7 Дәріс Әртүрлі көтерім машиаларын таңдау әдістемесі.

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.

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.

Конструктивті барабан құйылған ступицадан тұрады ( барабан диаметрі 3м-ге дейінгі машиналар үшін шойыннан және одан үлкен диаметрлерде болаттан), оған швеллерден жасалған спицалар пісіріле немесе болаттармен жалғанады және екінші ұштарына қалыңдығы 10-22мм табан болаттан жасалған жолақ жалғанып, іш шағынан қаттылық сақиналарымен беріктендірілген, екі жиегінде тежегіш ернеулер қарастырылған. Барабан бетіндегі жолаққа жасырын басты болаттармен пресс- массадан немесе ағаштан жасалған қаптамалар бекітіледі, олардың ені 150-200мм және қалыңдығы 70-100мм болып келеді. Қаптамада арқан орамдарының біркелкі жатуы үшін және олардың арасындағы қажет жікті қамтамасыз ету үшін бұрандалы өзектер тілінеді.

Арқандардың ұштарын барабан ішінде кем дегенде үш нүктеге тіркеп,арнайы құрылғымен бекітеді. Арқанның барабан ішіне өтуіне арналған тілме, арқанға зиян әсер етпес үшін дөңгелекте доңғаланады. Арқанды көтерім машинасының білігіне бекітуге тыйым салынады.

Арқанның барабанға бекітілген орнындағы керілісті әлсірету үшін барабанның сыртқы бетінде, ағаш немесе пресс-массадан жасалған қаптамалар үшін кем дегенде үш және қаптамасыз барабандар үшін бестен кем емес үйкеліс орамдары қарастырылады.

Сонымен қатар, барабан ішінде қосымша (30м- дей) арқан орналастыруға тиісті, ол кезеңдік сынақтар үшін қажет, ол кездерде қыстырғыш құрылғыға таяу арқан кесегі кесіліп алынады.

Екі барабанды машиналарда екі барабанда бір білікке орналасады, бұл ретте оларджың бірі сыналана бекітіледі, ал екіншісі білікпен арнайы тісті,червякты және фрикционды механизмдермен, тұтқалы немесе тұтқасыз жетек көмегімен қосылып – ажыратылатындай жалғанады.

3.6-сур. 2Ц-5Х2,3 екібарабанды көтерім машинасы: 1- барабан; 2-редуктор; 3- қозғалтқыштар; 4-басқару пульті; 5- тежегіш жүйе; 6- тежегіш жетегі

Орау органдарының біліктері жоғары сапалы болаттардан жасалынады, ірі машиналарда жеңілдету үшін біліктер іші қуыс етіліп орындалады. Қозғалысты редуктордан немесе тікелей тыныш жүргіш электрқозғалтқышынан білікке беру, негізінен, тісті қоспалармен атқарылады,олар біліктердің жалғанатын ұштарының кейбір ауытқуларына жол береді.

Біліктерді орау органдарымен қатты жалғау, олардың втулкаларын білікке пресстеп – қондыры және сирек, кіші көтерім машиналарында, шпонкалық жалғама көмегімен атқарылады.

Екі барабанды (3.6-сур.) және кесілген орау органдарында бір барабан немесе кіші (қайта қосылатын) барабан немесе кіші (қайта қосылатын) бөлігі білікке бұру мүмкіндігі үшін сырғыма немесе шайқалыс мойынтірегімен орнатылады.

Қайта қосылатын барабан немесе оның қайта қосылатын бөлігі біліупен арнайы қайта қосқыш механизм арқылы жалғанады.

Қайтақосқыш механиз екі көтерім ыдыстарының өзара орналасуын арқан ұзындығын өзгерте реттеуге мүмкіндік береді. Олар әртүрлі конструктивтік орындаулармен болуы мүмкін. Әсер ету принцпі бойынша червякты, тісті және фрикционды механизмдер болып бөлінеді. Ең кең тарағандары тісті механизмдер. 3.7-суретте мысал ретінде 2Ц-көтерім машинасы барабанын қайтақосқыш тісті механизм келтірілген. Механизм білікке пісірілген 1-тісті дөңгелектен, қайтақосылғыш барабан ступицасының 2-тісті тәжінен және ішкі тісті іліністі 3-тәжден тұрады.

