Energetikai racionalizáció a Tesbu-Kavics Kft. bányaüzemében. Diplomamunka

Átírás

1 Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar Bányászati és Geotechnikai Intézeti Tanszék Energetikai racionalizáció a Tesbu-Kavics Kft. bányaüzemében Diplomamunka Módra Bálint Ferenc Bánya- és geotechnika mérnök hallgató Témavezető: Dr. Ladányi Gábor Miskolc, 014. május 9.

2 DIPLOMATERV FELADAT Módra Bálint szigorló bánya- és geotechnikai mérnök MSc. hallgató részére A diplomamunka címe: Energetikai racionalizáció a Tesbu-Kavics Kft. bányaüzemében A Jelölt feladata: A Délegyháza és Bugyi települések közigazgatási területén működő Tesbu-Kavics Kft. bányaüzemében használt szállítási rendszer energetikai racionalizálása. A diplomamunkájában dolgozza ki részletesen a következőket: 1. Mutassa be a Tesbu-Kavics Kft. által üzemeltetett kavics bányát, térjen ki a művelési technológiára, ismertesse a szállításnál használt berendezéseket.. Gazdaságossági szempontból vizsgálja meg a bánya termelési, osztályozási és szállítási rendszerét. 3. Tervezzen egy, a bánya jelenlegi szállítási rendszerét kiváltó gumihevederes szállítószalag rendszert. Számítás után adja meg az egyes szalagpályák legfontosabb paramétereit. (A pálya geometriai adatai, mozgatási teljesítmény, heveder szélesség és típus stb.) 4. Végezzen gazdaságossági összehasonlítást a jelenlegi és a tervezett szállító rendszerrel történő üzemvitel esetére. Külső konzulense: Egyetemi konzulense: Macsek Lajos, ügyvezető, Tesbu-Kavics Kft. Dr. Ladányi Gábor, egyetemi docens Bányászati és Geotechnikai Intézet A diplomaterv beadásának határideje: 014. május 9. Miskolc, 013. szeptember 8. Dr. Molnár József intézetigazgató, egyetemi docens

3 Eredetiségi Nyilatkozat Alulírott Módra Bálint Ferenc, a Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Karának hallgatója büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában kijelentem és aláírásommal igazolom, hogy ezt a diplomatervet 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, 014. május hallgató aláírása

4 MISKOLCI EGYETEM Bányászati és Geotechnikai Intézet INTÉZETI IGAZOLÓ LAP DIPLOMAMUNKA ÉS SZAKDOLGOZAT BENYÚJTÁSÁHOZ A hallgató neve: Módra Bálint Ferenc Neptun-kódja: FYIOR Első konzultáció, az utolsó előtti tanulmányi félév szorgalmi időszakában a második hónap utolsó munkanapjáig: a téma elfogadása, tájékoztatás a rendelkezésre álló forrásokról. A diplomamunka/szakdolgozat témája: Energetikai racionalizáció a Tesbu-Kavics Kft. bányaüzemében Az egyetemi konzulens(ek) neve, beosztása, tanszéke: Dr. Ladányi Gábor, egyetemi docens, Geotechnikai Berendezések Tanszék A jelölt köteles a témát az első konzultáció határidejéig a tanszéki adminisztrációban nyilvántartásba vétetni. A jelölt által javasolt témát elfogadom: Miskolc, A jelölt által javasolt témát jóváhagyom: Miskolc, konzulens intézetigazgató Második konzultáció, az utolsó előtti tanulmányi félév szorgalmi időszakában a harmadik hónap utolsó munkanapjáig: a feldolgozott források, valamint a diplomamunka/szakdolgozat vázlatának bemutatása, címének véglegesítése. A diplomamunka/szakdolgozat címe: Energetikai racionalizáció a Tesbu-Kavics Kft. bányaüzemében Miskolc,. konzulens Harmadik konzultáció, az utolsó előtti tanulmányi félév vizsgaidőszakának utolsó napjáig: a forrásokat feldolgozó fejezet kéziratának beadása, a feladatkiírás szövegének véglegesítése: Miskolc,. konzulens Negyedik konzultáció, az utolsó tanulmányi félév szorgalmi időszak második hónap utolsó munkanapjáig: a kész szöveg kéziratának beadása első változatban: Miskolc,. konzulens Ötödik konzultáció, a beadási határidő előtt legalább öt munkanappal: a kész munka bemutatása abban a formában, ahogy a jelölt be kívánja adni: Miskolc,. konzulens A diplomamunkát/szakdolgozatot formai szempontból beadhatónak ítélem: Miskolc,. konzulens 1

5 TARTALOMJEGYZÉK 1. Bevezetés 1.. A bányaüzem bemutatása A kavicsbányászat története.... Létesítés előzményei Földrajzi és vízföldrajzi jellemzők A bányászati tevékenység technológiája, folyamata A kavics kitermelés folyamata A kavics szállítása előkészítése Technológiai folyamatok gazdaságossági vizsgálata A Tesbu-Kavics Kft. üzleti viszonyai Alkalmazott technológia gazdaságossági vizsgálata Szállítószalag pálya méretezése A szalagpálya elvi elrendezése A szalagpálya előméretezése Az I. pályaszakasz méretezése A II. pályaszakasz méretezése A III. pályaszakasz méretezése Egyéb berendezések kiválasztása Szalagpálya gazdaságossági vizsgálata Műszaki leírás Összegzés Summary Irodalomjegyzék Táblázatok jegyzéke Mellékletek. 58.

6 1. Bevezetés: Diplomamunkám a Bugyi és Délegyháza települések közigazgatási területén működő Tesbu-Kavics Kft. bányaüzemének energetikai racionalizálásáról készült. A jelenlegi hazai nehéz gazdasági körülmények, magas energia árak, kereslet visszaesés, nyomott építőanyag árak mellett, úgy gondolom rendkívül, fontos feladat minden, ezen területen dolgozó mérnök számára, hogy üzemének energia felhasználását csökkentse, valamint az alkalmazott berendezések hatékonyságát növelje. Ez manapság létkérdés. Néhány gondolat, mit is értek energetikai racionalizálás alatt: az értékesítendő végtermék előállítása a lehető legkevesebb energia hordozó és élőmunka felhasználásával, a legkisebb beruházási és karbantartási költséggel a legkevesebb nyersanyag veszteséggel. Ennek érdekében elvégzendő feladatok: - közvetlen veszteségek feltárása, - technológiák optimalizálása - alacsony hatásfokú fogyasztók kiváltása - üresjáratok (meddő teljesítmények) megszüntetése - energia költségek abszolút, vagy relatív mértékének csökkentése; - energiahordozók lehető legalacsonyabb áron történő beszerzése Diplomamunkámban ezen főszempontok szerint fogom megvizsgálni az energetikailag kritikus kérdéseket és a feltárt problémák megoldására teszek javaslatot az általam választott kavicsbányaüzem technológiájában. 3

