok geometriai adatait és a szalag fizikai jellemzőit vehetjük

katalógusokból, de pontosabb eredményt kapunk a számítások során, ha lemért és

ellenőrzött adatokkal számolunk. Ennek megvalósítása érdekében mérőszalag

segítségével megmértem a geometriai paramétereket, valamint egy villamosmérnök

szakember közreműködésével a hajtódobok fordulatszámát és a villamos szekrényben

mért, terhelés alatt felvett áram erősségét. Ezek táblázatba foglalva a következő

adatok:

2. táblázat A part menti szalag műszaki paraméterei

Part menti szalag 1. 2. átrakó

1-ről

hajtódob átmérő

[mm] 700 700 700

fordítódob átmérő

[mm] 500 500 500

szalagváz [mm] 325110 429000 32020

szalaghossz [mm] 684200 861800 67840

szalag szélesség

[mm] 800 800 800

szalag vastagság

[mm] 10 10 10

fordulatszám

[1/min] 75,6 76 68

motor teljesítmény

[kW] 40 75 15

felső görgő (gumi)

[mm] 110x380

felső görgő [mm] 135x380 110x380 140x380

alsó görgő [mm] 110x1150 89x1150 89x1145

hajtódob csapágy SN 520 SN 220 SN 520

felvett áram [A] 57 92 17

felvett teljesítmény

[kW] 21,66 34,96 6,46

névleges áram [A] 82 148 32

anyag fm. tömege

[kg/m] 35 36 39

sebesség [m/s] 2,77 2,78 2,49

Qt [t/h] 348,95 360,82 349,75


22

A táblázat számolt értékeit excel táblázatban végeztem el a következő képletek

alapján:

- felvett teljesítmény [kW]:

If : felvett áram erőssége [A]

- szalag sebessége [m/s]: (

)

D: hajtódob átmérője [mm]

f: fordulatszám [1/min]

- szállítási kapacitás [t/h]:

: anyag folyóméter tömege [kg/m]

v: szalag sebessége [m/s]

A táblázat alapján megállapítható, hogy a három szalag közül az 1-es szalag a

leggyengébb, így annak a terhelhetőségét kell figyelembe vennünk. Ennél a szalagnál

továbbá azt is figyelembe kell venni, hogy a termelőgép átállásai miatt folyamatos

hosszváltoztatásra van szükség, így a motornak és hajtóműnek ezeket a változásokat is

ki kell bírnia.

23

4. A termelés vizsgálata

Az Alsózsolcai Kavicsbányában jelenleg egy darab MBA-110 típusú kotrógép

üzemel, és ennek a gépnek a termelési kapacitásához van méretezve a szállítószalag is.

Első feladatomként a műszakjelentések segítségével meghatározom, hogy valójában

mekkora kotrási teljesítménnyel dolgozik a termelőgép.

A termelés maximális kapacitásának meghatározásához a 2013. évi május havi

műszakjelentést valamint az osztályozó berendezésnél lejegyzett valós termelési időt

tartalmazó jegyzéket vettem alapul, mivel ebben a hónapban viszonylag egyenletes

volt a termelés, valamint nem történt nagyobb műszaki meghibásodás, ami több napos

termeléskiesést okozott volna. A műszakjelentésben megtalálható a műszak során

dolgozók névsora, a törő berendezésen feldolgozott kavicsmennyiség, a kitermelt

anyag kanál számban mérve, továbbá az utóosztályozónál feldolgozott anyag

tonnában, ezen kívül a kiesett munkaórák száma és azok okai időre lebontva. A valós

termelési idő jegyzéke percre pontosan tartalmazza a gép üzemelésének idejét, amely

fontos momentuma az óránkénti átlagos termelés meghatározásában.

4.1. Termelési idő műszakonként

A kotrógépet műszakonként általában két ember működteti, mert a feladatkörükbe

nem csak a termelőgép üzemeltetése tartozik, hanem ők felügyelik a szita, valamint az

úszópontonos szállítószalag működését. A délelőttös és délutános műszakok változó

hosszúságúak, jelen esetben a hónap első pár napjában 8, míg a további időszakban 10

órás műszakokban dolgoztak a munkások, amelynek oka a kereslet változása. Ezen

kívül a termelést nagyban befolyásolja a gép meghibásodása, áramszünet, az időjárás

valamint a kotrógép átállása is időigényes folyamat.