3.7-сур. барабанды қайта қосқыш тісті механизм

Тәждердің 1-дөңгелекпен ілінісі, 4- тәрелкелі серіппелерді сығудан босатқан кезде іске асады. Сығылған ауаны 5-пневмоцилиндрлерге берген кезде серіппелер сығылады және 2-тәж іліністен шығады, бұл ретте қайта қосылғыш барабан бас біліктен ажырайды.

Орау органдарының ішінде (бірбарабанды,бицилиндрконусты) жиі арқан ұзындығын реттеу және олапрдық артық бөлігін орау үшін арнай бобиналар қарастырылады. Бобиналар білікке еркін қондырылады және жеке червякты редукторлы электроқозғаотқышымен жабдықталады. Бобинаға 100м-ге дейін арқан орналастыруға болады.

Арқан ұшы тесік арқылы барабан ішіне өткізіліп, онда бобиналарға немесе дискілерге болмаса барабан спицаларына болттармен және арнайы қысқыштармен бекітіледі, олар үштен кем болмауға тиісті.

Ірі көтерім машиналары бір-бірінен тек түбірлік бөліктерімен өзгешеленеді, олар бір кесілген, екі цилиндрлік, болмаса бір бицилиндрконусты кесілген барабандардан тұрады. Қалған тораптары унификацияланған.

Айналмалы радиусты орау мүшелі көтерім машиналары

Айналмалы радиусты әртүрлі орау органдарының ішінен қазіргі кезде орташа тереңдікті және терең кеніштерде бицилиндрконусты барабандар қолданылады.

Бір бицилиндрконусты барабанды көтерім машиналары БЦК-9/5Х2,5 және БЦК-8/5Х2,7-дей белгіленеді, мұндағы БЦК-бицилиндрконусты кесілген барабанды көтерім машинасы 9 және 8 (бірінші сан) – үлкен барабан цилиндрінің диаметрі,м; 5 (екінші сан) – кіші барабан цилиндрінің диаметрі,м; 2,5 және 2,7-(үшінші және төртінші сандар)- үлкен барабан цилиндрінің ені,м.

БЦК-9/5Х2,5 машинасы редукторлы немесе редукторсыз жетекпен, БЦК-8/5Х2,7- тек редукторсыз жетекпен шығарылады.

3.8-сур. Бір кесілген бицилиндрконусты барабанды редукторсыз жетекті көтерім машинасы: 1-түбірлік бөлім;2- электрқозғалтқыш; 3- тежегіш; 4- тежегіш жетегі; 5-көтерімді реттегіш; 6- басқару пульті; 7-пневможүйе; 8-тісті қоспа; 9- қоршау; 10- сырғыма мойынтірек.

БЦК машинасының тубірлік бөлімі (3.8-сур.) екі 10- сырғыма мойынтіректерге сүйенген құбырлық білік ретінде болып келеді, оған барабанның сыналанған және қайта қосылатын бөліктері бекітілген.барабанның цилиндрлік бетіне бұрандалы өзекше тілінген, конустарда арқанды ұстап тұру үшін спиральды науаша пісірілген.барабанның сыналанатын бөлігі білікке пісіріле бекітілген, қайта қосылатыны айналмалы тіректермен және біліктен тісті қайта қосу механизмі көмегімен жалғанады. 4- тежеуіш ернеулер кіші цилиндрлердің шеттеріне бекітілген. Кіші цилиндрлердің әр қайсысының ішінде бобиналар орналасқан, оларға сынауға арналған арқан қоры оралған.

Әр бобина арқанды реттеген кезде электрқозғалтқыштан немесе қолмен червякты редуктор арқылы айналады. Төменгі арқан барабанның сыналанған бөлігіне, жоғарғысы қайта қосылғыш бөлігіне бекітілген.

8 дәріс Діңдер. Көтерім жабдықтарын орналастыру. Діңдердің түрлері, дің биіктігін анықтау. Арқан ішегі ұзындығы. Девиация бұрышы. Көтерім машиналарын орналастыру. Қауіпсіздік ережелері мен технологиялық жобалау нормаларының талаптары.

