При выборе основных параметров ориентируются на метод тех нических аналогий. В табл. XIV.1 приведены основные параметры
отечественных и зарубежных машин по группам в |
соответствии |
с главными классификационными признаками [27]. |
При выборе |
емкости ковша руководствуются соображениями, приведенными в § 2 главы XII. Скорость передвижения машин легкого типа выбирается в пределах 4—6 км/ч, тяжелых — более 20 км/ч и ограничивается требованиями безопасности с учетом защищенности машиниста и размеров выработок.
По заданной технической производительности погрузки и до
ставки Q рассчитывают необходимую |
емкость бункера |
|
|
V6 |
QTц |
м |
|
(XIV.1) |
|
№'а ’ |
|
где Гц — время погрузки |
и |
доставки |
одной машины, |
с; к'3 = |
= 0,8 0,9 — коэффициент заполнения |
аккумулирующей |
емкости; |
|
Тц = г^а п + |
£ц. д> |
(XIV.2) |
zx — число черпаний для |
заполнения |
емкости; |
|
*ц. п — длительность |
цикла |
черпания, с; |
|
*ц. д — длительность |
цикла |
доставки, |
с; |
|
|
Zi = V6
где VK— объем ковша.
Длительность цикла доставки складывается из времени дви жения, маневровых работ и разгрузки £pt
где к Коэффициент (для бункера к = 2 -J- 3, для аккумулирую
щего конвейера к = 1,3 — 1,5); 1Ш— ход штока;
=0,35 0,4 — скорость движения штока, м/с;
Всоответствии с (XIV.1) и (XIV.2) емкость бункера определяют из выражении
у— ^к*ц . д
60 УкК *ц. п
Жесткость листовой рессоры определяют по формуле
с= |
6Е |
|
I V ап+2 дл |
|
|
л . |
|
А й Уп _ rZ l !Уп |
3/1 |
Ниже приведены значения коэффициента /скр в зависимости от размеров кусков:
Размеры кусков, |
мм 0—100 |
100—200 200—300 300—400 Рядовой |
Агкр |
1,0 |
1,05 |
1,15 |
1,25 |
1,15 |
Экспериментально установлены рациональные параметры вибролотка: о) = 10 кол/с; 2А = 10 мм; (J = 30°; а = 10 — 15°.
Производительность вибропогрузочного лотка Q определяется соотношением:
Q = 3600ВДсруср, м3/ч,
где В — ширина лотка, м.
Мощность на валу привода лотка расходуется на преодоление
сопротивлений движению груза |
на принудительные колебания |
лотка N 2 и |
потери в элементах |
механизма: |
|
|
N = kT N!+ N2 9 |
|
|
|
|
Л1Л2 |
|
где кт= 1,15 |
1,20 — коэффициент, учитывающий трение лотка |
о штабель; |
|
д. |
механизма; |
|
т]2 = 0,85 -f- 0,9 — к. п. |
|
Мощность |
г]2 — к. п. |
д. |
передачи, снижающей скорость. |
определяется |
по |
общеизвестному |
соотношению |
|
|
Fvcp , |
кВт, |
|
|
|
102 |
|
|
где F — сопротивление движению |
по |
виброплоскости, кгс. |
Для расчета мощности N 2 определяют средние |
тангенциальные |
усилия на валу кривошипа методами кинетостатики.
При конструировании вибробункера максимальную высоту подъ ема груза перед задней стенкой jffmax определяют по методике докт. техн. паук П. П. Блехмана, в соответствии с которой воздей ствие на тело вибрирующей сыпучей среды, находящейся в сосуде,
подобно гидростатическому |
давлению столба жидкости: |
|
H m iy i ~ |
~ 2 ~ f o |
1 ctg Р» |
где |
/ 0 — коэффициент трения |
груза |
о лоток; |
|
I — длина виброплоскости, подающей груз. |
|
Формулу используют в |
случае, |
когда режимный параметр со0 |
лежит в пределах 2 ^ со0 ^ |
6. При отсутствии подбрасывания груза, |
т. |
е. при (0О< 1, |
|
|
|
# max = f l t g p .
Необходимая мощность привода вибробункерующей установки складывается из мощности холостого хода х и мощности на бункеризацию N 6:
Последняя составляющая рассчитывается на основе эксперимен тальных данных, полученных в институте Гипроникель [38, 40].
|
|
N* = i S b Hk" |
кВт* |
|
|
где ка — коэффициент, |
учитывающий |
изменение |
окружного |
уси |
лия на |
приводном валу с возрастанием высоты бунке |
руемого |
слоя |
Н (для предварительных |
расчетов |
к2 — |
= 1,3-1-1,6).