Ezeknek a megoszlását május hónapban az 14. ábrán látható körcikk diagrammal

szemléltetem.

24

14. ábra Termeléskiesés idő szerinti megoszlása


A diagramról leolvasható, hogy a géphibák és a folyamatos karbantartás miatt áll

leggyakrabban a termelés. A hónapban ledolgozott teljes munkaórák száma 389 óra,

ebből pedig az előbb szemléltetett okok miatt kicsivel kevesebb, mint 81 órányi

termeléskiesés volt.

4.2. Termelt mennyiség maximumának meghatározása

A termelt anyag kanálszáma az óránkénti átlagtermeléssel együtt az 3. táblázatban

és az 15. ábrán lévő diagramon szerepel. Itt feltüntetve a műszakjelentésben szereplő

és a gép valós üzemideje alapján meghatározott mennyiségeket, valamint a hónapban

összesen kitermelt anyag mennyiségét és az átlagos óránkénti termelést. A szürkével

szedett rész a munkaszüneti napokat jelöli.

21

3

44,333

0

7,5

5

folyamatos karbantartás

javításon felüli állás

géphiba

áramszünet

időjárás

átállás

25

3. táblázat Május havi termelés napi lebontásban

nap

termelés

(kanál) kanál/h

kanál/h

(valós)

termelés

(h)

valós

termelés

(h)

1. 202 16,83 12,00 0

2. 297 12,82 23,71 23,50 12,42

3. 485 21,55 25,76 22,50 18,96

4. 472 21,43 24,26 22,00 19,4

5. 495 22,52 26,44 22,00 18,75

6.

7.

8. 510 22,31 26,10 22,83 19,45

9. 286 18,85 16,02 15,33 16,92

10. 424 19,27 18,65 22,00 22,76

11. 106 14,50 22,22 10,00 1,89

12. 216 15,74 18,94 14,30 11,46

13.

14.

15. 153 20,23 28,40 7,50 6,15

16. 0 0,00 0

17. 174 23,20 34,05 7,50 5,11

18. 70 21,54 22,73 3,25 3,08

19. 315 22,49 15,81 14,00 9,17

20.

21.

22. 0 0,00 0

23. 240 15,67 22,74 15,50 11,03

24. 334 22,27 27,94 15,00 12

25. 329 21,93 26,20 15,00 12,62

26. 373 24,08 27,65 15,50 13,55

27.

28.

29. 334 23,00 27,29 14,50 12,25

30. 294 21,75 30,09 13,66 9,82

31. 163 24,45 27,58 6,66 5,91

össz 6272 314,53 242,7

átlag 20,31 24,63


26

15. ábra Óránkénti termelés


A diagramon látszik, hogy vannak egyenletes szakaszok, és vannak olyan napok,

amikor a két adat eltér egymástól. Ennek több oka lehet, például a műszak során

valamilyen műszaki hiba keletkezett, a termelőgépet kezelő személyzet különböző

módon végezte a munkáját, vagy éppen a dokumentációt kissé pontatlanul vezették.

Ami viszont jól meghatározható az adattábla alapján, hogy az átlagos óránkénti

termelés 20 és 25 kanál/h között van. De mivel nekünk a parti szalag maximális

terhelését kell meghatároznunk, ezért a diagram alapján a legkiugróbb értékkel kell

számolnunk, aminek értéke: Qk = 34,0509 kanál/h. Egy kanál térfogata Vk = 4 m3, így

a szállítószalagra

⁄

⁄

szállítási teljesítmény jut.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

kanál/h

nap

termelés

valós termelés

27

Mivel vízzel átitatott homokos kavicsról van szó, így annak a sűrűségét a 4. táblázat

alapján, közelítőleg = 2,2 t/m3-nek vettem. Ebből adódóan a t/h-ban kifejezett

szállítási teljesítmény:

⁄ ⁄

⁄

4. táblázat Szállított anyag jellemzői

Szállított

anyag

Testsűrűség

[t/m3]

Önbeálló

rézsűszög [°]

Maximális

szalagemelkedés [°]

