6 Дәріс. Көтерім машиналары. Арналуы, жіктелуі. Көтерім машиналарының егізгі конструктивтік схемасы.

Көтерім машинасының бас элементтерінің бірі көтерім қондырғысы болып табылады.

Әсер ету принцпі бойынша көтерім машиналары топтарға бөлінеді: барабанды орау органды және үйкеліс шкивті.

Барабанды көтерім машиналарында келесі орау органдары кең тараған (3.1-3.3 сур.): барабанды, бір кесілген барабанды, екі барабанды, бицилиндр конусты кесілген барабанды.

Басқару пульті жағынан көрнісі

3.1- сур. Екі барабанды көтерім машинасының схемасы: 1- қайта қойылатын барабан; 2 – сыналған барабан
3.2- сур. Бір барабанды көтерім машинасының схемасы: 1-барабанның қайта қойылатын бөлігі; 2 – барабанның сыналанған бөлігі.
3.3 – сур. бицилиндр конусты кесілген барабанды көтерім машинасының схемасы: 1- барабан қайта қою бөлігі; 2- барабанның сыналанған бөлігі.

Екі ыдысты көтерім қондырғысының бір барабанды орау органы екі бас арқанға қызмет көрсетеді. Екі арқанға ортақ – барабанның орта бөлігіне арқандар кезекпен ( сол және оң арқандар) оралады.

Бір барабанды орау органы көтерім машинасын ықшамды етеді, массасын және машина ғимаратының өлшемін азайтады, бірнеше жазықтықтарда бір мезгілде қызмет көрсетуге мүмкіндік берілмейді, сондай-ақ арқандарды қыстыру мен алмастыруды, олардың ұзындықтарын реттеуді және оларды сынау үшін кесуді күрделендіреді.

Екі барабанды орау органдары жүктерді бірнеше жазықтықтардан көтеруге мүмкіндік береді және барабандылармен салыстырғанда көтерім машиналарында әр бас арқан жеке барабанға оралады. Бұл ретте бір барабан машина білігімен қатты байланысқан, ал екінші қайта қосылатын болып табылады және арнайы механизм біліктен ажыратылады және оны кез-келген бұрышқа бұрғаннан кейін қайита жалғастырылады. Жүк көтеретін жазықтықты ауыстырған кезде, арқаны қайта қосылатын барабанға оралатын көтерім ыдысы жоғарғы қабылдау алаңшасына орнатылады. Содан кейін қайта қосылатын барабан біліктен ажыратылады және тежегіштен тежеледі. Көтерім машинасы қосылып, қажет жазықтыққа арқаны білікпен қатты байланыстағы барабанға оралатын ыдыс көтеріледі. Осыдан кейін қайта қосылғыш барабан білікпен жалғанады, бұл ретте көтерім қондырғысы жаңа жазықтықтан жұмыс істеуге дайын. Арқан ұзындығын реттеу осыған ұқсас атқарылады.

Сонымен қатар екі барабанды көтерім машиналары бір барабандылармен салыстырғанда үлкен енді болып келеді. Бағыттағыш шкивтерді бір жазықтықта орналастырғанда, екі барабанды орау органы арқан шегінің қажетті дивияция бұрышын қамтамасыз етуі мүмкін.

Бұл кемшілік кесілген бірбарабанды орау органында жойылған. Мұндай барабан екі бөліктен тұрады – ұзын, білікке сыналған және қысқа, қайта қоылғыш – ол арқан ұзындығын реттеуге мүмкіндік береді. Реттеуді атқару үшінбір арқан қайта қосылатын бөлікте, ал екіншісі сыналған бөлікте болып, орау кезінде қайа қосылатын болікке өтпеуге тиісті, демек көтерім ыдысы екіншісіне қатысты, қайта қосылатын бөліктегі арқан ұзындығына тең биіктікке қайта орналаса алады. Кесілген барабанға арқанды орау тек бір қатарға атқарылады, бір және екі барабандыларда – көп қатарлы болуы мүмкін. Бірақ көпқатарлы орауда арқанға салмақ және оның желінісі өседі.

Бицилиндрконусты кесілген барабандар көтерім қондырғысы жүйесін теңестіруді қамтамасыз етеді және арқан ұзындығын реттеп, жазықтық ауыстыруға мүмкіндік береді.

Қазіргі машиналардың қайта қосу механизмдері арақашықтықтан басқарылады және 2-3 минут ішінде көтерім арқаны ұзындығын реттеуге, ал бірнеше жазықтықтардан жұмыс істеген кезде – жазықтықты ауыстыруға мүмкіндік береді.

Орау органының түрі және көтерім машинасының техникалық берілгендері бойынша оларды қолдану аймағы таңдалады. Екі цилиндр барабанды көтерім машиналарын бірнеше жазықтықтардан жұмыс істегенде екіыдысты көтерім қондырғыларында орнату керек; бір тұтас барабандыларды – көмекші бірклетті және бірскипті кері салмақты көтерім қондырғыларында; бір кесілген барабандыларды – бір жазықтықтан жұмыс істеген кезде екіыдысты көтерім қондырғыларынды. Бицилиндрлі барабанды машиналар жоғары жүккөтергіш ыдыстармен терең шахтылар мен кеніштерде қолданылады.