Діңдер бағыттағыш шкивтерді ұстап тұру үшін және оларға әсер етуші күштерді қабылдау үшін, оқпаннан шығатын бағыттағыштарды, скиптер мен аударылмалы клеттерді төгетін қисықтарды және қондырғыш жұдырықшалар мен шайқатылмалы алаңшаларға арналған сырықтарды бекіту үшін қажет. Көпарқанды көтерім қондырғыларында діңде арнайы бөлмеде көтерім машинасы орналасады.

Жер деңгейінде орналастыратын діңнің негізгі бөліктері (4.1-сур):1- тік станок;2- қиғаш тірек(аяқ), ол станокты жоғары жағынан тіреп тұрады және төменгі жағы бетон негізге бекітілген; бағыттағыш шкивтерге арналған 3- алаңша.

Діңдерді болаттан немесе темірбетоннан жасайды. Кең тарағандары болат діңдер, олар темірбетондылармен салыстырғанда бірқатар артықшылықтарға ие: масасы төмен; болаттың серпімділігі, тіректер бірдей шөкпегенде пайда болатын қосымша кернеулерді қарымталайды; зауытта жасалынуы оның жоғары сапасын қамтамасыз етеді; құрастыруға аз уақыт шығыны; қайта құру мүмкіндігі, оларды күшейтуге , биіктетуге, басқа оқпанға алып кетуге болады. Темірбетонды діңдер болаттылармен салыстырғанда мығым және оларды күтуге қосымша шығындарқажет емес. Қазіргі кезде темірбетонды мұнарлы діңдер жасалынады.

Қызмет көрсететін көтерімдер саны бойынша діңдер бір көтерімдік және көпкөтерімдік болып бөлінеді.

Келесі конструкциядағы діңдер қолданылады.

А- тәріздес діңдер (4,1,а-сур.) көтерім қондырғысының бар салмақтыларын, өз массасын және жел қысымын қабылдайтын ферма спеттес болып келеді. Дің белдеуі фермаға тәуелсіз.

Төрттіректі діңдер (4.1,б-сур.) төртбұрышты қималы конструкциядан тұрады, ол бір мезгілде діңнің жұыстық бөлігі, белдеуі және көлбеу тірегі болып табылады. Көлбеу тірек ең бастысы арқан керілісінің тегеурінін қабылдайды, ал белдеудің өз массасының салмағын және жел қысымын қабылдайды. Төрттіректі діңдер шахты үсті ғимараттарын орналастырудың ыңғайлы жағдайларын қамтамасыз етеді, ал А-тәріздес діңдерде, көптеген жазық байланыстарға бола ол жағдайлар ыңғайсыздау.

Төрттіректі діңнің белдеуінде скиптік көтерімдер және аударылмалы клетті көтерімдер үшін ыдыстарды аударуға және жүкті төгуге арналған бос орын қалдыру қажет, бұл кеңістікті ферманың конструкциясын әлсіретеді және діңді жобалауды қиындатады.

Шатырлы діңдер (4.1,в-сур) бір оқпанда 180 бұрышпен орналасқан екі көтерім қондырғыларында қолданылады. Белдеу діңге тәуелсіз орындалған.

Шатырлы дің симметриялы көлбеу кеңістікті фермалардан тұрады, оларға шкив асты алаңшалар орнатылған және барлық салмақтарды қабылдайды, сондай-ақ тәуелсізтік белдеу қарастырылған,ол оқпан сағасына тіреледі, оған бағыттағыштар мен төгу қисықтары бекітіледі.

Цилиндрлік діңдер және металл секциялардан орындалған немесе темірбетонды цилиндр станоктан тұрады, оған шкивасты алаңшалар орнатылады және көтерім ыдыстары мен арқандардың, өз массасының салмақтарын қабылдайтын, металл көлбеуше кіреді.

Қарастырылған діңдер бірарқанды көтерім машиналарымен жабдықталған көтерім қондырғыларына арналған.

4.1-сур. бірарқанды көтерім қондырғыларының діңдері

Бірарқанды көтерім машиналары оқпан сағасы маңында, жер деңгейінде, арнайы ғимаратта орналасады.Машина ғимараты, жер бетіндегі төгу әрекеттеріне кедергі келтірмеу үшін, жүк тиелген көліктердің қозғалыс бағытына қарама-қарсы сырт жақта болуға тиісті.

