Учёные Пермского Политеха создали ПО, которое предотвратит поломку ленточных конвейеров

Ленточный конвейер является наиболее популярным средством перемещения сырья и продукции на производстве. Его используют сельскохозяйственные предприятия, склады, на открытых горных разработках, металлургических заводах и многих других отраслях промышленности. Там, где есть необходимость транспортировки штучных или сыпучих грузов, идеально подходит именно конвейер данного типа. Главное его преимущество - разнообразие модификаций и форм. Транспортёры бывают: с металлической сеткой (используют в линиях по производству кондитерских изделий), желобчатые (применяют в добыче угля или на предприятиях переработки отходов), телескопические (встречаются на рудниках, а также речных и морских судах) и ещё десятки вариаций для разных типов работ. И для каждого вида необходимы отдельные методы эксплуатации, ведь если не создать правильную модель, то лента может порваться, и тогда производство встанет, пока не закончится ремонт. Учёные Пермского Политеха разработали специальное программное обеспечение, которое позволяет помочь предотвратить поломку конвейера.

Разработка проведена в соответствии с целями программы академического стратегического лидерства «Приоритет 2030».

Статья с результатами исследования опубликована в журнале «Вестник АГТУ».

Ленточный конвейер – это транспортирующая машина для перемещения в горизонтальном и наклонном направлениях насыпных и штучных грузов непрерывным потоком без остановки для загрузки и выгрузки сырья или продукции. Их достоинствами являются высокая производительность, простота конструкции, большая длина транспортировки, вплоть до 3–4 км и удобная эксплуатация. В современных методах работы конвейеров вся мощь приходится на приводной барабан, из чего рассчитываются мощность, тяговое усилие, натяжение ленты, ее размерные и весовые характеристики. Такой подход позволяет произвести проектные расчеты, но не позволяет исследовать особые режимы работы транспортёра, например, пуск неравномерно загруженного полотна, из-за чего может произойти поломка оборудования. Но всё это делается, в основном, для машин небольших размеров, тогда как для особо длинных и многоприводных нужны свои специальные алгоритмы и модели.

- Для крупных шахтных конвейеров, длина которых достигает 3 км, существует проблема управления несколькими приводами при запуске после аварийной остановки, так как моделей по расчету динамики ленты в такой ситуации почти нет. А без неё, по разовым разрывам полотна, невозможно идентифицировать объект управления , - рассказывает заведующий кафедрой автоматизации технологических процессов Березниковского филиала Пермского Политеха, доктор технических наук, профессор Андрей Затонский.

Для решения проблемы учёные разработали специальное программное обеспечение, в основу которого лёг новый алгоритм расчёта работы конвейера. Для этого ленту разделили на тысячи разных частей, чтобы определить для каждого элемента: вес, растяжение, скорость перемещения, проскальзывание и многие другие параметры. Далее разработчики создали новое ПО на языке программирования JavaScript. С помощью волнового графика оно показывает, в какой момент и где именно лента перегружена и, соответственно, может произойти разрыв. Программа также позволяет моделировать проскальзывание ленты на приводных барабанах при недостаточной натяжке, что даёт возможность исследовать износостойкость ленты.

Новое программное обеспечение учёные проверили на примере данных четырехприводного шахтного ленточного конвейера Южно-Якутского угольного бассейна с длиной полотна около 2 км. В результате имитационного эксперимента на одном из элементов ленты возникли усилия, превышающие несущую ею способность, то есть в реальности, по прогнозу программы, в этом месте произошел бы разрыв, и оператор смог бы увидеть подсказку и предотвратить поломку. Поскольку такие условия пуска с перегрузкой были созданы в испытании намеренно, полученный результат позволяет говорить об успешности созданной модели и возможности адаптации её для расчетов других конкретных конвейеров.

Разработка учёных Пермского Политеха позволит исследовать различные режимы длинных конвейеров с использованием новой программной модели. Это необходимо для имитационного исследования различных режимов управления при пуске загруженного конвейера, позволяющих избежать разрывов ленты, а значит – простоев, экономических и имиджевых потерь предприятий.