7 . A bányaüzem bemutatása.1 Kavicsbányászat története: A XIX. sz. közepe táján, illetve a század második felében kezdett a tégla, a vas és a beton teret hódítani az építkezéseken, s ezzel indult meg a kavics felhasználása az építőiparban. A nagyobb arányúnak mondható kavicstermelés az 1880-as években alakult ki a Lábatlani Cementgyár telepítésével egy időben. A kavicstermelés zöme ekkor a dunai mederkotrásokból származott. Jelentős üzem volt az 1917-ben létrehozott Mezőnyékládházai Kavicsbánya Vállalat. Főszezonban naponta 80 vagon homokos kavicsot termelt. Délegyházán 190-ban kezdődött az ipari jellegű kavicsbányászat. Az 190-as években további bányák kezdték meg a működésüket Adony, Gyékényes, Hegyeshalom, Ártánd területén. A kavicstermelés a Dunából és a kavicsbánya-tavakból a talajvízszint alatt a kezdetektől fogva kotrógépekkel történt, de a munka nagyobbik részét jelentő száraz termelés kézi erővel folyt, a szállítást kubikos talicskával végezték. A napi termelés 10 1 órás munkaidő mellett 14 0 m 3 volt fejenként. 1. ábra Új lakásépítések alakulása ( ) [ után a háborús konjunktúra miatt megnőtt a kavics iránti kereslet. Nyékládházán pl. 3 kotrógép és munkás termelte a kavicsot. A háború után az újjáépítés követelte a nagyobb termelést között államosították a bányákat ben az állami bányák termelése em 3 volt, 195-ben már elérte a Mm 3 -t. Ebben az évben indult egy országos kavicsvagyon felmérés. 4

8 1954-ben országos nagyvállalat alakult a kavicstermelésre, az ÉM 1. számú Kavicstermelő Vállalat. Eszközei elavult, régi kotrók, 5-6 m-es maximális kotrási mélységgel tól indul egy korszerűsítési folyamat. Az elhagyott bányatavakat tovább kotorták, korszerű, nagyobb mélységtartományokban működő úszókotrókat alkalmaztak. Szállítás úszópontonos szalagszállítással, majd önkirakós uszályokkal történt. Minőségjavítás céljából osztályozó művek települnek, mintavizsgáló laboratóriumokat hoznak létre ban 313 termelőhelyen 0-1 Mm 3 (kb. 45 Mt) kavicsot termelnek. Kétharmadából beton készül után a kavicstermelés fokozatosan visszaesett, 1990-re kb. 8 Mt-ra. A mélypont csak ezután következett a 90-es évek elején a rendszerváltozáshoz kapcsolódó recesszió idején, a beruházások szinte teljes megszűnésével egy időben következik be, alig éri el a 14 Mt-t. A es évek nagy lakás és útépítési akciói a 70-es évek közepére kifulladtak, fokozatos visszaesés következett be. Természetesen nem csökkent a korábbi rendkívül alacsony szintre a termelés, mert közben az építőipar, a betonelem-gyártás, és egyéb ipari felhasználás szintje is növekedett, s ez közel állandó keresleti szintet biztosít. Az 1990-es évek elején megtörtént a kavicsbányák privatizációja. A bányák termelése, mint említettük, a beruházási kedv alakulása szerint változik. Jelentősebb igény az autópálya-építések körzetében jelentkezik. A bányák egy részét egyre korszerűbb termelő és előkészítő berendezésekkel szerelik fel. Ezzel párhuzamosan megjelennek a kis kavics- és homokbányák, amelyek vagy új alapításúak, vagy régi bányák termelésének felújítását jelentik.[ A 000 utáni meredek emelkedés egyértelműen az autópálya-építések következménye. Ez az emelkedés közel egy évtizedig tapasztalható volt egészen a 008-as gazdasági válság bekövetkezéséig mely során az építőipar teljesítő képessége az 1990-es szint alá esett vissza nehéz helyzetbe sodorva ezzel a bányavállalkozókat. Ez a visszaesés még ma is tapasztalható a lakásépítések és az állami beruházások nagyon alacsony száma miatt. Ebben a nehéz helyzetben mindenki számára érthető dolog hogy erőforrásainkkal még jobban kell gazdálkodnunk. A vállalkozókat a visszaeső kereslet és az eladási árak csökkenése mellett az input alapanyag (gázolaj stb.) árak növekedése is sújtja. Jól látható hogy a gázolaj ára közel 30 %-kal emelkedett 007 óta ezzel egyre nagyobb kihívások elé állítva a vállalkozókat. 5

9 [Ft [Év. ábra Gázolaj árának alakulása ( )[3.. Létesítés előzményei Az általam választott cég a Tesbu-Kavics Kft. a Bugyi község külterületén elhelyezkedő Bugyi VI kavics védnévű bányatelek tulajdonosa. A bányatelek nagysága 183,13 ha, a bánya fedőlapja 105,0 mbf alaplapja 8,3 mbf,. A bánya műszaki üzemi terve szerint m 3 homokos kavics kitermeléséről szól. A cégnél jelenleg 1 fő áll alkalmazásban. A jelenlegi bánya területén az 1970-es években a Bugyi községben működő Egyesült Szakszövetkezet kezdte meg a bányászati kutató furásokat. Az első bányatelek fektetésére 1975-ben került sor Délegyháza I.- kavics néven majd az újabb bányatelek megalapítása 1995-ben valósult meg, amelyet az akkor illetékes Szolnoki bányakapitányság Bugyi VI. - kavics védnéven hagyott jóvá. Később évben mindkét bányatelek bővítésére, illetve összevonására került sor, ezután a Bugyi VI. kavics védnevet kapta. 00-ben a korábbi Szövetkezetből kivált Kft. vette át a bányászati jogot és a hozzá tartozó egyéb kötelezettségeket. Jelenleg a Bugyi VI védnevű bányatelken a Tesbu-Kavics Kft. folytat bányászati tevékenységet. A bányatelek fektetéséről illetve bővítéséről szóló határozatok: Délegyháza I. kavics védnevű bányatelek: 570/1975.(Budapesti KBF) Bugyi VI. kavics védnevű bányatelek: 334/1995/1 (Szolnoki Bányakapitányság) 4030/1997/5 (Szolnoki Bányakapitányság) 6

10 .3. Földrajzi és vízföldrajzi jellemzők: A homokos kavics előfordulás a Duna akkumulációs síksággá szélesedő völgyében az un. Duna völgysíkjánál helyezkedik el. Ennek tartozéka a Pesti félmedence és a Csepel sziget. Geomorfólogiailag közel sík, alföldi jellegű. A területen rögzíthető magassági értékek 96,0-105,0 mbf-i között változnak. A terület fő vízgyűjtője a Duna, a kutatott területtől nyugatra mintegy 13 km távolságra található. A másik jelentős vízfolyás a területtől északra mintegy 10-1 km távolságra lévő Duna-Tisza főcsatorna. Ezen túlmenően a terület északi keleti és déli határánál a Bugyi XXIV. Sz. csatorna található, amelyeknek célja egyrészt a belvíz elvezetése másrészt a száraz időszakokban az öntözés lehetőségének a megteremtése. A közlekedési helyzet viszonylag kedvező, megközelítése a Taksony és Bugyi községeket összekötő útról letérve 0,5 km hosszúságú földútón lehetséges.[4 1. kép Bányatelek elhelyezkedése a környező falvakhoz képest[4 7