При проектировании вибрационных погрузочно-бункерующих рабочих органов, а также при исследовании их физических моделей целесообразно использовать критерии подобия.
Г л а в а X V
СКРЕПЕРНЫЕ УСТАНОВКИ
§1. КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ
ИОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Скреперные установки в настоящее время используются главным образом на горнорудных предприятиях при транспортировании насыпных грузов. При подземном способе разработки месторождений преимущественное распространение получили канатно-скреперные установки, а на открытых горных разработках — колесные скре перы г.
Основные структурные элементы канатно-скреперных устано вок (рис. XV.1): скрепер 1, скреперная лебедка 2, блок 5, рабочий 4 и холостой 5 канаты, пусковая аппаратура или аппаратура дистан ционного управления. В зависимости от конкретных условий при менения они могут содержать дополнительные структурные элементы: стационарные или передвижные погрузочные лотки и платформы для погрузки горной массы в вагонетки или автомашины; опорные столбы, мачты или балки для закрепления хвостовых и направляю щих блоков (на открытых разработках) и др.
В табл. XV. 1 приведены рекомендации |
по рациональному под |
бору основных элементов для подземных |
скреперных установок. |
В зависимости от назначения канатно-скреперные установки раз деляются на стационарные и передвижные. При стационарной уста новке скреперную лебедку монтируют на специальной раме или бетонном фундаменте. Передвижные скреперные установки монти руют на рельсовом, гусеничном или пневмоколесном ходу.
1 Колесные скреперы относятся к землеройно-транспортному оборудова нию, изготовляемому на заводах Минстройдормаша.
Таблица XV.1
Рекомендации по комплектованию подземных канатно-скреперных установок (институт Гппроникель)
Насыпная масса, м*
До 2,0 От 2,0 до 2,8
До 2,2 От 2,2 до 2,8
До 2,5 От 2,5 до 2,8
До 1,4 От 1,4 до 2,5 От 2,5 до 2,8
До 1,6 От 1,6 до 2,2 От 2,2 до 2,8
До 2,5 От 2,5 до 2,8
До 1,4 От 1,4 до 2,5
Максима
льный
размер куска, мм
250
340
380
450
500
600
U O v
емкость |
скрепе |
|
Расчетная |
гребкового |
ра, м* |
0 40
0 16
0,25
0,40
0,6
\ 0 1,и
\ ft
1,0
Мощность двигате ля скреперной лебедки, кВт
5,5
10
10
17
17
30
17
30
40
30
40
55
75
100
75
100
Диаметр каната, мм
рабочего холостого
8,8; |
10,5 |
8,8; |
10,5 |
10,5; |
11,5 |
10,5; |
|
11,5 |
10,5; |
11,5 |
10,5; |
|
11,5 |
13; |
14 |
13; 14 |
13; 14 |
13; |
|
14 |
14; |
15 |
13; |
|
14 |
13; |
14 |
13; |
|
14 |
14; |
15 |
13; |
14 |
17,5; |
19,5 |
14; |
17,5 |
14; |
15 |
13; 14 |
17,5; |
19,5 |
14; |
17,5 |
19,5 |
17,5 |
21 |
19,5 |
21; |
26 |
19,5; |
21 |
21 |
19,5 |
21; |
26 |
19,5; |
21 |
Диаметр ролика скреперного блока по дну канавки, мм
160
160 200
160; 200 250
250
250
250
250 250; 320
250 250; 320 320
400
400 400
400
400
При проведении горных выработок с применением скреперной погрузки горной массы часто пользуются передвижными скреперными грузчиками (рис. XV.1, а), представляющими собой лебедку и погру зочный полок (при погрузке в вагонетки), смонтированные на рель совом или гусеничном ходу.