Meddő 1,6-1,7 15 17

Barnaszén

nedves 0,9 15-20 18-20

Osztályozatlan

kavics 1,8 15 18-20

Osztályozott

kavics 1,5-2,5 18 12-15

Kavics és

homok (vizes) 2,0-2,4 15 20

Agyag (nedves) 1,8 15-18 18-20


28

5. A parti szállítószalag méretezése

A part menti szalagot két azonos típusú kotró üzemelésére kell méretezni, így a

szállítási teljesítmény a következő képen változik:

⁄

⁄

Alapadatok:

- szállítandó anyag: nedves homokos kavics

- az anyag tulajdonságai:

térfogatsúlya: ⁄

szemnagysága:

- szükséges szállítóteljesítmény: ⁄

- szállítási út: szintes, hossza

A homokos kavics feladása az 1-es szalag kezdőpontjában történik az úszó szalagról,

majd a szalag végén egy átadószalagra, ahonnan a 2-es szalagra kerül a termelvény.

Az anyag leadása a 2-es szalag végén történik. A szállítószalag üzemórája változó a

műszakok hossza miatt, de számoljunk a maximális napi 20 órás üzemeléssel. A

szállítási teljesítményt a biztonság érdekében növeljük meg 30%-al. Így a kívánt

legnagyobb szállítóképesség:

⁄

⁄

Ebből adódóan a volumetrikus szállítási teljesítmény:

⁄

⁄

⁄

A heveder szélessége így már meghatározható a sz. táblázat alapján Qv , h és

ismeretében, háromgörgős elrendezés esetén, ahol β = 45°, 1000 mm széles hevedert

29

javasol. Innen a heveder sebességének meghatározásához a következő képletet

alkalmazzuk:

Ahol:

- Qv: volumetrikus szállítási teljesítmény [m3/h]

- A: szállítási keresztmetszet [m2]

- c1, c2: teljesítménycsökkentő tényezők.

5. táblázat Szállított anyag keresztmetszete

Heveder

szélesség

[mm]

Rézsűszög β = 15°

Görgő dőlésszöge

20° 35° 45°

650 0,0366 0,0456 0,049

800 0,0574 0,0714 0,0767

1000 0,0935 0,1163 0,1247

1200 0,137 0,1705 0,1828

1400 0,1903 0,2368 0,2536

1600 0,2519 0,3134 0,3355


6. táblázat Teljesítménycsökkentő tényező értéke a rézsűszög függvényében

δ 0 4 8 12 14 16 18 20 22 24

c1 1 0,99 0,97 0,95 0,93 0,91 0,88 0,85 0,81 0,78


A szállítási keresztmetszet az 5. táblázat alapján A = 0,1247 m2 , a c1 = 0,85 és a c2 = 1

adódik a 6. táblázat alapján. Ezen értékek ismeretében a sebesség már számolható.

30

⁄

⁄

A szabvány alapján az 1000 mm széles heveder sebességének legalább 2,5 m/s-nak

kell lennie, ezért csökkentenünk kell a heveder szélességét 800 mm-re.

Így A = 0,0767 m2, c1 = 0,85, c2 = 1, a sebesség eredménye pedig módosul.

⁄

⁄

5.1. Az 1-es part menti szalag méretezése

A következő lépésben a hajtás teljesítményszükségletét kell meghatároznunk.

Ehhez a heveder meghajtásához való erőszükségletet állapítjuk meg. Ez az erő egyenlő

a hajtó dobon fellépő kerületi erővel, amely több részből tevődik össze. A legelső

ilyen erő maga a heveder vontatásához szükséges húzóerő a következő képlet alapján,

ahol a görgők folyóméter tömegét a 7. táblázat, a heveder négyzetméter súlyát pedig a

8. táblázat mutatja:

( )

Ahol:

- C: korrekciós tényező

- L: szalag hossza [m]

- f: pálya ellenállási tényező

- g: nehézségi gyorsulás [m/s2]

- qa: anyag folyóméter tömege [kg/m]


- qg,f: felső görgő folyóméter tömege [kg/m]

- qg,a: alsó görgő folyóméter tömege [kg/m].

