2. Уравновешивающие(хвостовые) канаты

Хвостовые канаты, если они предусмотрены, выбирают из условия полного статического уравновешивания системы:

n_x p_x = np.

20

деляют

Отсюда, задавшись числом хвостовых канатов n_x = 2-4, опре-

p_x = np / n_x.

В соответствии с ПБ при МК-подъеме n_x ≥ 2.

При шахтном подъеме хвостовые канаты не рассчитывают на

прочность, так как они не несут никакой нагрузки, кроме собствен- ного веса.

Уравновешивающие канаты рекомендуется принимать круглопрядные по ГОСТ 3088-80 и ГОСТ 7668-80; плоские – по ГОСТ 3091-80, ГОСТ 3092-80, а также плоские резинотросовые с маркировочной группой прочностине ниже 1400 МПа.Присистеме ТХК проверяют статический запас прочности головных канатов по уточненному значению р = n_x p_x – np.

3. Канаты для наклонного подъема

В соответствии с работой [12] расчет наклонного подъема (рис.5) выполняют с учетом сопротивлений движению подъемного сосуда по рельсам (коэффициент сопротивления f₁ = 0,01-0,02) и пе- ремещению канатов по поддерживающим роликам (f₂ = 0,15-0,30).

Из уравнения прочности находят массу 1 м подъемного ка- ната в килограммах:

L



nрL sinα

Н

(Q + Q' ) sin α

Q + Q'

nрL

(Q + Q' )cosα

nрL cosα

Рис.5. Схема к расчету канатов наклонных подъемных установок

21

¹ (Q Q^)(sin α f

1

р = ⁿ

cosα)

. (15)

^св ^Р

g k_ст

• L(sin α f₂ cosα)

Проверка выбранного каната по прочности производится также, как и для вертикального подъема.

Из формулы (15) можно получить формулу для вертикального подъема. Если = 90, то sin 90= 1, cos 90= 0. Тогда Lsin 90= H – вертикальной высоте подъема.

4. Расчет и выбор основных параметров механической частиподъемной установки

Подъемную машину и ее привод выбирают с учетом не- скольких условий.

• 1. Минимальный диаметр органа навивки определяют в за- висимости от диаметра каната d по соотношению

D_min cd,

где коэффициент с регламентирован ПБ [11] и его значение зависит от типа, назначения и расположения подъемной машины или эле- ментов установки:

Одноканатная машина со шкивом трения Многоканатная машина со шкивом трения при наличии отклоняющих	120
шкивов	95
Направляющие шкивы и барабанные машины на поверхности, а также многоканатные машины при отсутствии отклоняющих шкивов	79
Направляющие шкивы, барабанные, подземные, подъемные, а также про- ходческие машины	60
Передвижные и откаточные лебедки	50

• 2. Максимальное статическое натяжение канатов на ок- ружности органа навивки не должно превышать допускаемого по техническим характеристикам подъемной машины S_max S_{max шпм}.

22

Для МК-подъема (см. рис.4)

S_max = g [Q + Q+ nph+ n_x p_x(H_. + h_x)].

В других случаях следует руководствоваться аналогичными расчетными схемами.

• 3. Максимальная статическая разность натяжений канатов на окружности органа навивки не должна превышать допускаемой по техническим характеристикам подъемной машины:

S = S_max – S_min (S)_пм,

где S_min – натяжение в порожняковой ветви канатов (см. рис.4),

S_min = g [Q+ np(H_. + h) + n_x p_x h_x].

Прежде чем приступить к выполнению следующего условия, необходимо по техническим характеристикам наметить тип и размер подъемной машины, удовлетворяющей первым трем условиям.

• 4. Необходимая ширина барабана, удовлетворяющая тре- буемой канатоемкости органа навивки, не должна превышать стан- дартную ширину В В_станд.

Ширина каждого барабана двухбарабанных подъемных машин

^⎛H h ^⎞

_⎜ зап _⎟

В = _⎜

⎝

^πDстанд

z_тр 1_⎟(d + ),

⎠

где h_зап – запасная длина каната, предназначенная для его испыта- ний, обычно h_зап 30 м; D_станд – диаметр стандартного барабана, м; z_тр – число витков трения для разгрузки места заделки конца каната на барабане, для деревянной и металлической футеровок барабана, z_тр равно соответственно 3 и 5; 1 – виток, состоящий из двух полу- витков, выклинивающихся у реборд и не используемых для навивки канатов; d – диаметр каната, м; – зазор междувитками, для цилин- дрических барабанов = 0,002-0,003 м.

Для вертикальных грузовых шахтных подъемных установок ПБ [11] допускается двухслойная навивка канатов на барабанах.

