Определение сосредоточенных сопротивлений движению груза, натяжений тягового каната, тягового усилия и мощности привода

Сосредоточенные сопротивления на поворотных пунктах учитываются при расчете сил натяжения в характерных точках контура тягового каната аналогично расчету указанных сил ленточного конвейера (см. § 3.1). Расчет выполняется методом обхода по замкнутому контуру, начиная с точки сбегания каната с приводного шкива (если два приводных

шкива, то с последнего по ходу движения). Натяжения тягового каната определяются из условия передачи тягового усилия на приводной станции приводными шкивами с углом обхвата α (рис. 5.2) и коэффициентом сцепления μ.

Рис. 5.2 Схемы приводов ПКД

Коэффициент сцепления μ составляет для нефутерованного шкива 0,1-0,12; для шкива, футиро-ванного деревянными шашками- 016 и резиной- 0,2. Наиболее высокие значения коэффициента сцепления ( μ= 0,3) дает футеровка из поливи-нилхлорида. Тяговое усилие и мощность двигателей приводной станции определяются также, как при расчете ленточного конвейера.

Для обеспечения нормальной работы ПКД должны выполнятся два условия:

1) тяговый канат не должен пробуксовывать на приводных шкивах

(132)

2) тяговый канат не должен чрезмерно провисать на грузовой ветви

(133)

где: l- расстояние между опорами на грузовой ветви, м; f_max≈ 0,04·l- мак-симальная стрела провеса, назначаемая по местным условиям, м; S_i- наименьшее натяжение тягового каната грузовой ветви, Н.

Если второе условие не выполняется, но натяжение тягового каната должно быть соответственно увеличено (при этом пересчет начинают от точки наименьшего натяжения на грузовой ветви).

Сила натяжного устройства определяется в соответствии с рекомендациями (см. §3.1).

Определение прочностных характеристик тягового и несущего канатов. Расчетное разрывное усилие тягового каната принимаем равным

(134)

где: К_ЗТК= 5÷6- коэффициент запаса прочности тягового каната; - мак-симальное натяжение тягового каната, Н.

По полученному значению выбирают тип каната и его диаметр.

Прочностные характеристики несущего каната ПКД рассчитываются с учетом его долговечности. Наименьшее расчетное натяжение несущего каната должно быть

(135)

где: Р- нагрузка от колеса вагонетки, Н:

для грузовой ветви

(136)

для порожняковой ветви

(137)

n_КОЛ- число колес ходовой тележки вагонетки (2 или 4); число колес, проходящих по несущему канату в течение года.

Полученное значение не должно быть меньше 45Р.

Максимальное натяжение несущего каната учитывает величину сил трения каната на башмаках опор и силы сопротивления качения находящихся на канате вагонеток и принимается равным

(138)

Расчетное разрывное усилие несущего каната:

(139)

где: К_ЗНК= 3,0÷3,5- коэффициент запаса прочности несущего

каната.

По полученному значению выбирается тип каната и его диаметр (табл. 5.2)

Таблица 5.2

Параметры несущего каната

Конструкция несущего каната	Диаметр, мм	Масса 1м каната, кг	Суммарное разрывное усилие (Н) всех проволок при пределе прочности 1200 Н/мм2
Без клиновых проволок	30,5 32 35,5	5 5,6 7	715000 790000 955000
Продолжение табл. 5.2.
Конструкция несущего каната	Диаметр, мм	Масса 1м каната, кг	Суммарное разрывное усилие (Н) всех проволок при пределе прочности 1200 Н/мм2
С одним слоем клиновидных проволок	38,5 42,5 45 47	8,6 10,3 11,5 12,5	1200000 1450000 1620000 1750000
С двумя слоями клиновидных проволок	50 55 60 65 70	15 17,7 19,8 23,7 27,2	2148000 2490000 2870000 3420000 3950000

Пример расчета. Выполнить расчет двухканатной кольцевой дороги по следующим исходным данным:

годовая производительность карьера А_Г= 2 млн. т;

число рабочих дней в году n_РАБ= 305;

число смен в сутки n_СМ= 3;

продолжительность смены Т_СМ= 8ч;

расстояние транспортирования груза L= 2000 м;

угол наклона дороги β= 2⁰;

направление движения груза- вверх;

расстояние между опорами l= 100 м;

насыпная плотность груза γ= 2,0 т/м³.