31

Alapadatok: - L = 325,11 m

- g = 9,81 m/s2

-

- f = 0,022

- qg,f = 15,6 kg/m

-

⁄

⁄

-

⁄

⁄

⁄

-

⁄

⁄

⁄

7. táblázat Görgők folyóméter tömege

B

[mm]

görgő

ø

[mm]

görgők száma

1 2 3 5

650

88,9 5,5 6,3 7

- 108 8 9 9,8

133 10,8 12,1 13,1

800

88,9 6,7 7,4 8,3 9

108 9,8 10,6 11,6 12,4

133 13,3 14,2 15,6 16,3

1000

108 11,7 13,2 13,6 14,2

133 15,9 17,8 18,2 18,9

159 21,9 24,7 26,3 28

1200

108 14,2 15 16,3 16,3

133 19,3 20,5 22,3 21,7

159 26,1 28 24,5 31,9


32

8. táblázat Heveder négyzetmétersúlya

Heveder

betétszáma és

típusa

Felső és alsó borítógumi

vastagság [mm]

2/1,5 3/2 4/2 5/2

Heveder négyzetmétersúlya

[N/m2]

2 B63 69 88 99 121

3 B63 84 102 113 136

4 B63 99 117 128 150

5 B63 112 131 142 165

2 R 125 72 89 101 124

3 R 125 88 108 117 140

4 R 125 104 121 133 156

5 R 125 120 138 141 172

3 EP 125 78 95 107 130

4 EP 125 90 108 119 142

5 EP 125 103 120 132 155


Számítás:

( )

⁄ (

⁄

⁄

⁄

⁄ )

A második erő az anyag feladásánál a gyorsításához szükséges erő:

33

Ahol:

- Qmax: szállítási teljesítmény [kg/s]

- v: heveder sebessége [m/s]

- v0: anyag kezdeti sebessége [m/s].

Alapadatok:

- Qmax=779,0845 t/h=216,4124 kg/s

- v=1,509 m/s

- v0=0 m/s

Számítás:

⁄ ⁄

⁄

Mivel kiegészítő berendezések nincsenek, valamint a szalag szintes kialakítású ezért

már csak egy erő számítása szükséges, ez pedig a heveder és dobtisztítók súrlódásából

adódó erő:

Ahol:

- p: tisztító vonalnyomása [N/m]

- l: tisztító berendezés hossza [m]

- µ: súrlódási tényező.

Ebben az esetben a hevedertisztító hossza megegyezik a gumiszalag szélességével,

vagyis l = 800 mm, a gyakorlatban a p = 200-500 N/m, a µ = 0,6-0,8 közötti érték.

Ebből adódik, hogy

⁄

34

Így a teljes erőszükséglet:

Ezek után már meghatározható a hajtáshoz szükséges motorteljesítmény:

Az = és v = 1,508 m/s

⁄

Ez azt jelenti, hogy egy 30 kW-os motor képes működtetni a szállító berendezést.

A következő lépésben meghatározzuk a heveder hajtásának típusát, amely lehet egy

vagy többdobos. Egydobos hajtás esetén az átvihető kerületi erő (16. ábra)

Itt:

- F: meghajtás erőszükséglete

- T1: felső ágon a hevederben ébredő erő

- T2: alsó ágon a hevederben ébredő erő.

35

16. ábra Hevederben ébredő erők vázlata


Maximális húzóerő a hevederben:

Előfeszítő erő meghatározása a következő képlet alapján:

Ahol:

- F: meghajtás erőszükséglete

- µ: súrlódási tényező

- α: a heveder dobra való felfutása és lefutása közötti kerületi

szög.

A µ súrlódási tényező, mivel enyhén poros nyirkos körülmények között vagyunk, a

dob felülete pedig gumi hornyokkal ellátott, ezért µ = 0,35-0,4 a 9. táblázat megfelelő

értékeinek kiválasztásával, az α maximális értéke 225°, így mi számoljunk ezzel az

értékkel, természetesen radiánba átváltva, α = 1,25*π.

36

9. táblázat Súrlódási tényező értéke

Hajtódob

felülete

A dob felülete üzem közben

nedves v.

erősen poros

nyirkos v.

poros száraz

Sima acél 0,10-,15 0,15-0,20 0,30

Alumínium 0,15-0,20 0,25-0,30 0,40

Gumival

bevont 0,15-0,20 0,20-0,30 0,40

Hornyolt

gumibevonat 0,30-0,35 0,35-0,40 0,50

Kerámia

bevonat 0,35-0,40 0,40-0,45 0,55


Az adatokat behelyettesítve a csúszásmentes működéshez szükséges előfeszítő erő:

A heveder belógását is ki kell számolnunk, mert a feszítés során a belógást akadályozó

erő és az előfeszítő erő közül a nagyobbat kell figyelembe venni.