Көтерім машиналарының бұлай орналасуында, олардың қауіпсіздік ережелері және басқа да техникалық нормативтер регламентіне сәйкес келетіндіген анықтау немесе тексеру есептеулеріне жататын көрсеткіштері: дің биіктігі, машинаның оқпан сағасынан аластатылуы, арқан ішегі ұзындығымен оның көлбеулік бұрышы, сондай-ақ арқандардың девиация бұрыштары.

Көтерім ыдыстарын оқпан ішінде орналастыруға, машиналық ғимараттың орналасуына және таңдалған көтерім машинасының түріне байланысты, діңдік шкивтерді орналастырудың екі схемасы мүмкін. Шкивтерді бір тік жазықтықта орналастыру (4.2,а-сур.) бірарқанды үйкеліс шкивті немесе бір қарапайым цилиндр барабанды көтерім машиналарын пайдаланғанда тиімді деп саналады. Егер қондырғы екі цилиндр барабанды көтерім машинасымен жабдықталса онда бұл жағдайда діңдік шкивтерді бір жазық геометриялық оське орналастыруға басымдылық беріледі. (4.2,б-сур).

Діңдік шкивтер бір жазық осьте орналасқанда шахтылық діңнің биіктігі келесідей анықталады:

һ_к =һ_п+һ_вс+һ_ап+0,75R_щк,

мұндағы һ_п- ыдысты төгуге қажетті технологиялық артық көтері биіктігі, (1.1) формуласын түсіндірудегі ұсыныстарға сай анықталады; һ_с – ыдыстың қыстырғыш құрылғыцсымен бірге биіктігі ( оның негізінен арқанның жоғарғы қыситырғышына диін); һ_вс – бункердің жоғарғы ернеуінен төгілетін ыдыстың негізіне дейінгі ара қашықтық (һ_вс=0,1-0,5 м скиптік қондырғы үшін және һ_вс=2м клеттік жүк көтерімде); R_щк- діңдік бағыттағыш шкивтің радиусы.

Егер діңдік шкивтер бір тік жазықтықта орналасса, онда діңнің есептік биіктігі

һ_к =һ_п+һ_с +һ_бс +һ_ап+0,75R_щк+ һ_шк,

мұндағы һ_шк-1-2м- тік бағыттағы жоғарғы және төменгі бағыттағыш діңдік шкивтердің жиектерінің ара қашықтығы.

4.2-сур. бірарқанды көтерімдегі көтерім машиналарын оқпанға қатысты орналастыру схемалары.

Шахты оқпанынан көтерім машинасына дейінгі ара қашықтықты келесі болжарлы формуламен есептеуге болады.

в_min=0,6H_k+5,5+D_б, м ,

мұндағы H_k – дің биіктігі,м; D_б- орау органының (барабанның) диаметрі,м.

Арқан ішегінің ұзындығы келесі формуламен анықталады

L_c=( H_k-с)²+(в-R_н,ш)², м,

Сұндағы с- 1-2м – жер деңгейінен көтерім машинасы барабанының оьіне дейінгі арақашықтық; R_н,ш- бағыттағыш шкив радиусы,м.

Әдетте діңдік бағыттағыш шкивтің диаметрі көтерім машинасы барабанының диаметріне тең етіліп қабылданады.

Арқан ішегінің ең үлкен ұзындығы, демек бағыттағыш шкивтен барабанға дейінгі арқан үзіндісі, ТПЕ-не сәйкес, арқан дірілін болдырмау үшін, 65м- ден аспауға тиісті, себебі дірілден арқан бағыттағыш шкив қырынан шығып кетуі мүмкін; L_c-ті 75м-ге дейін ұлғайтуға рұқсат етіледі, егер β>45⁰ болса.

Арқан ішегі мен оның жазық жазықтығы көлеңкесі арасындағы β бұрышы, ТПЕ-не сәйкес 30⁰-тан кем болмауға тиісті (жоғарыда айтылған себептерден). Β бұрышының ең аз мәні машинаның фундаменттік өлшемдеріменде тағайындалады: ол бұрыштың азаюы раманың ұзаруына соқтыруы мүмкін, себебі басқаша арқанға тиеді. Осыған байланысты β≥ 30⁰. β жоғарғы мәні діңге байланысты: β мәні тым өскенде арқандардың тең әсерлі керілісіде өседі және фундаментке дің көлбеу тірегін орнату қиындайды,ол машина фундаментіне тиюі мүмкін, оған жол берілмейді. Осыны ескере, β≤50⁰.

