بخشی از مقاله
چکیده
در صنایع معدن، تونل سازی و دیگر صنایعی که از نوار نقاله با طول زیاد استفاده میشود به دلیل افزایش مسیر حمل مصالح تا محل تخلیه با پیشروی دستگاه حفار نیازمند اضافه کردن تسمه است. این تسمهها به صورت رول تهیه میگردد. تسمههای با طول بیشتر معمولا به صورت دوقلو در کارخانه رول میشود . جهت به کارگیری رولهای دوقلو ابتدا بایستی به صورت تک رول جمع شوند. مشکل فنی در نحوه تک رول کردن آنها است. روشهایی که تا کنون به کارگیری میشد زمان بر بوده و هزینه زیادی در بر داشت و نیز فضای زیادی جهت بازکردن این رولها نیاز بود. همچنین نوار به صورت فشرده جمع نمیشد.
راه حل موجود ارائه وسیلهای با سازه خرپایی متحرک که شفتهای رول دوقلو در دو انتهای آن قرار می-گیرد و به دلیل خاصیت الاکلنگی ظرفیتهای مختلفی از نوار را می-توان بکار برد. همچنین به دلیل تماس رول پرشونده روی درام محرک و فشار در اثر وزن رول باعث سفت جمع شدن آن میگردد و به دلیل محرک کردن درام زیر رول پر شونده نیاز به موتور گیربکس با ظرفیت پایین و صرف انرژی کمتر و در نتیجه سبب پایین آمدن هزینهها میگردد. این روش در تک رول کردن رولهای دوقلو نوار نقاله و بسته بندی با ظرفیت بالای موادی مانند تسمه نقاله، کاغذ و نایلون به صورت رول دوقلو میتواند به کار گرفته شود.
شرح سیستم صنعتی
حمل مصالح حاصل از حفاری تونلها و معادن در مسافتهای طولانی و مکانهایی که بکارگیری کامیون مقرون به صرفه نیست توسط نوار نقالهها انجام میگردد. تسمههای این نوار نقالهها عموما به صورت مسطح میباشد. تسمههای تولید شده در کارخانه جهت نصب بر روی نوار نقاله به سه صورت تک رول، فلت و دوقلو مطابق شکل 1رول میشوند .[1] تسمههای با طول کم به صورت تک رول بسته بندی میشود. تسمه های با طول زیاد معمولا به صورت فلت و دوقلو بسته میشود تا از لحاظ ابعادی فضای کمتری را اشغال کرده و به دلیل پایین بودن ارتفاع نسبت به حالت تک رول حمل و نقل آن آسانتر گردد.
پیش از این جهت تک رول کردن رولهای دو قلو از چند روش استفاده میشد. در روش اول از یک شاسی با بعاد بزرگ و دارای دو شفت جهت تک رول کردن نوار استفاده میشد که در این روش نیز ابعاد بزرگ شاسی، ظرفیت محدود و جمع شدن نوار به صورت غیر فشرده از مشکلات آن بود .[ 2] غیر فشرده جمع شدن رول باعث میشود تا در هنگام استفاده لایههای رول روی یکدیگر لغزیده و از حالت هم مرکز خارج شوند.
در روش دوم از یک رول بازکن موتوردار جهت جمع کردن نوار استفاده میشد. رول دیگر توسط نیروی انسانی یا ماشین آلاتی مانند جرثقیل و لیفتراک باز میشد که این روش نیز فضا، تعداد پرسنل و هزینههای زیادی را در بر داشت و ظرفیت استفاده از نوار محدود و نوار به صورت غیر فشرده جمع میشد .[3] روش سوم از دو رول بازکن تک شفت به صورت مجزا استفاده میشد که هر رول بر روی یک رول باز کن قرار میگرفت که با موتوردار کردن یکی نوار شروع به جمع شدن میکرد. این روش هزینه زیادی داشت و نیازمند بکارگیری چندین نفر نیروی انسانی و نیز فضای زیادی برای کار لازم بود و میبایست نوار در فضای آزاد تک رول شده و جهت استفاده به روی دستگاه نوار نقاله منتقل گردد. علاوه بر آن ظرفیت جمع کردن نوار محدود بوده و نوار به صورت غیر فشرده جمع میشد .[3]
در روش چهارم یک رول در مسافت معینی باز شده و رول دیکر توسط لیفتراک روی رول باز شده چرخانده میشد. این کار چندین مرتبه تکرار میشد تا رول نوار جمع گردد. این روش فضای کاری زیادی نیاز داشته و ماشین آلات و پرسنل را درگیر کرده و نیز زمان زیادی صرف میگردد. وسیلهای که در ادامه به آن پرداخته میشود جهت تک رول کردن رولهای دو قلو به کارگیری شده است و معایب و مشکلات روشهای پیشین را مرتفع ساخته و میتواند کاربریهای دیگری نیز داشته باشد.
این طرح در پروژه خط 2 قطار شهری مشهد اجرا شده است شکل .2 رول بازکن تک مرحلهای طبق شکل 3 و جدول 1 از شاسی متحرک که شفتهای رول دو قلو با ظرفیتهای مختلف که در دو انتهای آن به صورت موازی با هم قرار میگیرد و قسمت پایین آن به شاسی ثابت لولا شده و خاصیت الاکلنگی دارد و نیز دارای 2 درام یکی هرزگرد و دیگری محرک بوده و درام محرک توسط چرخ زنجیر به موتورگیربکس متصل شده تشکیل یافته است.