Ahol:


- g: nehézségi gyorsulás [m/s2]

- t: görgőosztás [m]

- a: belógás mértéke [m].

Adatok:

- qh = 8,807 kg/m

- g = 9,81 m/s2

- t = 3 m

37

- a = 0,01*t = 0,01*3 m = 0,03 m

Számítás:

⁄ ⁄

Tehát mivel az előfeszítő erő nagyobb a belógást akadályozó erőnél, ezért a

súlyfeszítésnél a T = 5567,14 N-t kell alkalmazni. Innen a maximális húzóerő:

A hevedert az MI 8634 szerint választjuk ki, innen a betétek száma az alábbi képlet

alapján határozható meg:

Ahol:

- z: betétek száma

- n: biztonsági tényező (6-10)

- Kz: hevederbetét szakítószilárdsága [N/cm]

- Tmax: maximális húzóerő [N]

- B: heveder szélessége [mm].

Az n=8 értéket vesszük, és így a számítás a következők szerint alakul:

⁄

38

10. táblázat Heveder betétek száma

Fajlagos

szakítószilárdság

z*Kz [N/cm]

Betéttípus

B63 R1

25

EP

125

Betétszám

1000 2

1250 2

1600 3

2000

2 2

2500 4 2 2

3150 5 3 3

4000

4 4

5000

4 4


A 10. táblázat szerint kiválaszthatjuk a hevedert a z*Kz szorzat alapján. Ebből adódik,

hogy a B63 típusú heveder 4 betéttel megfelelő a szállítószalag üzemeltetéséhez.

Ezután a dobok átmérője is meghatározható az előbbi összefüggés alapján. Itt a

heveder kihasználási fokát vesszük figyelembe, amely értéke 0,3 és 0,8 között

változhat.

Innen:

⁄

39

Azaz a heveder 88%-os kihasználású húzással szemben. A heveder típusa és a

kihasználási fok alapján a 11. táblázatból kiolvasható a legkisebb hajtódob átmérő,

amelynek a legkisebb értéke 500 mm, míg a terelődobé 315 mm-nek adódik.

11. táblázat Hajtódob átmérő értéke

Dob

jellege

Kihasznált-

ság [%]

heveder

típus

Betétszám

2 3 4 5

Hajtó-

és

feszítő

dob

60-100

B63,

EP125 250 400 500 630

R1 25 315 500 630 800

30-60

B63,

EP125 200 315 400 500

R1 25 250 400 500 630

0-30

B63,

EP125 160 250 315 400

R1 25 200 315 400 500

terelő

dob

60-100

B63,

EP125 160 250 315 400

R1 25 200 315 400 500

30-60

B63,

EP125 125 200 250 315

R1 25 160 250 315 400

0-30

B63,

EP125 100 160 200 250

R1 25 125 200 250 315


5.2. Az 1-es szállítószalag húzóerő diagramjának meghatározása

A húzóerő diagram meghatározásához először szükséges az ágankénti erőigényt

kiszámolni. Az 1-es szalag elvi vázlatát mutatja az 17. ábra.

40

17. ábra Az 1-es szállítószalag elvi vázlata


Ennek az ábrának megfelelően számoljuk ki az ágankénti erőt. Ehhez az alapadatok a

következőek:

- L = 325,11 m

- f = 0,022

- g = 9,81 m/s2

- qh = 8,807 kg/m

- qa = 143,414 kg/m

- qg,a = 3,267 kg/m

- qg,f = 15,6 kg/m

Számítás:

( )

⁄ (

⁄

⁄

⁄ )

( ) ⁄ (

⁄

⁄ )

A következő lépésben a feladásnál fellépő erőt számítom ki, mivel ez a diagram

lefutásában szakadást okoz. Az ehhez tartozó adatok:

- Qmax = 216,4124 kg/s

41

- v = 1,509 m/s

Számítás:

⁄ ⁄

A diagram elkészítéséhez már csak az ágankénti feszítőerőt kell meghatározni, amely

a belógást mérsékli.