Арқан ішегінің ауытқу (девиация) бұрышы. Арқан ішегі ауытқуының бағыттағыш шкивте және барабанда болатындығын ескеру керек.

Бағыттағыш шкивтегі ауытқу бұрышы – деп, арқан ішегі мен оның шкив айналатын жазықтықтағы көлеңкесі арасындағы бұрышты айтады. барабандағы ауытқу бұрышын арқан ішегі мен оның тік жазықтағы көлеңкесі құрайды, ол жазықтық барабан осіне тік бұрышпен онымен ішек жанасатын нүкте арқылы өтеді. Бұл бұрыштар ішектердің шеткі қалыпт_варында ең үлкен мәндерге ие болады. Егер шкив айналатын жазықтық барабан осіне перпендикуляр болатын болса,онда бағыттағыш шкивтегі және барабандағы ауытқу бұрыштары бірдей мәндермен болады.

Арқанның бағыттағыш шкив қырынан шығып кетпеуін, олардың тым көп желінісін, сондай-ақ арқан тарамдарының бір-бірімен жанасуын болдырмау үшін, бағыттағыш шкивтегі және барабандағы ауытқу бұрыштары, ТПЕ сәйкес 1⁰30⁰ тан аспауға тиісті. Бицилиндрконусты барабандарда бұл бұрышты кіші цилиндр жағынан 2⁰-қа дейін ұлғайтуға рұқсат етіледі. (оны арнайы жолақтармен орындаған жағдайда).

Бағыттағыш шкивтегі ауытқу бұрыштары олардың тангенсы бойынша анықталады, ал барабан осі бойынша ішектердің шеткі қалыптарынан шкивтің айналу жазықтығына дейінгі қашықтықтың , ішектің аталған жазықтығы көлеңкесіне қатынасы болып табылады. Бұрыштың мардымсыз мәніне бола ол көлеңкені ішек мәніне тең етіп қабылдайды.

Арқанды бір кесілмеген барабан қырына бекіткендегі (4.3,а-сур) бағыттағыш шкивтегі ішектің ауытқу бұрышы

,

Бұл арқанның ауытқу бұрышы ішек қарама-қарсы жақтағы шеткі күйге көшкенде аздау болады және сондықтанда тексерілмейді.

Екібарабанды машиналарда арқандардың бағыттағыш шкивте ауытқуын сыртқы α₁ және α₂ деп бөледі. (4.3,б-сур).

Арқандардың барабандардың сыртқы қырларына бекіткенде бұл бұрыштар барабанның құрылымдық ені В және арқан алып жатқан ені В_к- ларға байланысты келесідей болады:

, (4.6)

, (4.7)

Мұндағы В_р-барабандардың ішкі қырларының арақашықтығы, ол барабан диаметрі 3,5 м машиналар үшін 220мм құрайды: барабан диаметрі 4;5;6м машиналар үшін -60мм; В₀- бағыттағыш шкивтердің арақашықтығы; n_вт=(d_k+в_з)- үйкеліс орамдары алатын барабан ені.

4.3- сур. Көтерім машиналары барабандарындағы арқанның ауытқу бұрыштары

Біркесілген барабанда және бағыттағыш шкивтер бір геометриялық жазық осьте орналасқанда (4,3,в-сур.)

,

,

9 дәріс Көтеру қондырғысының статикасы. Статикалық тегеуріннің негізгі теңдеуі және оны сараптау. Көтерім жүйелерін теңестірудің әртүрлі жүелеріндегі көтерім циклы ішіндегі тегеуріндердің өзгеруі. Теңестірудің қажеттілігі.

Статикалық тегеурін – деп, арқан салмағын, зиян кедергілерді қоса, ақырғы салмақты алу үшін қозғалтқыш тудыруға тиісті, арқан орамы шеңберіндегі тегеурінді түсіну керек.