Проект был выполнен в 2011 г.

Канатно-ленточный конвейер

Канатно-ленточный конвейер представляет собой разновидность конвейера, отличающегося тем, что в нем разделены функции – транспортную функцию выполняет лента, а тяговое усилие обеспечивают канаты. Лента расположена  на канатах, а канаты на роликовых опорах. Канаты, а через них и транспортная лента, приводятся в движение  приводной станцией, расположенной в голове конвейера. На концах конвейера канаты выводятся из-под ленты и направляются на приводные или обводные шкивы.
image002
За счет такой конструкции, в сравнении с обычным ленточным конвейером, обеспечивается меньшее энергопотребление, большая скорость, меньшее количество ставов.

Требуемые характеристики:

Канатно-ленточный конвейер используется при производстве горных работ, в ходе которых грунтовая масса перемещается к месту разгрузки в одном направлении. Данный конвейер размещается в карьере в горизонтальном положении, без поворотов в горизонтальной плоскости. Выгрузка грунта происходит на высоте 23 м. С самого начала разработки конвейера параллельно производились исследование темы, анализ аналогов, выработка концепции, создание принципиальной схемы, тяговый расчет. Принципиальная схема (CATIA V5) и в тяговый расчет (Excel) создавались весьма гибкими, так как многие параметры были ещё не определены или менялись со временем. Такая гибкость была сложна, но оказалось впоследствии очень эффективна.

Описание конструкции

Принципиальная схема, компоновка основных элементов конвейера.
image045
image047
image049
image051
image053
image055
image057
image059
image061
Далее были произведены: И уже параллельно с этим проектировалась конструкция агрегатов конвейера в первом приближении, до прочностных расчетов. Регулярная зона конвейера состоит из рамок с роликами на балансирах, поддерживающими канаты, на которых лежит лента. Рамки расположены с шагом 5 м. Все ролики, как на рамках, так и на станциях загрузки и разгрузки, имеют в своей основе одну ступицу, массово выпускаемую отечественной промышленностью, что при количестве более 1000 штук позволит снизить стоимость. Футеровкой роликов являются легко заменяемые полиуретановые профилированные кольца.
image063
По заданию, по схеме трассы, станция разгрузки должна была располагаться на высоте 23 м. Отсюда возникла необходимость разместить конечный участок конвейера на горизонтальной ферме. Ферма длиной 60 м была расположена на двух опорах: Станция разгрузки была расположена на конце фермы. На станции разгрузки располагалась рама, на которой крепились: Оборотные шкивы канатов были установлены на отдельных рамах. После оборота на оборотных шкивах канаты заводились непосредственно под нижний барабан ленты. Это достигалось за счет наклонного положения оборотных шкивов. Таким образом, нижняя ветвь ленты имела опору на канаты.
image065
image067
image069
Приводная станция имела промежуточное положение, максимально приближенное к голове конвейера. Такое положение усложняло конструкцию конвейера в целом, но размещать тяжелые компоненты привода на конце фермы было проблематично и рискованно. На представленной схеме приводной станции было сложно достичь углов обхвата приводного шкива более 215 градусов, но потребная мощность привода довольно слабо зависит от угла обхвата. В гораздо большей степени мощность зависит от коэффициента трения между канатом и футеровкой приводного шкива. Таким образом, представленная схема является наиболее простой. Дополнительным преимуществом являлось то, что здесь отсутствует реверсивный перегиб каната, что положительно сказывается на ресурсе каната. Эта схема приводной станции была разработана в ECAR и является новшеством, ранее не применявшимся. В зоне приводной станции конвейер в части поддержки канатов имел структуру аналогичную регулярной зоне. То есть, здесь были расположены рамки с шагом 4‑5 м. Поддержка верхней ветви была такая же, а по нижней ветви вместо роликов были установлены блоки роликоопор ленты. Перед приводным шкивом лента поднималась над канатом этим блоком роликоопор и двигалась далее, опираясь на ролики. Канат выводился из-под ленты отклоняющими шкивами на балансире и подавался на приводной шкив, вращаемый приводом. Далее канат по обводному шкиву направлялся в сторону ленты за счет наклона обводного шкива. При помощи отклоняющих шкивов на балансире канат заводился под ленту. Приводная станция имела общее бетонное основание. Приводные и обводные шкивы были установлены на рамах. Приводной шкив был футерован заменяемыми вставками из алюминия. В состав непосредственно привода входил электродвигатель, редуктор, муфты, тормоз.  Отклоняющие шкивы на балансирах крепились в кронштейнах на бетонном основании.
image071
image073
Станция загрузки представляла из себя раму, на которой крепятся:
image075
Станция натяжения канатов была расположена в хвосте конвейера. Это несколько увеличивало значение необходимого натяжения, создаваемое лебедкой, но конструкция самого конвейера была проще из-за отсутствия дополнительных натяжных шкивов возле привода. Кроме того, дополнительные шкивы — это дополнительное сопротивление. Схема выведения каната из-под ленты по принципу аналогична станции разгрузки. Особенности: Состав лебедочного устройства натяжения канатов:
image077
Станция натяжения ленты также была расположена в хвосте конвейера, так как предпочтительно было натягивать ленту в той же зоне, что и канат, иначе, при натяжении каната, возникал риск выпучивания ленты над канатом в зоне станции натяжения канатов, что может привести к сходу ленты. Помимо того, эта схема является самой простой. В состав станции натяжения ленты входила тележка с: Тележка перемещалась по рельсам по оси конвейера. Грузовое устройство натяжения ленты состояло из:
image079
В нерегулярной зоне рамки имели различную высоту с целью обеспечения плавного поворота канатов с лентой в вертикальной плоскости. Этот плавный поворот был необходим для предотвращения отрыва канатов от роликоопор из-за натяжения. Таким образом, вес канатов и ленты превышал вертикальную составляющую силы натяжения. В ином случае возникала бы необходимость в довольно сложном устройстве с разделением каната и ленты. Такое устройство испытывало бы большие нагрузки и создавало бы дополнительное сопротивление. 
image081
Конвейер по всей длине имел защиту от атмосферных осадков, так как при определенных условиях (снег, прежде всего) работа, а тем более пуск конвейера могли бы оказаться невозможными. Конструктивно защита была выполнена как листы профнастила, закрепленные на рамках. С целью сокращения сроков строительства конвейера, одним из приоритетов было определение нагрузок на бетонные основания, которые могли быть залиты строительной организацией ещё до окончания проектирования самого конвейера. Таким образом, были выполнены: расчет на прочность опорных рамок с определением нагрузок на фундамент; определение нагрузок в опорах фермы.
image041
Проект был приостановлен заказчиком на начальном этапе рабочего проектирования.