11 3. A bányászati tevékenység technológiája, folyamata 3.1. A kavicskitermelés folyamata A területen a kavics kitermelést, belsőégésű motoros üzemű földmunkagépekkel valósítják meg. Ehhez szükséges gépek: 1 db vedersoros parti kotró, 1 db kanalas kotrógép db homlok rakodógép A bányaművelési mód szerint folyamatosan 150 x 100 m kiterjedésű részen a termeléséhez szükséges fedő letakarítása szükséges, amely a bányászatra kijelölt területegységen átlagosan 0,5-1 m közötti vastagságban változik. Ennek elvégzésére lánctalpas dózert alkalmaznak. A fedő letakarítása után még a száraz térszínen megkezdődik a kavics kitermelése, amely kanalas kotrógéppel történik a talajvíz szintje felett 0,5 m-ig. Ezek után még a száraz térszínen álló vedersoros kotrógép megkezdi a kavics kiszedését, folyamatos szintsüllyesztéssel, amely ezek után már víznívó alóli kitermelést jelent. A vedersoros kotrógép a kiszedett kavicsot maga mögé üríti deponiát képezve. A kavics felszedését és gépkocsira rakását homlokrakodó gépek végzik. A leírt bányaművelési móddal elérhető fejtési mélység 0,5 talaj + 0,6 m anyagos kavics + 4 m száraz kavics m víz alóli kitermelt kavics, így 9,8 m átlagvastagságú kavicsos összlet teljes vastagsággal kitermelhető. A kitermelt bányakavicsot további feldolgozásra tehergépkocsira rakodják és a bányatelken lévő db mobil osztályozóhoz szállítják. A keletkezett késztermék tehergépkocsikon jut el a megrendelőhöz. 8

12 3.. A kavics szállítása, előkészítése: Az általam választott bányavállalkozás teljes megismeréséhez szükséges bemutatnom a bányán belüli szállítási útvonalakat valamint a kavics frakcionálására szolgáló technológiát. Ezen folyamatok bemutatását egy általam készített ábra segítségével próbálom meg szemléletesebbé tenni(3.ábra). A vállalkozásnál db mobil osztályozó berendezés szolgál a kavics szétválasztására: - Powerscreen MK száraz kavics osztályozó(.kép) - Ratzinger semi-mobil vizes kavics osztályozó(3-4. kép) 3 OK 0-4 OK víz OK 16-4 OK 8-16 OK 4-8 OH 0-4 OK 4-10 szennyvíz 1, vedersoros kotró, rakodógép 3, száraz osztályozó 4, bánya teherautó 5, garat 6, száraz kulé osztályozó 7, nedves osztályozó 8, hidraulikus osztályozó 9, víz szivattyú 3. ábra Kavics útja a bányaüzemen belül (forrás: a szerző saját szerkesztése) 9

13 A bányakavics feldolgozása a kavics jövesztésével kezdődik, melyet egy Faller vedersoros kotrógép végez (1). A kotró 0-10-as natúr bányakavicsot állít elő. A bányakavicsot néhány napos száradást követően tovább szállítják. A nyersanyag egyik lehetséges feldolgozása, hogy homlokrakodó gép () segítségével a már említett száraz osztályozó berendezésbe (3) kerül ahol 0-4-es és kulé kavicsot állítanak elő belőle.. kép Powerscreen MK (forrás: a szerző saját felvétele) A másik lehetséges feldolgozási mód, hogy a teherautóra (4) rakodják és a már említett Ratzinger vizes osztályozó berendezés garatjába (5) szállítják. A garatból a bányakavics szállítószalagon a száraz elő leválasztó rostához (6) jut el, itt kulé (+4) és leválasztott (0-4) anyag kerül szétválasztásra, majd a vizes osztályozó rostájához (7) szállítódik tovább. Itt vízsugár segítségével mossák tisztára az osztályozandó anyagot. Az osztályozó berendezésben egymás alatt elhelyezkedő rosták találhatók. Elsőként a 16 4 mm-ig terjedő, majd 8 16 mm-ig és végül a 4-8 mm-ig terjedő frakciók szétválasztása valósul meg. A hátramaradó szemcsék zagy formájában kerülnek át a víztelenítő berendezésbe és itt választódik ki a 0-4-es frakció. A vízben maradó apró 0,1 mm-nél kisebb szemcsék az ülepítő medencébe kerülnek és innét végül a bányatóba vezetődnek vissza. 10

14 A vevők kiszolgálása a depótérből homlokrakodó gépek segítségével történik. A kiadott árúk minden estben hídmérlegen kerülnek mérlegelésre. 3.kép Ratzinger vizes osztályozó(forrás: a szerző saját felvétele) 4. kép Ratzinger vizes osztályozó(forrás: a szerző saját felvétele) 11

15 4. Technológiai folyamatok gazdaságossági vizsgálata 4.1. A Tesbu-Kavics Kft. üzleti viszonyai Az érdemi munka megkezdése előtt fontos tisztában lennünk azzal hogy a Kft. által kitermelt nyersanyag milyen formában és mennyiségben kerül értékesítésre. A Kft. éves átlagos forgalma t natúr bánya kavics, t Kulé (+4), t OK 0-4-es valamint t meddő. A 009-es évben egy nagy múltú beton üzemekkel, rendelkező céggel kötöttek 10 évre szóló szerződést. A megállapodás évi t bányakavics vizes osztályozón történő leosztályozásáról szól. Elszámolás az osztályozó garatjára hordott natúr bányakavics alapján történik. A depózást és a készárú felrakodását a vevő saját gépekkel végzi. Azonban az osztályozó üzemeltetése a garatra hordás költsége a Tesbu Kft-t terheli. Mivel a Kft. legnagyobb forgalmát a beton üzemek felé szállított natúr bányakavics teszi ki, ezért fontos érdeke a felhordási költségek minimalizálása, valamint az osztályozás költségének csökkentése. Termék megnevezése: Éves mennyiség [t Natúr bányakavics Ok Natúr bányakavics (osztályozóra) Meddő(AB kavics) Kulé(+4) Összesen: táblázat Tesbu-Kavics Kft. átlagos éves értékesítése (forrás: a szerző saját szerkesztése) 1

16 4.. Alkalmazott technológia gazdaságossági vizsgálata A technológiai és értékesítési viszonyok ismertetése után, szeretném az egyes folyamatokat gazdaságossági szempontok alapján megvizsgálni. Ezen folyamtoknál felhasználásra került energia minden esetben mérések alapján kerül meghatározásra. Az egyszerűbb áttekinthetőség érdekében minden eredmény 1 t natúr bányakavicsra fogok vonatkoztatni. Fontos tényezőnek számít még a kavics száradása is, ezért az elvégzett méréseket a kotrástól számított 3. napon végeztük. Vedersoros kotrógép: Elsőként a kavics jövesztését végző Faller vedersoros kotró berendezés üzemeltetési költségét vizsgálom meg. A berendezés 30 millió forintért került megvásárlásra használtan, ez az értékcsökkenés szempontjából fontos tényező. A berendezéssel éves szinten t-át kotornak ki. A berendezést 10 éves leíródással számolom. Alapadatok: 1 üzemóra alatt átlagosan 85 t bányakavicsot képes kikotorni. 1 üzemóra alatt felhasznált gázolaj mennyisége 9, l 1 év alatt kikotort bányakavics mennyisége t Éves dolgozott üzemórák száma: t / 85 t = 3058 üó Éves szinten felhasznált üzemanyag: 3058 üó x 9, l/üó = 8133 l /év A 013-as év átlagos nettó gázolaj ára: 336 Ft / l 8133 l/év x 336 Ft / l = Ft/év Anyag költség (alkatrész, javítás stb.): Ft/év Munkabér és közterhe: Ft/év Berendezés értékcsökkenése: Ft/év A költségeket összegezve és elosztva az éves kitermelt mennyiséggel megkapható 1 t bányakavics kotrási költsége: 13