Уйкеліс шкивті көтерім машиналары бірарқанды және көпарқанды шкивтермен жабдықталады. Бірарқанды үйкеліс шкивті көтерім қондырғысы ықшам, аз енді болып келеді, бірақ оған бірқатар кемшіліктер тән: көтерім қауіпсіздігінің төмендеуі, себебі арқан үзілген жағдайда оқпанға екі ыдыста құлайды; арқандарды қыстыру және олардың ұзындығын реттеу күрделі; екі көтерім ыдыстарымен бірнеше жазықтықтардан жұмыс істеудің мүмкін еместігі, т.с.с. бұл кемшіліктер оларды пайдалануды шектеді (Донбастың кейбір кейбір көмекші көтерімдерінде қолданады).

Көпарқанды үйкеліс шкивті көтерім машиналары (көпарқанды машиналар) барабанды және бірарқанды үйкеліс шкивті машиналармен салыстырғанда келесі артықшылықтарға ие: арқанның кіші диаметрі d₁=d₁/n, мұндағы d₁- бірарқанды машина арқанының диаметрі; n- көпарқанды машинадағы арқан саны; арқанды жүргізгіш органның кіші диаметрі ( арқанның кіші диамаетріне байланысты),демек аз айналдыру моменті; жұмыста қауыпсіздігі жоғары, себебі үйкліс шкиві аяқ асты және апаттық салмақтардан көтерім арқандарында тым өсіп кететін тегеуріндерге қарсы физикалық қорғаныс болып табылады; клеттерде парашют болмайды, себебі бірнеше арқанның бір мезгіле үзілуі іс жүзінде мүмкін емес; аз өлшемдері мен ықшамдылығы, ол машинаны жасауда арзандатады және оларды тасмалдауды қарапайымдайды; ауыр жүктерді үлкен тереңтіктен көтеру мүмкіндігі; көтері машинасын тікелей діңге орнату мүмкіндігі; бұл шахты құрлысы үшін жер бетіне аз аудан қажет етеді және арқандарды пайдалану жағдайын жақсартады, себебі олар атмосфераның зиян әсерлеріне ұшырамайды.

Көпарқанды машиналардың кемшіліктері: арқандарды қадағалаудың және олардың күйін бақылаудың күрделілігі, себебі әр көтерім қондырғысында бірнеше көтерім және теңестіруші арқандар болады; көтерім арқандарының сырғанау мүмкіндігі (үйкеліс коэфициенті азайғанда); жекленген арқандар арасында салмақтың біркелкі бөлінбеуі.

Көпарқанды көтерім машиналарымен екі ыдысты немесе бірыдысты керісалмақты тік көтерім қондырғылары жабдықталады. Бірыдысты көтерім қондырғыларды әдетте бірнеше жазықтықтарда жұмыс істеу үшін қолданылады.

Көпарқанды машиналардың экономикалық тиімділігі мен жоғарыда көрсетілген артықшылықтары көп арқанды қондырғылардың көмір және кен өндірісінде тез тарауына соқтырады, әсіресе терең шахталарда.

Көтерім машиналарының конструкциялары.

Цилиндрбарабанды бірарқанды көтерім машиналары.

Қазіргі кезде сериямен ірі көтерім машиналарының келесі түрлері шығарылады:

• Цилиндрбарабанды екібарабанды көтерім машиналары;

• Кесілмеген ( тұтас) цилиндрбарабанды бірбарабанды көтерім машиналары;

• Кесілген бір цилиндрбарабанды көтерім машиналары;

• Кесілген бір цилиндрконусты барабанды көтерім машиналары;

Ірі көтерім машинасының стандарттық қатарын тұрғызу үшін негізгі критерия ретінде орау органы (барабанның) орау бетінің мәні қабылданған.

Орау беттері қатарын тұрғызу үшін алымы =1,2589- сандардың оныншы қалыпты қатары болып табылатын геометриялық прогрессия заңдылығын пайдаланған. Геометриялық прогрессия бойынша тұрғызылған қатар машиналардың кіші арақашықтықпен және үлкен өлшем түрлері арасында үлкен арақашықтықпен болып келеді, бұл шахтылар мен кеніштер талаптарын барынша толық қамтамасыз етеді.

3.3 – суретте ірі көтерім машиналар стандартты қатарын сандардың оныншы қалыпты қатары бойынша тұрғызу графигі келтірілген.

Стандартты қатардың негізгі машиналары болып екі барабанды көтерім машиналары мен бицилиндрконусты кесілген барабанды көтерім машиналары саналады.

Кесілген бір цилиндр барабанды көтерім машиналары көмекші қатарды құрайды. Бұл қатарды тұрғызу, көмекші қатардағы әр машинаның орау беттері (арқансыйымдылығы) негізгі қатардағы машиналардың белгілі орау беттеріне сәйкес келетіндей етіліп атқарылған.