Adatok:

- qh = 8,807 kg/m

- qa = 143,414 kg/m

- g = 9,81 m/s2

- tf = 1 m

- ta = 3 m

- a = 0,01*t: aa = 0,03 m, af = 0,01 m

Számítás:

(

⁄

⁄ ) ⁄

⁄ ⁄

Ezekből az értékekből már megrajzolható a húzóerő diagramja az 1-es

szállítószalagnak (18. ábra). Először felvesszük a feszítőerőket a megfelelő ágakon,

majd ezt követően úgy rajzoljuk meg az ágankénti erőt, hogy az a feszítőerőnél

nagyobb érték legyen. Külön figyelni kell a feladás pontjában létrejövő szakadásra a

diagramon.

42

18. ábra Az 1-es számú szállítószalag húzóerő diagramja

43

5.3. Az 2-es part menti szalag méretezése

Az előző számításhoz hasonlóan számítható a 2-es szalag hajtásához szükséges

paraméterek, azzal a különbséggel, hogy itt a szállítási távolság nagyobb, L2 = 429 m.

A szállítási teljesítmény és a heveder sebessége megegyezik az 1-es szalag adataival,

Qv = 345,1293 m3/h, valamint v= 1,509 m/s. A heveder meghajtásához szükséges

húzóerő:

( )

A képletben változik C értéke, mivel ez függ az L nagyságától.

Számítás:

( )

⁄ (

⁄

⁄

⁄

⁄ )

Az anyag feladásánál fellépő gyorsító erő F2, és a tisztító berendezés által keltett

súrlódási erő F3 szintén megegyezik az 1-es szalag eredményeivel, azaz:

44

Ebből adódóan a teljes erőszükséglet a heveder hajtásához:

Tehát a hajtáshoz szükséges teljesítmény = 0,85 esetén:

⁄

Ebből adódik, hogy a 2-es szalagot egy 37 kW-os motor már képes meghajtani. A

következő lépés itt is a maximális feszítőerőt határozzuk meg. mivel itt is egydobos

hajtást veszünk figyelembe a maximális húzóerő az előzőekkel azonosan:

Ebből az előfeszítő erő:

A heveder belógását megakadályozó feszítő erő egyezik az 1-es szalagéval:

⁄ ⁄

Itt is látszik, hogy az előfeszítő erő nagyobb, mint a belógás elleni feszítő erő, ezért a

nagyobb erővel számolunk:

45

A heveder betétszáma most már meghatározható:

⁄

A táblázatból kiválasztjuk a megfelelő heveder típust, amely az R1 25 típusú 3 betétes

heveder. Ezt követően meghatározható a hajtó- és terelődob átmérője a kihasználási

fok alapján:

⁄

Ez azt jelenti, hogy a heveder, húzással szembeni kihasználási foka 87%, a táblázat

szerint pedig a hajtódob minimális átmérője 500 mm, a terelődobé pedig 315 mm.

Mivel minden fontos paramétert meghatároztunk a szállítószalaghoz, ezek már

összehasonlíthatóak a jelenleg üzemelő szalag jellemzőivel, amelyet a 12. táblázat

mutat.

12. táblázat A jelenlegi és a tervezett szállítószalag jellemzői

Part menti szalag jelenlegi tervezett

1. 2. 1. 2.

hajtódob átmérő

[mm] 700 700 min. 500 min.500

fordítódob

átmérő [mm] 500 500 500 500

szalagváz

[mm] 325110 429000 325110 429000

szalag szélesség

[mm] 800 800 800 800

szalag vastagság

[mm] 10 10 10 10

szalag sebesség

[m/s] 2,77 2,78 1,509 1,509

teljesítmény

[kW] 40 75 30 37

felső görgő

[mm] 135x380 110x380 135x380 110x380

alsó görgő

[mm] 110x1150 89x1150 110x1150 89x1150


46

Innen megállapítható, hogy a dobátmérők megfelelnek, a heveder szélessége és

vastagsága is, valamint a görgők mérete is megfelelő. A motorok teljesítménye

mindkét szalagnál nagyobb a szükségesnél, így azok biztosan képesek lesznek a szalag

meghajtására.