17 Ft / t = 67,60 Ft / t Rakodógép: A rakodógép újonnan került megvásárlásra 4 millió Ft ért. A berendezéssel éves szinten t-át rakodnak fel. A berendezést 10 éves leíródással számolom. Alapadatok: 1 t bányakavics felrakodásához szükséges üzemanyag mennyiség 0,133 l 1 év alatt felrakodott bányakavics mennyisége t Éves szinten elhasznált üzemanyag: t x 0,133 l = l/év A 013-as év átlagos nettó gázolaj ára: 336 Ft / l l/év x 336 Ft / l = Ft/év Anyag költség(alkatrész, javítás stb.): Ft/év Munkabér és közterhe: Ft/év Berendezés értékcsökkenése: Ft/év A költségeket összegezve és elosztva az éves kitermelt mennyiséggel megkapható 1 t bányakavics rakodási költsége: Ft / t = 7,70 Ft / t Felhordó autó: A felhordó autó új ára 39 millió Ft. A berendezéssel éves szinten t-át szállítanak. A berendezést 10 éves leíródással számolom. Alapadatok: 1 t bányakavics osztályozóra történő felszállításának költsége 0,059 l /t 1 év alatt felrakodott bányakavics mennyisége t Éves szinten elhasznált üzemanyag: t x 0,059 l = l/év A 013-as év átlagos nettó gázolaj ára: 336 Ft / l l/év x 336 Ft / l = Ft/év Anyag költség(alkatrész, javítás stb.): Ft/év Munkabér és közterhe: Ft/év Berendezés értékcsökkenése: Ft/év 14

18 A költségeket összegezve és elosztva az éves kitermelt mennyiséggel megkapható 1 t bányakavics felhordási költsége: Ft / t = 6,45 Ft / t Osztályozás költsége: A Ratzinger vizes osztályozó berendezés használtan került megvásárlásra, azonban a berendezés eladója teljesen felújított állapotban szerelte össze a berendezést. A berendezés értéke Ft-ért került megvásárlásra. A berendezést 10 éves leíródással számolom. Alapadatok: A berendezés 100 t natúr bányakavics osztályozását tudja elvégezni 1 óra alatt 1 t bányakavics osztályozásához 0,8 kwh villamos energiát használ fel. Éves szinten elhasznált villamos energia: t x 0,8 kwh = kwh/év A 013-as villamos energia szerződés alapján a 1 kwh ára: 36,70 Ft / kwh kwh/év x 36,70 Ft / kwh = Ft/év Anyag költség(alkatrész, javítás stb.): Ft/év Munkabér és közterhe: Ft/év Berendezés értékcsökkenése: Ft/év A költségeket összegezve és elosztva az éves kitermelt mennyiséggel megkapható 1 t bányakavics osztályozási költsége: Ft / t = 78,34 Ft / t A kitermelési költségeket összegezve 1 t bányakavics költsége kitermeléstől a leosztályozásig a rendelkezésre álló technológia alapján: 81,09 Ft/t A diploma munkám további részében a költségek igen nagy hányadát kitevő szállításra fogok megoldási javaslatot tenni egy szállítószalag rendszer méretezésével, valamint annak gazdaságossági vizsgálatával. 15

19 5. Szállítószalag pálya méretezése 5.1. Szalagpálya elvi elrendezése A továbbiakban a bányaüzem termelési módjának megfelelő szállítószalag pálya elrendezését fogom ismertetni. A Kft. nagy mennyiségben értékesít natúr bányakavicsot ezért a kotrógép és a kialakításra kerülő szalagrendszer közé nem kerül tervezésre szalag kocsi, mivel ez nagyban megnehezítené a natúr termékek kiszolgálását. Egyéb okként kell megemlítenem azt, hogy a jelenleg a bányaüzem területén lévő vizes osztályozó elő leválasztó rostája szárazon végzi el a kulé kavics kiválasztását, ennek hatékonyságát tovább lehetne növelni azonban az osztályozógép átalakítása külön vizsgálatot igényelne, ez azonban nem témája a diplomatervnek. A szállítószalag rendszer kialakítása: Jelenleg a bánya üzemi területén 60 m-es fronton végez jövesztést a Faller vedersoros kotrógép. A bányatelek határvonala a nyitó ároktól megközelítőleg 370 m távolságban található. A tervezett szállítószalaggal körülbelül egy 60 x 370 m (10 ha) nagyságú mező lefejtése valósítható meg átszerelés nélkül, ez a időszakban kerül leművelésre. 4.ábra Szalagpálya elvi kialakítása(forrás: a szerző saját szerkesztése) I. Szakasz: A jövesztés mögött haladó szállítószalag. A szalagot db feladó garattal tervezem megvalósítani. Így a rakodást végző gép leghosszabb szállítási távolsága kb. 60 m lesz. A pálya 00 m hosszan közel szintesen fog haladni a teljes hosszon,5 m es emelkedéssel. A berendezés folyamatosan kerül majd 16

20 II. III. áthelyezésre a bányaműveléssel megegyezően, ennek érdekében a szalagváz aljára szántalpak kerülnek majd elhelyezésre. Szakasz: A szalagpálya fő szakasza ezen valósul meg a bányakavics összegyűjtése. A pálya szintesen fog haladni. A hossza 400 m. Szakasz: Az osztályozó berendezés garatját és a szalagpálya fő ágát összekötő szakasz. A hossza 40 m emelkedése 3,5 m 5.. A szállítószalag pálya előméretezése A szállítószalagrendszer méretezését a MI 8634 szabvány ajánlásai alapján végeztem el. A felhasznált összefüggéseket a méretezése során teljes mértékben ismertetem. Anyagjellemzők, kiindulási adatok meghatározása : Szállított anyag: bányakavics Halmaz sűrűség (ρ h ): 1700 kg/m3 (1. táblázat alapján) Rézsűszög(φ 0 ): 15 o (. táblázat alapján) Legnagyobb emelkedési szög(δ max ): 15 o (. táblázat alapján) Maximális szállító képesség(q): 10 t/h A hevederszélesség megválasztása: A volumetrikus szállítóképesség (Q v ) Q v Q h 10 70,58[ m 3 / h 1,7 A 6. táblázat alapján: A heveder szélessége 500 mm vályúsítás szöge β=15 o -ra választottam. 17

21 A hevedersebesség számítása és ellenőrzése A szállítószalag szállítóképessége: Q 3,6 A hvc c[ t / 1 h A hevederen kialakuló anyagáram keresztmetszete: [m ρ h szállított anyag halmazsűrűsége[kg/m 3 v heveder sebessége[m/s c 1, c teljesítmény csökkentő tényezők[- A képlet átrendezésével megkapható a heveder sebessége: A képletben szereplő hasznos anyagáram keresztmetszete geometriai összefüggésekkel számítható. Az anyag keresztmetszete a heveder szélességétől (B), a szalag kialakításától és a szállított anyag rézsűszögétől (φ 0 ) függ. A hasznos heveder szélesség a szabvány által javasolt érték: Q v [ m / s 3,6 A h c1c b 0,9 B 0,05[ m B heveder szélesség[m b 0,9 0,5 0,05 0,4[ m Az anyagáram keresztmetszete két görgővel alátámasztott szalagoknál az alábbiak szerint kerül meghatározásra: A b b 0,4 0,4 A1 A tg0 tg tg15 tg15 0,014[ m A méretezés során két görgős, 15 o -os változattal számítva, 18