1.Часовая производительность определяется по формуле

2. Приняв t= 40с, находим необходимую грузоподъемность вагонетки:

3. Вместимость кузова вагонетки составит

Принимаем типовую четырехколесную вагонетку с вместимостью кузова V_К= 2м³ и собственной массой q_Т= 0,69 т (табл. 5.1). Скорость движения вагонетки υ принимаем равной 2 м/с.

Тогда расстояние между вагонетками составит

а число вагонеток на каждой ветви каната:

4. Определяем распределенные сопротивления на грузовой и порожняковой ветвях дороги:

5. Расчет натяжений тягового каната выполняем схеме, приведенной на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Расчетная схема ПКД

Силы натяжения в характерных точках контура тягового каната вычисляем по формуле

При угле обхвата α= 360⁰ и резиновой футеровке приводного шкива (μ= 0,2), тяговый фактор составит

Для определения натяжений составим систему уравнений

В результате получаем S_НБ= 47727 Н, S_СБ= 12238 Н.

Определяем натяжения тягового каната в остальных точках:

Для нормальной работы ПКД необходимо выполнение двух условий:

1. S_НБ ≤ S_СБ · е ^μα;

47727 ≤ 12238 · 2,72^0,2·2·3,14;

47727 = 47727;

2)

Оба условия выполняются.

6. Расчетное разрывное усилие тягового каната определяется по формуле

где:

7. Определяем прочностные характеристики несущего каната для грузовой ветви ПКД.

Число колес, проходящих по несущему канату в течение года:

нагрузка от колеса вагонетки, Н:

наименьшее расчетное натяжение несущего каната для грузовой ветви

(полученное значение не должно быть меньше45Р_ГР= 45· 10210= =459450Н. Условие выполняется).

максимальное натяжение несущего каната

разрывное усилие:

По табл. 5.2 принимаем для грузовой ветви несущий канат с двумя слоями клиновидных проволок диаметром 60 мм.

Аналогичные расчеты производим для порожняковой ветви несущего каната:

146576 > 45·2092;

146576 > 94140 Н.

Принимаем для порожняковой ветви несущий канат без клиновых проволок диаметром 30,5 мм.

Приведенные в учебном пособие методики расчетов различных видов транспорта является основой для разработки экономико-математических моделей по выбору оптимальных и рациональных типов погрузочно-транспортных комплексов на открытых горных разработках. Это задача может быть решена как для начального периода эксплуатации горного предприятия, так и для любой стадии разработки месторождения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ

СПИСОК

1. Васильев М.В. Транспорт глубоких карьеров.- М.: Недра,

1983.

2. Васильев М.В., Волотковский В.С., Кармаев Г.Д. Конвейеры

большой протяженности на открытых горных работах.- М.:

Недра, 1977.

3. Дьяков В.А. Транспортные машины и комплексы открытых

горных разработок.- М.- Недра, 1986.

4. Зелинский О.В., Петров А.С. Справочник по проектированию

ленточных конвейеров.- М.: Недра, 1986.

5. Мариев П.Л., Кулешов А.А., Егоров А.Н., Зырянов И.В.

Карьерный авто транспорт.- Санкт-Петербург.: Наука, 2004.

6. Спиваковский А.О., Потапов М.Г. Транспортные машины и

комплексы открытых горных разработок.- М.: Недра, 1983.

7. Трофимов Г.В., Посохов Ю.Н. Сборник задач по карьерному

транспорту.- М.: Недра, 1965.

8. Шешко Е.Е. Горно-транспортные машины и оборудование для

открытых горных работ.- М.: МГГУ, 2003.