Одним из прогрессивных направлений механизации подземных работ является применение бункерных поездов, обеспечивающих интенсификацию проведения горных выработок благодаря упроще нию маневровых операций, схем разгрузочных и погрузочных пунктов и повышению производительности труда по сравнению с откаткой в вагонетках.
гусеничном |
ходу |
(рис. XV. 1, в). Гусеничный ход служит также для |
разворотов лебедки и |
является ее основанием при скреперовании, |
во |
время которого |
самоходную |
скреперную лебедку |
раскрепляют |
специальными распорными стойками. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 2. СКРЕПЕРНЫЕ ЛЕБЕДКИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Конструкция лебедок |
|
|
|
|
В зависимости от конструктивного исполнения скреперные ле |
бедки |
подразделяют: |
по |
числу |
барабанов — на |
'двухбарабанные |
и |
трехбарабанные; |
по |
компоновке |
двигателя |
и |
барабанов |
(рис. |
XV.2) — на |
двухбарабанные и |
трехбарабанные |
с соосным |
|
|
а |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
^ |
|
|
г |
|
п |
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
1 |
п—i? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V. |
|
= |
|
|
|
ill |
|
|
|
|
|
Ч 1------------ и |
ии—иU 1} IbJU |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЛЬ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
---У |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
—L, |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0= |
L |
ч |
Сь1 |
|
|
Рис. X V .2. Компоновка скреперных лебедок:
а — двухбарабанная с соосным расположением двигателя и барабанов; б — трехбарабанная с соосным расположением двигателя и барабанов; в — двухбарабанная с параллельным расположением двигателя и барабанов; г — двухбарабанная с перпендикулярным Т-образ- ным расположением двигателя и барабанов; д — двухбарабанная с перпендикулярным Г-образным расположением двигателя и барабанов; е — двухбарабанная с расположением
двигателя и барабанов на отдельных параллельных осях
(исполнение 2С и ЗС) и параллельным (исполнение 2П и ЗП) распо ложением двигателя и барабанов, двухбарабанные с перпендикуляр ным (исполнение 2ПП) и параллельным на отдельных осях (исполне ние 2ПО) расположением двигателя и барабанов; по типу привода — на электрические, пневматические и с двигателями внутреннего сгорания, по принципу управления — на ручные, дистанционные и автоматические.
Двухбарабанные скреперные лебедки обеспечивают скреперова ние по прямой, трехбарабанные — переменное направление скре
перования (под углом). Наиболее широкое распространение получили лебедки 2С и ЗС, что объясняется простотой конструкции и удоб ством транспортирования их по горным выработкам. Лебедки 2П имеют небольшие размеры по длине и поэтому удобны при установке в узких выработках, на скреперных грузчиках и бункер-поездах.
Лебедки ЗП, 2ПП и 2ПО из-за сложной конструкции и больших размеров имеют ограниченное распространение.
Основным типом двигателя для привода скреперных лебедок является асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ро тором.
Пневматический привод допускает длительные перегрузки и улучшает проветривание горных выработок благодаря воздуху, поступающему из сети. Однако из-за высокой стоимости сжатого воздуха он применяется в основном для скреперных лебедок не большой мощности, а также для лебедок, предназначенных для ра боты на шахтах, опасных по газу или пыли.
Двигатели внутреннего сгорания для привода подземных скрепер ных лебедок распространения не получили.
Дистанционное или автоматическое управление скреперными лебедками применяют для повышения производительности, безопас ности обслуживания и облегчения труда машиниста.
Согласно ГОСТ 15035—69 скреперные лебедки для подземных работ выпускают следующих видов исполнения: 2С; 2П; ЗС и ЗП (табл. XV.2).