22 A heveder sebessége: Q v 3,6 A hc1c 10 3, ,014 0,990,7 1,3[ m / s c 1 = 0,99 c = 0,7 teljesítmény csökkentési tényező (4. táblázat alapján) teljesítmény csökkentési tényező (5. táblázat alapján) A heveder sebesség ellenőrzése a 3. táblázat alapján. Nehéz koptató anyag és 500 mm-es hevederszélességnél az ajánlott érték 1,3-,0 [m/s. A kapott 1,3 [m/s az ajánlott intervallum alsó határán van tehát megfelelő Az I. pályaszakasz méretezése A szállítószalag pályán két feladási pont kerül kialakításra, a pálya mozgatható kivitelben készül. A szalagváz alján csúszó talpak kerülnek elhelyezésre a könnyebb és gyorsabb áthelyezhetőség érdekében. Szállítóképesség[Q Szállítási távolság[l Emelkedés Q=10 t/h L=00 m,5 m A hajtás teljesítményszükségletének számítása: A szállítószalag vonóelemét a heveder a hajtódobról súrlódással átadott kerületi erő mozgatja. A kerületi erőnek a következő ellenállásokat kell legyőznie: F 1 F F 3 F 4 F 5 F 6 F 7 heveder vontatási ellenállása dobok ellenállása terelőpalánk ellenállása heveder dobtisztítók ellenállása szállított anyag gyorsítási ellenállása kisegítő berendezések ellenállása szállított anyag emelkedési ellenállása. 19

23 A heveder mozgatásához szükséges erő és a dobok ellenállása: F F f k L (q o q q ) [ 1 N h g a f pályaellenállás szorzója [- k egyenértékű pálya ellenállási tényező [- L o q h q g q a végdobok tengelytávolsága [m heveder folyóméter súlya [N/m alsó és felső heveder ágat alátámasztó görgők pályahosszra eső súlya [N/m szállított anyag 1 m pályahosszra eső súlya [N/m A képletben szereplő tényezők meghatározása: Végdobok közötti távolság: Lo=00 [m Egyenértékű pályaellenállás szorzótényezője Lo függvénye 7. táblázat alapján k=1,45 [- A pályaellenállás szorzója az üzemi viszonyok függvénye értéke a 8. táblázatból. Mostoha üzemi körülményeket feltételezve, továbbá a téli üzemet is figyelembe véve: f=0,054 [- Az alsó és felső heveder ágat alátámasztó görgők 1 m pályahosszra eső súlya 9. táblázatból 500 mm hevederszélességnél az alsó ágban 18 N/m a felsőágban 55 N/m könnyű típust feltételezve a fajlagos súly: q g [ N / m A heveder folyóméter súlyának meghatározásához előzetesen válasszunk EP 15-as hevedert betéttel. A szállított anyag alapján felső és az alsó gumiborítás vastagsága 4 illetetve mm a 14. táblázat alapján. A hevederszélesség 15 táblázat alapján a szállító oldalon 4 az alsó oldalon mm a javasolt vastagság. A heveder négyzetméter súlya 107 N/m a 13 táblázat alapján. A négyzetméter súlyból a heveder folyóméter súlya: q h 107 B 1070,5 53,5[ N / m 0

24 A szállított anyag 1 m pályahosszra eső súlya : q a A képletbe behelyettesítés után: F F A terelő palánk ellenállása: Q g v 0,0541, ,339,81 47,70[ N / m 1,3 53, , ,78[ 1 N F 3 l h g p h p l p h μ p palánk hossza [m anyagréteg magassága a palánknál [m palánk és az anyag közötti súrlódási tényező[- A súrlódási tényező értéke μ p =0,1-0,4. A palánk hossza a feladásnál legyen m, és az anyagréteg magassága a paláknál 100 mm. A súrlódási tényező legyen 0,4. Mivel a szalagpályán feladási pont kerül kialakításra ezért a palánk ellenállásának értékét kétszerezem. A képletbe behelyettesítés után: 0, ,81 0,4 66,83[ F3 N A heveder dobtisztító ellenállása F4 pl1[ N p a tisztító vonalnyomása [N/m l 1 a tisztító hossza [m μ a súrlódási tényező [- A gyakorlatban használatos értékek p= [N/m, μ=0,6-0,8 A tisztító hossza megegyezik a heveder szélességével. A képletbe behelyettesítés után: F ,5 0,8 00[ N 1

25 A szállított anyag gyorsítási ellenállása: F Q( v v )[ 0 5 N Q szállítószalag szállítóképessége [kg/s v heveder sebessége [m/s v 0 anyag kezdeti sebességének a heveder mozgásirányába eső komponens[m/s Az anyag kezdeti sebessége: 0 [m/s F 33,331,3 44,06[ 5 N A kísérő berendezések ellenállása: A ledobó kocsi tapasztalati útón meghatározott ellenállásait a hevederszélesség függvénye a 10. táblázat alapján. Ledobó kocsi alkalmazásakor: F 6 =1000 [N A szállított anyag emelkedési ellenállása: Qgh F qah [ v 7 N Q szalag szállító képessége [kg/s g nehézségi gyorsulás [m/s h emelési magasság [m v heveder sebessége [m/s Emelési magasság: A 00 m hosszú szalag pálya a teljes hosszon,5 [m rel emelkedik A képletbe behelyettesítés után: F Az ellenállásokat összegezve: 33,339,81,5 61,30[ 1,3 7 N F 6697,78 66, , ,31 880,98[ N A szalagpálya összes ellenállása: F=880,98 [N

26 A hajtás teljesítmény szükségletének meghatározása: F v P [ 1000 kw F összes erő [N v szállítószalag sebessége [m/s η hajtószerkezet hatásfoka [- A képletbe behelyettesítés után: 880,981,3 P 13,69[ kw ,85 A heveder hajtás kiválasztása: Kétdobos hajtással tervezem megvalósítani a szalagpálya hajtását ezzel csökkentve a szalagban fellépő maximális húzóerőt. Két azonos méretű és átfogási szöggel rendelkező dob kerül beépítésre. A hajtóművek és villanymotorok szintén megegyező teljesítménnyel fognak rendelkezni. 3.ábra Hajtáselrendezés[5 3

27 Előfeszítő erő meghatározása Az F kerületi erő átviteléhez a lefutó ágban szükséges előfeszítő erő F T e [ 1 N μ súrlódási tényező [- α heveder dobra való felfutási és lefutási pontjai között mérhető kerületi szög [rad F kerületi erő [N 11. táblázat hornyolt gumi bevonatú hajtódob μ=0,35 [- T F 880,98 0,353,14 e 1 e 1 03,96[ N A káros mértékű belógást megakadályozó előfeszítő erő meghatározása: qht T [ N 8a a belógás megengedett értéke (a=0,0) t alsóági görgőosztás [m q h heveder folyóméter súlya [N/m Az alsóági görgőosztás meghatározása a 1. táblázat alapján: t=3,5[m A négyzetméter súlyból a heveder folyóméter súlya: q h 53,5[ N / m A képletbe behelyettesítés után: T q t 8a 53,5 3,5 1170,31[ 0,16 h N Mivel a számított előfeszítő erő nagyobb mint a káros mértékű belógást megakadályozó erő nagysága, ezért a maximális húzóerő a következőképpen alakul. A maximális húzóerő számítása: T MAX T1 F T 880,98 03,961104,94[ N 4

28 A heveder kiválasztása: A szükséges betétszám: 10n T z K B T max B z max hevederben ébredő legnagyobb húzóerő [N heveder szélessége [mm n biztonsági tényező [- K z heveder betét szakító szilárdsága [N/cm Az n biztonsági tényező értéke a betét minőségétől és az igénybevétel körülményeitől függően 6-10 között választható. A képletet átrendezve és a biztonsági tényező értékét 8-ra választva a zkz szorzat: T zk z 10n B max 1104, ,99[ N / cm 500 A heveder típusát a 16-os táblázat alapján: EP 15 típusú 3 betétes zkz 3150 [N/cm A legkisebb dobátmérő meghatározása, dobok kiválasztása: A heveder kihasználtsági foka: T max B 10nT 0,3 zk B z max 0,8 hevederben ébredő legnagyobb húzóerő [N heveder szélessége [mm n biztonsági tényező [- K z heveder betét szakító szilárdsága [N/cm Értékét célszerű 0,3 és 0,8 között tartani. A szalag kihasználtsági foka: 10nTmax zk z B ,94 0,56[