فرایند اجرای کار به این شکل است که با چرخاندن درام محرک توسط موتورگیربکس، رول قرار گرفته روی درام محرک به آرامی و با صرف انرژی کم پر شده و رول دیگر خالی میشود. از طرفی رول در حال پر شدن به صورت کاملا فشرده جمع میشود. اهمیت این سیتم در پروژه هایی است که از سیستم نوار نقالهای طویل استفاده میشود و برای شارژ کاست نوار نقاله ها از این سیستم استفاده میگردد. همچنین میتوان نوار تولید شده در کارخانه یا نوار فرسوده در نوارنقاله را در این روش به صورت دوقلو یا تک رول با انتقال نیروی محرک به سر یکی از شفتها جمع کرد.
طرح مسئله و موضوع پژوهشی
مشکل فنی بازکردن رولهای دوقلو در نحوه تک رول کردن آن است. جهت به کارگیری این رولها بایستی نوار داخل کاست بریده و نوار جدید به دوسر آن اضافه گردد که در اصطلاح آپارات زدن نامیده میشود. رولهای دوقلو به نحوی پیچیده شده است که دو سر آزاد آن در داخل رول قرار دارد لذا برای استفاده بایستی ابتدا رولها باز شده و سر آنها جهت آپارات آزاد گردد. بهترین روش، باز کردن یک رول و جمع کردن آن روی رول دیگر است - تک رول کردن - تا بتوان از یک سر آزاد آن جهت آپارات اول استفاده کرده و پس از شارژ کاست، سر دیگر رول برای آپارات دوم آزاد گردد. روشهای مختلفی برای باز کردن رولها وجود دارد که در تمامی این روشها زمان، فضا و هزینه فراوانی در بر داشته و رولها در این روش به صورت غیر فشرده جمع میشد و از نوار با ظرفیت های محدود استفاده می-گردید.
راه حل موجود ارائه وسیلهای با سازه خرپایی متحرک که شفتهای رول دوقلو در دو انتهای آن قرار میگیرد و به دلیل خاصیت الاکلنگی ظرفیتهای مختلفی از رول نوار را میتوان بکار برد. همچنین به دلیل تماس رول پرشونده با درام محرک و فشار در اثر وزن رول باعث فشرده جمع شدن آن میگردد و به دلیل محرک کردن درام زیر رول پرشونده نیاز به موتور گیربکس با ظرفیت پایین و صرف انرژی کمتر است. این روش در تک رول کردن رولهای دوقلو نوار نقاله و بسته بندی با ظرفیت بالای موادی مانند تسمه نقاله کاغذ نایلون به صورت رول دوقلو میتواند مورد استفاده قرار گیرد.
مراحل کار و انتظارات از پژوهش پیشنهادی
در اجرای این پروژه از طرح اولیه رول بازکن تک شفت الهام گرفته شده است. در طرح رول بازکن تک شفت، رول بر روی سازه خرپایی ساده که دارای سه بازو است و در اصطلاح خرک نامیده میشود قرار میگیرد شکل .1- 4 نقطه A تکیهگاه رول و نقاط B و C تکیه گاه-های ثابت است. با حذف بازوی AB و تغییر تکیهگاه B به درام یا چرخ و نیز تغییر تکیه گاه C به اتصال لولایی قابلیت سازه افزایش یافته و به دلیل لولایی بودن AC حول C و در نتیجه تغییر فاصله بین A و B امکان استفاده از رولهای با قطر و ظرفیت مختلف مقدور میگردد شکل .2-4 در این دستگاه جهت باز کردن رولهای دو قلو بازوی AC به سازه خرپایی مثلثی ACD تبدیل شده است که حول C لولا شده و خاصیت الاکلنگی به سازه میدهد شکل -4 A .3 و D محل قرارگیری شفتهای رول دو قلو در محل یاتاقانها است.
B و E محل قرار گیری درامها است. در این طرح، B به عنوان تکیهگاه که به موتورگیربکس متصل میگردد و نقش درام محرک را دارد و E به عنوان درام هرزگرد در نظر گرفته شده است. برای برقراری تماس پیوسته بین رولی که در A قرار گرفته و درام محرک B بایستی درام و رول در هر حالت بر هم مماس شوند. لذا بایستی فواصل CB، CA، CD و CE با یکدیگر برابر باشد یعنی نقاط A و B در هر حالتی بر روی کمانی به مرکز C و شعاع CB قرار گیرد.
شکل :4 ایده طرح رولبازکن
رولهای نوارنقاله که به صورت دو قلو پیچیده شدهاند توسط این وسیله تک رول میشود و سر آن جهت آپارات و شارژ داخل کاست نوار نقاله آماده میشود. رولهایی که در نوار نقاله تونلی خط 2 قطار شهری مشهد استفاده میشود 460 متر طول داشته و به صورت رول دوقلو هر کدام به قطر 2 متر موجود است که در کل جرمی حدود 9/2 تن دارد و دو سر نوار در مرکز رولها واقع شده است و بایستی یکی از رولها باز شود تا سر آن آزاد شود و بتوان جهت آپارات و شارژ بر روی نوار نقاله استفاده کرد.
با افزایش جرم شاسی متحرک در محل A، رول اول بر روی درام محرک - B - قرار میگیرد و مقداری از وزن آن را این درام تحمل میکند. با استارت موتور درام محرک میچرخد و در اثر تماسی که با رول اول دارد آن را میچرخاند در نتیجه رول اول شروع به پر شدن کرده رول دوم خالی میشود. با افزایش قطر رول اول فاصله مرکز شفت رول تا شفت درام محرک افزایش مییابد - فاصله A تا - B و باعث چرخش شاسی متحرک حول لولا - C - به سمت دیگر میشود.