5.4. A 2-es szállítószalag húzóerő diagramja

A húzóerő diagram meghatározásához itt is először szükséges az ágankénti

erőigényt kiszámolni. A 2-es szalag elvi vázlatát mutatja az 19. ábra hasonlóan az 1-es

szalaghoz.

19. ábra A 2-es szállítószalag elvi vázlata


Ennek az ábrának megfelelően számoljuk ki az ágankénti erőt. Ehhez az alapadatok a

következőek:

- L = 429 m

- f = 0,022

- g = 9,81 m/s2

- qh = 8,807 kg/m

- qa = 143,414 kg/m

- qg,a = 3,267 kg/m

- qg,f = 15,6 kg/m

Számítás:

( ) ⁄ (

⁄

⁄

⁄ )

47

( ) ⁄ (

⁄

⁄ )

A következő lépésben a feladásnál fellépő erőt számítom ki, ami megegyezik az 1-es

szalagnál fellépő erővel, mivel a tömegáram és a sebesség is megegyezik. Tehát a

következőt kapjuk:

Ffeladás = 489,85 N ≈ 0,49 kN

A diagram elkészítéséhez már csak az ágankénti feszítőerőt kell meghatározni, amely

szintén megegyezik az 1-es szalagnál kiszámolt értékekkel.

Tmin,f = 18666,1 N ≈ 18,7 kN

Tmin,a = 3239,88 N ≈ 3,24 kN

Ezekből az értékekből már megrajzolható a húzóerő diagramja azt 2-es

szállítószalagnak, amelyet a 20. ábra mutat.

48

20. ábra A 2-es szállítószalag húzóerő diagramja

49

6. A szállítószalag maximális hossza

Az előző rész számításaiból látható, hogy a jelenleg üzemelő szalag a mostani

távolságon két termelőgép termelvényét is képes elszállítani. A következő

vizsgálatban megnézzük, hogy a szállítóberendezés milyen távolságig bővíthető.

Mivel a 2-es szalag egy fix építésű szalag csak az 1-es szalagot vizsgáljuk, mert ennek

a hosszát változtatják a kotrógép helyzetéhez képest. Ezen a szalagpályán egy 40kW-

os motor hajtja meg a 800mm széles hevedert. A szalag maximális szállítási

teljesítménye Qv = 345,1293 m3/h, az anyag folyóméter tömege

⁄ ,

a hevederé

⁄ , az alsó és felső görgőé

⁄

⁄ , f = 0,022.

A teljesítményből kiindulva számolunk, a = 0,85, v = 1,509 m/s.

⁄

Ebből még le kell vonni az F2 = 326,57 N és a F3 = 197 N értékét.

Innen már számítható a legnagyobb hosszúság:

Ebből átrendezéssel kapható meg L:

50

s ⁄ (

⁄

⁄

⁄

⁄ )

Az adatokból látható, hogy jelenleg a 40 kW-os motor 325,11 m hosszú szalagpálya

működését látja el. Az előzőekben feltüntetett számítás alapján ekkora teljesítményű

motorral 85%-os hatásfok és két azonos típusú kotrógép működése mellett képes

meghajtani a 325,11 m-es szállítószalagot. Továbbá a jelenleg beépített hajtás a

termelés irányához igazodva, akár 481 m-es szállítást is megfelelően ellát.

51

7. Összefoglalás

A szakdolgozatom a KŐKA Kft. Alsózsolcai Kavicsbányájának part menti

szállítószalag rendszeréről, valamint annak lehetséges szállítási teljesítmény

növeléséről szól.

Munkám során a megfelelő eszközökkel és szakmai segítséggel felmértem a jelenleg

üzemelő szállítószalagok műszaki paramétereit, továbbá megvizsgáltam a

műszakjelentéseket, amelyek alapján meghatároztam az óránkénti termelés átlagát,

valamint legkiugróbb értékét. A következő lépésben már a szalagpálya szállítási

teljesítmény változásával foglalkoztam, ahol a számításokban a kiugró értéket vettem

alapul, mivel ilyen termelésre érdemes méretezni a szalagot. A maximális óránkénti

termelésből, úgy, hogy immáron két MBA-110 típusú kotrógépet vettem figyelembe, a

szállítási teljesítmény Qt = 599,2958 t/h-nak adódik. Ennek az értéknek és a két part

menti szalag hosszának megfelelően méreteztem egy szállítószalagot. Az elvégzett

számítások alapján az anyagmozgatást egy minimum 500 mm átmérőjű hajtódobbal,

egy 800 mm széles hevederrel, amelynek sebessége 1,509 m/s, és egy a rövidebb 1-es

szalag esetén 30, míg a hosszabb 2-es szalag esetén egy 37 kW-os motorral ellátott

szalagpálya képes elvégezni. Ezzel a szalagpályával hasonlítottam össze a jelenleg