29 A választott heveder húzásra közepesen van kihasználva. A 17-es táblázatban kiolvasható a heveder típusa és a betét szám függvényében a hajtó, feszítő és a terelődobok minimális átmérője(1.melléklet): A választott dobok mérete: Hajtó és feszítő dob átmérője: 400 mm Terelődob átmérője: 30 mm Hajtódobok választása: Katalógus alapján a hajtódob átmérőjét 400 mm-re a szélességét 600 mm-re választottam. Az így kialakuló szalagsebesség: v D n [ m / s 60 D n hajtódob átmérője [m hajtódob fordulatszáma [1/min A fordulatszám a választott dobátmérő esetén a képlet átrendezésével: Motor és hajtómű választás: 60v 601,3 n D 0,4 3,14 A hajtómű kiválasztásához szükséges adatok: 63,05[1/ min Fordulatszám(n): Számított teljesítmény(p): 63,05 [1/min 13,69 [kw A pálya használata során előfordul olyan üzem, amikor egymás után többször szükséges megrakott állapotban indítani. A túlmelegedés elkerülése és az elegendő indítónyomaték biztosítása érdekében a beépített motorok névleges teljesítményét 30 kwra választom. Mivel kétdobos hajtás kerül kialakításra, ezért a szükséges teljesítményt is azonos méretű hajtómű között osztom meg. Ezek figyelembe vételével a választott hajtómű(.melléklet): 6

30 Bonfiglioli A41 motoros hajtómű (kúpkerekes) A553_3,8P160BN160L4 n= 61 [1/min P= 15 [kw n(behajtó)= 1400 [1/min A választott hajtómű fordulatszáma kisebb mint az előméretezéskor meghatározott fordulatszám ezért a szalagsebességét ellenőrizni szükséges: v D n 60 0,4 3, ,7[ m / s 60 A hajtómű által létrehozott szalagsebesség 3 % -kal kisebb, mint az előméretezés során meghatározott érték. Azonban a szállított anyag mennyisége így sem változik jelentős mértékben. A szállítószalag feszítését a nagy hossz és a hajtás kialakítása csörlős villanymotoros feszítéssel tervezem megoldani A II. pályaszakasz méretezése A hajtás teljesítményszükségletének számítása: Szállítóképesség[Q Szállítási távolság[l Emelkedés Q=10 t/h L=400 m 0 m A szállítószalag tartós üzemre kerül letelepítésre az üzemben. A hajtás teljesítményszükségletének számítása: A szállítószalag vonóelemét a heveder a hajtódobról súrlódással átadott kerületi erő mozgatja. A kerületi erőnek a következő ellenállásokat kell legyőznie: F 1 F F 3 F 4 F 5 F 6 F 7 heveder vontatási ellenállása dobok ellenállása terelőpalánk ellenállása heveder dobtisztítók ellenállása szállított anyag gyorsítási ellenállása kisegítő berendezések ellenállása szállított anyag emelkedési ellenállása. 7

31 A heveder mozgatásához szükséges erő és a dobok ellenállása: F F f k L (q o q q ) [ 1 N f pályaellenállás szorzója [- k egyenértékű pálya ellenállási tényező [- h g a L o q h q g q a végdobok tengelytávolsága [m heveder folyóméter súlya [N/m alsó és felső heveder ágat alátámasztó görgők pályahosszra eső súlya [N/m szállított anyag 1 m pályahosszra eső súlya [N/m A képletben szereplő tényezők meghatározása: Végdobok közötti távolság: Lo=400 [m Egyenértékű pályaellenállás szorzótényezője Lo függvénye 7. táblázat alapján k=1,3[- A pályaellenállás szorzója az üzemi viszonyok függvénye értéke a 8. táblázatból. Mostoha üzemi körülményeket feltételezve, továbbá a téli üzemet is figyelembe véve: f=0,054[- Az alsó és felső heveder ágat alátámasztó görgők 1 m pályahosszra eső súlya 9. táblázatból 500 mm hevederszélességnél az alsó ágban 18 N/m a felsőágban 55 N/m könnyű típust feltételezve a fajlagos súly: q g [ N / m A heveder folyóméter súlyának meghatározásához előzetesen válasszunk EP 15-as hevedert betéttel A szállított anyag alapján felső és az alsó gumiborítás vastagsága 4 illetetve mm a 14. táblázat alapján. A hevederszélesség a 15 táblázat alapján a szállító oldalon 4 az alsó oldalon mm a javasolt vastagság. A heveder négyzetméter súlya 107 N/m a 13 táblázat alapján. A négyzetméter súlyból a heveder folyóméter súlya: q h 107 B 1070,5 53,5[ N / m A szállított anyag 1 m pályahosszra eső súlya : q a Q g v 33,339,81 47,70[ N / m 1,3 8

32 A képletbe behelyettesítés után: F F 0,0541, , , ,13[ 1 N A terelő palánk ellenállása: F 3 l h g p h p l p h palánk hossza [m anyagréteg magassága a palánknál [m μ p palánk és az anyag közötti súrlódási tényező [- A súrlódási tényező értéke μ p =0,1-0,4. A palánk hossza a feladásnál legyen m, és az anyagréteg magassága a paláknál 100 mm. A súrlódási tényező legyen 0,4. A képletbe behelyettesítés után: A heveder dobtisztító ellenállása p a tisztító vonalnyomása [N/m l 1 F a tisztító hossza [m μ a súrlódási tényező [- 0, ,81 0,4 167,17[ N F pl [ 4 1 N A gyakorlatban használatos értékek p= N/m, μ=0,6-0,8 A tisztító hossza megegyezik a heveder szélességével. A képletbe behelyettesítés után: A szállított anyag gyorsítási ellen állása: F 500 0,5 0,8 00[ 4 N F Q( v v )[ 0 5 N Q szállítószalag szállítóképessége [kg/s v heveder sebessége [m/s v 0 anyag kezdeti sebességének a heveder mozgásirányába eső komponens[m/s Az anyag kezdeti sebessége: 0 [m/s 9

33 F 33,331,3 43,56[ 5 N A kísérő berendezések ellenállása A ledobó kocsi tapasztalati útón meghatározott ellenállásait a hevederszélesség függvényében a 10. táblázatból. Ledobó kocsi alkalmazásakor: F 6 =1000 [N A szállított anyag emelkedési ellenállása: F 0[ 7 N A pálya szintesnek tekinthető így emelési ellenállással nem számolok Az ellenállásokat összegezve: F 11363,13167, , ,86[ N A hajtás teljesítmény szükséglete F v P [ 1000 kw F összes erő [N v szállítószalag sebessége [m/s η hajtószerkezet hatásfoka [- 1773,861,3 P 19,83[ kw ,85 A heveder hajtása és kiválasztása: Kétdobos hajtással tervezem megvalósítani a szalagpálya hajtását, ezzel csökkentve a szalagban fellépő maximális húzóerőt. A két azonos méretű és átfogási szöggel rendelkező dob kerül beépítésre. A hajtóművek és villanymotorok szintén megegyező teljesítménnyel fognak rendelkezni. A dobokat és a hajtásukat az alábbi elrendezésben tervezem megvalósítani: 30