Т а б л и ц а XV.2 Основной ряд типоразмеров скреперных лебедок по ГОСТ 15035—69 *
0
см
Основные параметры и1
В
\П
\П
10ЛС-2С |
17ЛС-2С 17ЛС-2П |
30ЛС-2С 30ЛС-2П ЗОЛС-ЗС |
55ЛС-2С 55ЛС-2П 55ЛС-ЗС |
100ЛС-2С 100ЛС-2П 100ЛС-ЗС |
160ЛС-2С |
Среднее |
тяговое усилие |
|
|
|
|
|
|
|
на рабочем барабане, |
|
|
|
|
|
|
|
к г с ............................... |
скорость |
600 |
1000 |
1600 |
2800 |
4000 |
6300 |
8000 |
10000 |
Средняя |
дви |
|
|
|
|
|
|
|
жения |
каната, м/с: |
|
|
|
|
|
|
|
рабочего |
1,00 |
1,12 |
1,12 |
1,18 |
1,40 |
1,70 |
1,40 |
1,70 |
холостого ................ |
1,32 |
1,50 |
1,50 |
1,60 |
1,90 |
2,36 |
1,90 |
2,36 |
Канатоемкость рабочего |
45 |
|
|
|
|
|
|
барабана, м ................ |
35 |
60 |
90 |
100 |
300 |
125 |
300 |
Диаметр |
рабочего |
кана |
12 |
14 |
16 |
20 |
25 |
25 |
32 |
та, мм .................... |
10 |
Мощность электродвига |
10 |
17 |
30 |
55 |
100 |
100 |
1 GO |
теля, |
кВт |
5,5 |
* Обозначение лебедки: первые цифры — мощность в кВт, ЛС — лебедка скрсперпая, 2 ,3 — число барабанов, С — соосное исполнение, П — параллельное исполнение.
В качестве главного силового параметра при построении пара метрического ряда лебедок принято среднее тяговое усилие на ра бочем барабане, определяемое мощностью и действительным режи мом работы двигателей скреперной установки. В качестве параметра, характеризующего производительность, выбрана номинальная средняя скорость движения каната на ободе рабочего и холостого барабанов.
Для облегчения условий эксплуатации предусмотрен выпуск лебедок с повышенными скоростями скреперования и с двигателями
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мощностью |
22,40, |
75 и |
125 кВт. |
|
|
|
Двигатель |
|
скреперной |
лебедки |
|
|
|
в период |
скреперования |
работает |
|
|
|
при постоянных |
направлении и |
|
|
|
скорости вращения. |
Реверсирова |
|
|
|
ние двигателя не применяется, так |
|
|
|
как это |
связано |
с |
потерей вре |
|
|
|
мени на разгон и остановку вра |
|
|
|
щающихся |
частей. |
Направление |
|
|
|
движения скрепера изменяется пе |
|
|
|
реключением |
барабанов, |
свободно |
|
|
|
насаживаемых на вал и имеющих |
|
|
|
независимое включение. |
|
к по |
|
|
|
Подключение |
барабанов |
|
|
|
стоянно |
вращающемуся |
в |
одном |
|
|
|
направлении |
центральному |
валу |
|
|
|
производится планетарно-фрикци- |
Рис. XV .3. |
Кинематическая схема |
онными |
механизмами, |
которые |
двухбарабанной скреперной лебедки: |
обеспечивают |
плавность |
пуска, |
1 — редуктор; |
2 — центральный |
вал; з, |
имеют малые |
размеры и высокие |
4 — солнечные |
шестерни; 5 , 6 |
— зубча |
к. п. д. и надежность. Для включе |
тые венцы 7 ,8 |
— сателлиты; 9, |
10 — ба |
|
рабаны |
|
ния этих |
механизмов достаточно |
|
|
|
небольшого усилия |
на рукоятке. |
Кинематическая схема двухбарабанной скреперной лебедки по казана на рис. XV.3. Вращение от вала двигателя через редуктор 1 передается центральному валу 2, на котором установлены солнеч ные шестерни 3 и 4 планетарных редукторов. При выключенных фрик ционах шестерни 3 и 4 вращаются по часовой стрелке, а зубчатые венцы 5 и 6 я сателлиты 7 и 8 — против часовой. При этом плане тарный редуктор превращается в простую зубчатую передачу внут реннего зацепления с паразитной шестерней.
Рабочий ход скрепера достигается вкючением фрикциона, затор маживающего зубчатый венец 5. При этом сателлиты 7, обкатываясь по заторможенному венцу 5 через водило, вращают барабан 9, на который наматывается рабочий канат. Одновременно происходит сматывание каната с холостого барабана 10, свободно вращающегося в обратном направлении. При затормаживании зубчатого венца холостого барабана происходит обратное движение скрепера, а канат сматывается со свободно вращающегося рабочего бара бана.