3.4-сур. Көтерім машиналар стандартты қатарын геометриялық прогрессия бойынша тұрғызу графигі

Барабанды орау органды көтерім машиналары төрт түрде шығарылады, олар МЕСТ талаптарына сәйкес келесідей белгіленеді: Ц – цилиндрлік бір барабанды; ЦР – цилиндрлік бір кесілген барабанды; 2Ц – цилиндрлік екі барабанды; БЦК – бицилиндрконусты кесілген барабанды.

Машиналардың келесі көрсеткіштері стандартталған: орау органдарының диаметрі мен ұзындығы, редуктордың беріліс қатынасы, арқандарды керудің ең улкен мәндері және оларды статикалық керу айырмашылығы. Алғашқы екі көрсеткіш машинаның шартты белгісіне кіреді. Белгілеуге мысал: ЦР-5Х3Х0,6 – диаметрі 5м цилиндрлік кесілген бір барабанды көтерім машинасы, барабанның толық ені 3м және тары бөлігінің ені (кесілген) 0,6 м, БЦК-8/5-2,7 – бицилиндрконусты машина үлкен барабан конусты машина үлкен барабан диаметрі 8м, кішінікісі 5м және үлкен цилиндр ені 2,7 м.

Машиналар редукторлы және тыныш айналатын электрқозғалтқышпен редукторсыз, жетектері оң немесе сол жақта ( сұраныс бойынша) орналасқан орындалуда шығарылады. Цилиндрлік бір сатылы (ЦО) және екісатылы (ЦД) редукторлар қолданылады. Новиков ілінісімен орындалған редукторлар белгіленуінде Н әріпі қосылады ( ЦОН, ЦДН).

Барлық көтерім машиналары оң және сол орындалулармен болуы үмкін. Аса кең тарағандары оң орындалумен.

Оң орындалу деп келесіні түсіну керек (егер машинаға басқару пульті жағынан қараса):

– Екі барабанды машиналар үшін сыналанған барабан, редкуктор және көтерім қозғалтқышы оң жақта орналасады, ал қайта қосылғыш барабан – сол жақта;

– цилиндрлік және бицилиндрконусты бірбарабанды көтерім машиналар үшін барабанның сыналанған бөлігі, редуктор және қозғалтқыш оң жақта орналасады.

Машиналардың сол жақ орналаса орындалуын да бәрі керісінші болып келеді.

Бицилиндрконусты барабанды көтерім машиналары үшін, әдетте, тынышжүргіш тұрақты ток қозғалтқышты редукторсыз жетек қолданылады.

Арқандарды барабанға бекіту және арқан үшін жолақтар тілу арқандардың оң оралуын қарастырады.

Орташа көтерім машиналары жербетінде, сондай – ақ жер астынада орнатылады. Олар ажыратылмалы конструкциялы болып келеді, жеке тораптарының өлшемдері оларды бас қазбалар арқылы тасмалдауға мүмкіндік береді. Диаметрі 3,5 м машина, әдетте, жерастына орнатылмайды, себебі оларды тек үлкен қималы кен қазбаларымен тасмалдауға болады. Орташа көтерім машиналарына арқанды статикалық керу аймашылығы 44-тен 137 КН-ға дейін, электрқозғалтқыш қуаты 250-650кВТ шегінде және электрқозғалтқышсыз шамалас массасы 40000-105000 кг шегінде болып келеді.

Ірі көтерім машиналары тек жербетінде орнатылады және шахталар менкеніштердің тік және көлбеу көтерімдерін жабдықтауға арналған. Машиналардың орау органдарының арқан сыйымдылығы 1560м-ге дейін, арқандарды статикалық кернеуі 215-620 кН және статикалық керіліс айырмашылығы 160-380кН болып келеді. Шамалас анықталған қозғалтқыш қуаты 3000-10000 кВт шегінде және машиналар массасы 69000-380000 кг шегінде болып келеді.

Ірі машиналар бір кесілген, екі цилиндрлік және кесілген бицилиндрконусты орау органдарымен жабдықталады.

Барабанды орау органды көтерім машиналары келесі негізгі талаптардан тұрады: түбірлік бөлімінен, жетектен және басқарудың тежегіш жүйесінен. Әр көтерім машинасы басқару пультімен және бақылап – өлшеу аспаптарымен жабдықталады (тереңдік көрсеткіш, жылдамдық шектегіш, қозғалыс реттегіш ,т.с.с).

Көтерім машинасының түбірлік бөліміне (3.5 – сур.) 1-барабанды бас білік торабы, атқару органдары және 4- тежегіш құрылғы жетектері кіреді. Мойынтірекке сүйенетін бас білікке, барабанды орау органы және барабанды қайта қосу механизмі қондырылады ( бір барабанды машиналар үшін ол керек емес).

3.5-сур. Ц- тектес көтерім машинасы:

1- бірбарабанды орау мүшесі; 2- редуктор; 3- электрқозғалтқыш; 4- тежегіш құрылғы; 5-басқару пульті.