34 3.ábra Hajtáselrendezés[5 Előfeszítő erő meghatározása Az F kerületi erő átviteléhez a lefutó ágban szükséges előfeszítő erő F T e [ 1 N μ súrlódási tényező [- α heveder dobra való felfutási és lefutási pontjai között mérhető kerületi szög [rad F kerületi erő [N 11. táblázat hornyolt gumi bevonatú hajtó dob μ=0,35 [- T F 0,353,14 e 1 e , ,60[ N A káros mértékű belógást megakadályozó előfeszítő erő meghatározása: a t q h qht T [ N 8a belógás megengedett értéke (a=0,0) alsóági görgőosztás [m heveder folyóméter súlya [N/m 31

35 Az alsóági görgőosztás meghatározása a 1. táblázat alapján: t=3,5[m A négyzetméter súlyból a heveder folyóméter súlya: q h 53,5[ N / m A képletbe behelyettesítés után: T q t 8a 53,5 3,5 1170,31[ 0,16 h N Mivel a számított előfeszítő erő nagyobb, mint a káros mértékű belógást megakadályozó erő nagysága, ezért a maximális húzóerő a következőképpen alakul. A maximális húzóerő számítása: T MAX T F T 1773, , ,46[ 1 N A heveder kiválasztása: A szükséges betétszám: 10n T z K B T max B z max hevederben ébredő legnagyobb húzóerő [N heveder szélessége [mm n biztonsági tényező [- K z heveder betét szakító szilárdsága [N/cm Az n biztonsági tényező értéke a betét minőségétől és az igénybevétel körülményeitől függően 6-10 A képletet átrendezve és a biztonsági tényező értékét 8-ra választva a zkz szorzat: z T 10n max K z B 15965, ,47[ N / cm 500 A heveder típusát a 16-os táblázat alapján: EP 15 típusú 3 betétes zkz 3150[N/cm 3

36 A heveder kihasználtsági foka: T max B 10nT 0,3 zk B z max 0,8 hevederben ébredő legnagyobb húzóerő [N heveder szélessége [mm n biztonsági tényező [- K z heveder betét szakító szilárdsága [N/cm Értékét célszerű 0,3 és 0,8 között tartani. A szalag kihasználtsági foka: 10nTmax zk z B ,46 0,80[ A választott heveder húzásra közepesnél jobban van kihasználva. A 17-es táblázat kiolvasható a heveder típusa és a betét szám függvényében a hajtó, feszítő és a terelődobok minimális átmérője(1.melléklet). A választott dobok mérete: Hajtó és feszítő dob átmérője: 400 mm Terelődob átmérője: 30 mm Hajtódobok választása: Katalógus alapján a hajtó dob átmérőjét 400 mm-re a szélességét 600 mm-re választottam. D n v [ m / s 60 D hajtódob átmérője [m n hajtódob fordulatszáma [1/min A fordulatszám a legkisebb dobátmérő esetén a képlet átrendezésével: 60v 601,3 n D 0,4 3,14 63,05[1/ min 33

37 Motor és hajtómű választás: A hajtómű kiválasztásához szükséges adatok: Fordulatszám(n): Számított teljesítmény(p): 63,05 [1/min 19,83 [kw A pálya használata során előfordul olyan üzem, amikor egymás után többször szükséges megrakott állapotban indítani. A túlmelegedés elkerülése és az elegendő indítónyomaték biztosítása érdekében a beépített motorok névleges teljesítményét 50 kwra választom. Mivel kétdobos hajtás kerül kialakításra, ezért a szükséges teljesítményt is azonos méretű hajtómű között osztom meg. Ezek figyelembe vételével a választott hajtómű(. melléklet): Bonfiglioli A41 motoros hajtómű (kúpkerekes) A903_4,1P000BN00L4 n= 61 [1/min P= 30 [kw n(behajtó)= 1400[1/min választott hajtómű fordulatszáma kisebb, mint az előméretezéskor meghatározott fordulatszám ezért a szalagsebességét ellenőrizni szükséges: v D n 60 0,4 3, ,7[ m / s 60 A hajtómű által létrehozott szalagsebesség 3 % -kal kisebb mint az előméretezés során meghatározott érték. Azonban a szállított anyag mennyisége így sem változik jelentős mértékben A III. pályaszakasz méretezése A szállítószalag a főág és az osztályozó berendezés garatja között képez kapcsolatot: Szállítóképesség[Q Szállítási távolság[l Emelkedés Q=10 t/h L=40m 3,5 m 34

38 A hajtás teljesítményszükségletének számítása: A szállítószalag vonóelemét a heveder a hajtódobról súrlódással átadott kerületi erő mozgatja. A kerületi erőnek a következő ellenállásokat kell legyőznie: F 1 F F 3 F 4 F 5 F 6 F 7 heveder vontatási ellenállása dobok ellenállása terelőpalánk ellenállása heveder dobtisztítók ellenállása szállított anyag gyorsítási ellenállása kisegítő berendezések ellenállása szállított anyag emelkedési ellenállása. A heveder mozgatásához szükséges erő és a dobok ellenállása: F F f k L (q o q q ) [ 1 N h g a f pályaellenállás szorzója [- k egyenértékű pálya ellenállási tényező [- L o q h q g q a végdobok tengelytávolsága [m heveder folyóméter súlya [N/m aló és felső heveder ágat alátámasztó görgők pályahosszra eső súlya [N/m szállított anyag 1 m pályahosszra eső súlya [N/m A képletben szereplő tényezők meghatározása: Végdobok közötti távolság: Lo=40 [m Egyenértékű pályaellenállás szorzótényezője Lo függvénye 7. táblázat alapján k=,40[- A pályaellenállás szorzója az üzemi viszonyok függvénye értéke a 8. táblázatból. Mostoha üzemi körülményeket feltételezve, továbbá a téli üzemet is figyelembe véve: f=0,054[- 35

39 Az alsó és felső heveder ágat alátámasztó görgők 1 m pályahosszra eső súlya 9. táblázatból 500 mm hevederszélességnél az alsó ágban 18 N/m a felsőágban 55 N/m könnyű típust feltételezve a fajlagos súly: q g [ N / m A heveder folyóméter súlyának meghatározásához előzetesen válasszunk EP 15-as hevedert betéttel A szállított anyag alapján felső és az alsó gumiborítás vastagsága 4 illetetve mm a 14. táblázat alapján. A hevederszélesség alapján 15 táblázat a szállító oldalon 4 az alsó oldalon mm a javasolt vastagság. A heveder négyzetméter súlya 107 N/m a 13 táblázat alapján. A négyzetméter súlyból a heveder folyóméter súlya: q h 107 B 1070,5 53,5[ N / m A szállított anyag 1 m pályahosszra eső súlya : q a Q g v 33,339,81 47,70[ N / m 1,3 A képletbe behelyettesítés után: 53, ,70 17,19[ F1 F 0,054,4 40 N A terelő palánk ellenállása: F 3 l h g p h p l p h μ p palánk hossza [m anyagréteg magassága a palánknál[m palánk és az anyag közötti súrlódási tényező[- A palánk hossza a feladásnál legyen m, és az anyagréteg magassága a palánknál 100 mm. A súrlódási tényező legyen 0,4. Ezen adatokkal a palánk ellenállása. F 0, ,81 0,4 133,41[ N 36