üzemelőt, és azt az eredményt kaptam, hogy a beépített szállítórendszer képes ellátni a

feltételezett terhelésnövekedés esetén is a termelvény eljutását az előosztályozó

berendezésig.

Utolsó lépésben még meghatároztam az 1-es szállítószalag hosszának növelhetését,

mivel ennek a szalagpályának a hossza a termelés előrehaladása során folyamatosan

változik. Itt a beépített 40 kW-os motort 85%-os kihasználással vettem figyelembe, és

a sebességnek megfelelően kifejeztem a maximális erőszükségletet. Innen a heveder

meghajtásához szükséges húzóerő meghatározható, és az alap képlet átrendezése után

kifejezhető a szalagpálya hossza is, ami ebben az esetben L = 481,86 m-nek adódott.

Tehát az 1-es szalag 481 m hosszúságig bővíthető.

Mindent összevetve, a jelenleg üzemben lévő szalagrendszer képes ellátni egy

esetleges kotrógép telepítés során fellépő plusz terhelést, illetve az 1-es parti szalag

hossza még növelhető a hajtás megváltoztatása nélkül is.

52

Contraction

My dissertation reads for thesystem of coastal conveyor belt in gravel mine of

Alsózsolca and the possible increase of transport performance.

During my work I measured mechanical parameters of operating conveyor belts and I

examined the shift reports which help I determined average production per hour and

maximum. After I was engaged transport performance changing of conveyor belt line,

where I take based the maximum value because the conveyor belt is worth

measurement to this production. The transport performance issue Qt = 599,2958 t/h

from the maximum production per hour, so that I had allow two type of MBA-110

excavators. I measured a conveyor belt accordingly value and length of two coastal

conveyor belts. According to this calculations the conveyor belt line can do the

conveyance of materials, what has a 500 mm daimeter of power- driven drum, a 800

mm broad of belt, which speed of 1,509 m/s, a 30 kW on first line and 37 kW of motor

on second line. This conveyor belt line take after tha operating now and I get the

product to the presort equipment. The last measure I determined increase of the first

conveyor belt length, because this line length change continuous during

theadvancement of production. Here Ihad allow 85% harnessing of the built in 40 kW

motor and I expressed the maximum power accordingly speed. I can determine the

pull power, which nedd to the drive of belt and after the basis formula rearrange Ican

express the line length, what is L = 481,86 m.

Everything should compare, the length of first coastal conveyor belt can increase

without the power-driven changes.

53

Irodalomjegyzék

Dr. Bocsánczy J. (1974): Bányászati szállítóberendezések (Tankönyvkiadó, Budapest,

1976) 11-23; 30-51

Dr. Bőhm J., Dr. Buócz Z. és Dr. Szarka Gy.(2007): Kavicsbányászati technológiák

(Miskolci Egyetemi Kiadó, Miskolc, 2007) 1-2

Dr. Dakó Gy. (1997): Külfejtések művelése (Miskolci Egyetemi Kiadó, Miskolc,

1997) 11-23

Alsózsolcai Kavicsbánya Technológiai Gépkönyve 4-11

Alsózsolcai Kavicsbánya Műszakjelentése (2013) 23-24

Alsózsolcai Kavicsbánya Műszaki Üzemi Terv (2009) 4

A kavicsbányászat környezeti hatásai: Dr. Bőnm J., Dr. Buócz Z. és Dr. Csőke B.

(2013.11.15) 1-2

http://www.kokakft.hu/ 2-3

http://www.kokakft.hu/alka.htm 3-4


http://www.kokakft.hu/alka.htm

a kŐka kft alsózsolcai kavicsbányájában lévő part menti

Documents