Ширина неразрезного барабана однобарабанной подъемной машины:

23

при двухконцевом подъеме

^⎛H 2h ^⎞

_⎜ зап _⎟

В = _⎜

⎝

^Dстанд

2z_тр 12_⎟(d + ),

⎠

где 2 – количество витков для образования зазора между навиваю- щейся и свивающейся ветвями канатов;

при одноконцевом подъеме и многослойной навивке

⎛ ⎞

H h

_⎜ зап _⎟

В = D_⎜

⎝

iπD_ср

z_тр 3_⎟(d + ),

⎠

где i – число слоев навивки; i_ср = 0,5(D_станд + D_i); 3 – число витков для передвижки переходного (критического) участка каната; D_i – диаметр i-го слоя навивки, м; D_i D_станд + 2(i + 1)d.

Ширина разрезного барабана однобарабанной машины

В = В_з + В_пер + (0,05-0,07),

где В_з – заклиненная часть барабана, м,

^⎛H h ^⎞

_⎜ зап _⎟

В_з = _⎜

⎝

^Dстанд

z_тр 1_⎟(d + );

⎠

В_пер – переставная часть барабана, м,

⎛H h ⎞

_{⎜}пер зап _⎟

^Впер ⁼ _⎜

⎝

^Dстанд

z_тр 1_⎟(d + );

⎠

0,05-0,07 – дополнительная ширина заклиненной части барабана у места разреза, м; Н_пер – высота перестановки, Н_пер = 100-150 м.

Для подъемных машин со шкивами трения нет необходимо-

сти определять канатоемкость органа навивки иего ширину. Шири- на многоканатного шкива трениязависит от числа и диаметра кана- тов. Обычно расстояние между соседними канатами 200-300 мм.

• 5. Максимальная скорость подъема должна быть приблизи- тельно равна ориентировочной максимальной скорости (см. раздел 2)

v_max v_maxop .

24

^{а б} в

Д

Д ^{Д Д}

^{ШТ ШТ} ШТ

Р Д

Рис.6. Схемы расположения подъемных машин со шкивами трения: а – без редуктора с одним двигателем; б – без редуктора с двумя двигателями;

в – с редуктором и двумя двигателями; ШТ – шкив трения; Р – редуктор; Д – двигатель

Подбором необходимой частоты вращения двигателя и пере- даточного числа стандартного редуктора подъемной машины доби- ваются соответствия этих скоростей, используя соотношение

^vmax ^{= D}двⁿном ^{/ i}ред^.

Тип редуктора принимают, кроме того, по максимальному крутящему моменту на тихоходном валу

^М тв

^M max_дв

n^J J

• рот ред

^Rон

2

i a

,

ред max

где J_рот – момент инерции ротора двигателя, кгм²; n' – число при- водных электродвигателей; J_ред – момент инерции редуктора, при- веденный к тихоходному валу, кгм²; R_он – радиус органа навивки, м;

дв

а_max – наибольшее ускорение в период пуска, м/с²;

мальный момент электродвигателя.

M _max – макси-

В шахтных подъемных машинах со шкивами трения допус- тимо использование двух электродвигателей. Схемы компоновок приведены на рис.6.

При определении

M _max необходимо определить мощность

подъемного электродвигателя. При ориентировочных расчетах мощность подъемного двигателя определяется по формулам:

дв

для двухсосудного подъема

kgQv _{; (16)}

N_op =

max

1000 _ред

25

для однососудного подъема с противовесом (при массе про- тивовеса G = Q + Q / 2, где Q – масса порожнего сосуда)

¹ k ^gQv

N_op = ²

max

, (17)

1000 _ред

где – коэффициент, учитывающий динамические усилия; k и k– коэффициенты, учитывающие шахтные сопротивления соответст- венно двухсосудной системы и системы сосуд с противовесом; g – ускорение свободного падения, м/с²; _ред – КПД редуктора.

Коэффициент учитывает действие дополнительных дина- мических усилий в периоды неустановившегося движения и зависит от характера кривой статических сопротивлений и выбранной про- должительности подъема:

Форма кривой	Нисходящая	Другие
Время подъема:
близкое tmin	1,35-1,45	1,15-1,20
большее tmin в 1,5-2 раза	1,10-1,15	1,00-1,05

Чаще всегозначенияпринимают повторой строчке, так как близко (1,5-2,0) t_min.

Минимальная продолжительность подъема t_min [1] отвечает треугольной тахограмме при наибольшей допустимой по технике безопасности максимальной скорости, определяемой по формуле

Тогда

v_max = 0,8 H .

2H 2H

^tmin ⁼

 или t_min = 2,5 H .

^vmax

0,8 H

Численные значения коэффициентов k и k в формулах (16),

17. зависят от типа и системы подъемных сосудов:

^{Коэффициент k} k 

Клети 1,20 1,40

Скипы 1,15 1,30

КПД одноступенчатого редуктора в формулах принимают равным 0,95, двухступенчатого – 0,90.

26