40 A heveder dobtisztító ellenállása p a tisztító vonalnyomása [N/m l 1 a tisztító hossza [m μ a súrlódási tényező [- F pl [ 4 1 N A gyakorlatban használatos értékek p=00-500n/m, μ=0,6-0,8 A tisztító hossza megegyezik a heveder szélességével. A képletbe behelyettesítés után: A szállított anyag gyorsítási ellenállása: F 500 0,5 0,8 00[ 4 N F Q( v v )[ 0 5 N Q szállítószalag szállítóképessége [kg/s v heveder sebessége [m/s v 0 anyag kezdeti sebességének a heveder mozgásirányába eső komponens[m/s Az anyag kezdeti sebessége: 0 [m/s F 33,331,3 43,56[ 5 N A kísérő berendezések ellenállása A ledobó kocsi tapasztalati útón meghatározott ellenállásait a hevederszélesség függvényében a 10. táblázatból. Ledobó kocsi alkalmazásakor: F 6 =1000 [N A szállított anyag emelkedési ellenállása: Qgh F7 qah [ N v Q szalag szállító képessége [kg/s g nehézségi gyorsulás [m/s h emelési magasság [m v heveder sebessége [m/s 37

41 Emelési magasság: A 40 m hosszú szalag pálya a teljes hosszon 3,5 m rel emelkedik F Az ellenállásokat összegezve: 33,339,813,5 866,95[ 1,3 7 N F 17,19133, , , ,11[ N A hajtás teljesítményszükséglete F v P [ 1000 kw F összes erő [N v szállítószalag sebessége [m/s η hajtószerkezet hatásfoka[- 4461,111,3 P 6,9[ kw ,85 A heveder hajtása és kiválasztása: Mivel rövid szalagról beszélünk ezért a hajtást egy dobbal tervezem megvalósítani. Így a szalag elrendezése a következőképpen fog alakulni. F T 1 T F T 1 T ellenállásokból számított erő [N hajtódobra való felfutás helyén a hevederben ébredő erő [N hajtódobra való felfutás helyén a hevederben ébredő erő [N Tmax=T1=F+T 4. ábra: Egydobos hajtás vázlata[5 38

42 Az előfeszítő erő meghatározása: Az F kerületi erő átviteléhez a lefutó ágban szükséges előfeszítő erő csavarorsós feszítés esetén 1, s biztonsági tényezővel a következőképpen alakul: T 1, e F rf[ 1 N μ súrlódási tényező [- α heveder dobra való felfutási és lefutási pontjai között mérhető kerületi szög [rad r hajtás tényező [- 11. táblázat hornyolt gumi bevonat 0,35 [- T 4461,11, 675,10[ 0,35 3, e 1 1 N 14 A káros mértékű belógást megakadályozó előfeszítő erő T q t h [ N 8a a belógás megengedett értéke (a=0,0) t alsóági görgőosztás [m q h heveder folyóméter súlya [N/m Az alsóági görgőosztás meghatározása a 1. táblázat alapján: t=3,5[m A négyzetméter súlyból a heveder folyóméter súlya: q h 53,5[ N / m A képletbe behelyettesítés után: T q t 8a 53,5 3,5 1170,31[ 0,16 h N Mivel a számított előfeszítő erő nagyobb mint a káros mértékű belógást megakadályozó erő nagysága, ezért a maximális húzóerő a következőképpen alakul 39

43 A maximális húzóerő számítása: T MAX T F T 4461,11 675, ,[ 1 N A heveder kiválasztása: A szükséges betétszám: 10n T z K B T max B z max hevederben ébredő legnagyobb húzóerő [N heveder szélessége [mm n biztonsági tényező [- K z heveder betét szakító szilárdsága [N/cm Az n biztonsági tényező értéke a betét minőségétől és az igénybevétel körülményeitől függően 6-10 A képletet átrendezve és a biztonsági tényező értékét 8-ra választva a zkz szorzat: z T 10n max K z B 7136, ,79[ N / cm 500 A heveder típusát a 16-os táblázat alapján: EP 15 típusú 3 betétes zkz 3150 [N/cm A heveder kiválasztási foka: T max B 10nT 0,3 zk B z max 0,8 hevederben ébredő legnagyobb húzóerő [N heveder szélessége [mm n biztonsági tényező [- K z heveder betét szakító szilárdsága [N/cm Értékét célszerű 0,3 és 0,8 között tartani. 40

44 A szalag kihasználtsági foka: 10nTmax zk z B , 0,36[ A választott heveder húzásra közepesnél gyengébben van kihasználva. A 17-es táblázat kiolvasható a heveder típusa és a betétszám függvényében a hajtó, feszítő és a terelődobok minimális átmérője(1. melléklet). A választott dobok mérete: Hajtó és feszítő dob átmérője: 400 mm Terelődob átmérője: 30 mm Hajtódobok választása: Katalógus alapján a hajtódob átmérőjét 400 mm-re a szélességét 600 mm-re választottam. D n v [ m / s 60 D hajtódob átmérője [m n hajtódob fordulatszáma [1/min A fordulatszám a legkisebb dobátmérő esetén a képlet átrendezésével: 60v 601,3 n D 0,4 3,14 63,05[1/ min Motor és hajtómű választás: A hajtómű kiválasztásához szükséges adatok: Fordulatszám (n): 63,05 [1/min Számított teljesítmény (P): 6,9 [kw A pálya használata során előfordul olyan üzem, amikor egymás után többször szükséges megrakott állapotban indítani. A túlmelegedés elkerülése és az elegendő indítónyomaték biztosítása érdekében a beépített motorok névleges teljesítményét 10 kwra választom(. melléklet). 41

45 Bonfiglioli A41 motoros hajtómű (kúpkerekes) A703_3,5P160BN160MR4 n= 61 [1/min P= 11 [kw n(behajtó)= 1400 [1/min A választott hajtómű fordulatszáma kisebb mint az előméretezéskor meghatározott fordulatszám ezért a szalagsebességét ellenőrizni szükséges: v D n 60 0,4 3, ,7[ m / s 60 A hajtómű által létrehozott szalagsebesség 3 % -kal kisebb, mint az előméretezés során meghatározott érték. Azonban a szállított anyag mennyisége így sem változik jelentős mértékben Egyéb berendezések kiválasztása Szalagváz kiválasztása A szalag vázát 4 m hosszú darabokban szállítják a helyszínre és ott csavar kötéssel kerülnek összeszerelésre. A váz 60 x 40 x 3 mm-es zártszelvényből készül. (5. ábra) A váz típusa: V500/400-5 A váz alsó részén 3,5 m-ként kerül elhelyezésre az alsó vezető görgők elhelyezését szolgáló tartószerkezet. A szerkezet lapolt végű görgők lehelyezését teszi lehetővé. A váz felső részén 1,1 m-ként kerülnek rögzítésre a görgő 15 o -os rögzítését szolgáló görgőtartó bakok. 5. ábra Szalagváz kialakítása [6 4

46 Görgők kiválasztása A görgő tervezési segédlet alapján az általam tervezett 500 mm széles hevederhez a következő lapolt végű görgők kerültek kiválasztásra(3. melléklet): Választott felső görgők típusa: Starkline T41-D89-B315-d0- S06 (1 mm lapolással) Választott alsó görgők Starkline T41-D89-B600-d0- S06 (1 mm lapolással) Heveder kiválasztása: A méretezés során mind három szalagpálya esetén EP 15 3 betétes szalag megfelelőnek bizonyult így az általam választott olajálló szalag a SAVA katalógus alapján(4.melléklet): SAVA EP400/4-4/ b=500 43