1. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ШАХТНЫХ ПОДЪЁМНЫХ УСТАНОВОК

К шахтной подъёмной машине через редуктор (или напрямую) пере­ даётся крутящий момент от вала подъёмного двигателя. Подъёмные кана­ ты запасованы к органу навивки шахтной подъёмной машины таким обра­ зом, что при их вращении один канат навивается, а другой свивается, и при подъёме одного сосуда второй опускается. В результате собственный вес подъёмных сосудов уравновешивается. На шахтных подъёмных установ­ ках с противовесом один подъёмный сосуд заменен противовесом, вес ко­ торого равен весу сосуда плюс половина веса поднимаемого в нем расчет­ ного груза.

Шахтные подъёмные установки классифицируют по следующим признакам [2]:

1. По назначению:

а) главные - предназначены только для подъёма полезного иско­ паемого;

б) вспомогательные:

-людские;

-грузолюдские;

-грузовые.

Эти установки обеспечивают выполнение операций по спускуподъёму людей, материалов и оборудования;

в) проходческие - применяются при проходке и углубке стволов; г) инспекторские - для осмотра и обслуживания стволов.

2. По типу подъёмных сосудов: а) клетевые; б) скиповые; в) бадьевые.

На наклонных шахтных подъёмных установках применяют грузовые и людские вагонетки и их составы.

3.По количеству сосудов: а) однососудные; б) двухсосудные;

в) сосуд с противовесом.

4.По типу органа навивки каната: а) с цилиндрическим барабаном:

-двухбарабанные;

-однобарабанные с разрезным барабаном;

-однобарабанные с цельным барабаном; б) с бицилиндроконическим барабаном; в) со шкивами трения:

-одноканатные;

-многоканатные (расположенные на башенном копре или на земной поверхности);

5. По типу привода (с редуктором или без редуктора): а) переменного тока:

-асинхронный двигатель с фазным ротором (с металлическим или жидкостным реостатом в цепи ротора);

-асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и преоб­ разователем частоты:

-синхронный двигатель с преобразователем частоты;

б) постоянного тока:

-с приводом по системе генератор-двигатель;

-с приводом по системе тиристорный преобразователь-

двигатель.

6.По степени неуравновешенности: а) уравновешенные:

-с круглым уравновешивающим канатом;

-с плоским уравновешивающим канатом; б) неуравновешенные.

7.По углу наклона ствола:

а) вертикальные; б) наклонные.

8.По расположению относительно земной поверхности: а) поверхностные; б) подземные.

9.По глубине подъёма:

а) неглубокие - до 500 м; б) средней глубины - от 500 до 1000 м;

в) глубокие - от 1000 до 1500 м; г) сверхглубокие более 1500 м.

Для обеспечения направленного безопасного движения подъёмных сосудов шахтные стволы оснащены армировкой. Армировка представляет собой жесткую пространственную конструкцию, размещенную по всей длине ствола. Направленное движение сосудов обеспечивается проводни­ ками. Различают жесткие и гибкие проводники. Проводниками гибкой армировки служат натянутые в стволе канаты.

В качестве жестких проводников применяют рельсовый прокат, раз­ личные металлические профили (чаще всего сварные из двух уголков - проводники коробчатого сечения) и деревянные брусья.

Проводники жесткой армировки закреплены в стволе горизонталь­ ными расстрелами, выполненными из различных металлических профилей или деревянных балок. Конструкция из расстрелов, расположенных в од­ ной плоскости, называется ярусом. Расстояние между ярусами постоянно и носит название «шаг армировки».

Скипы и клети, движущиеся в проводниках жёсткой армировки, удерживаются башмаками скольжения или роликовыми направляющими. В последнем случае подъёмные сосуды оснащены предохранительными башмаками, исключающими выход сосуда из связи с проводниками при поломке направляющих.

1.2. Шахтные подъёмные машины

Шахтные подъёмные машины устанавливаются на железобетонном фундаменте и крепятся анкерными болтами [3]. Машины выполнены в ви­ де сварной конструкции с винтовой нарезкой обечайки под канат. Крупные подъёмные машины с диаметром барабана 4 м и более снабжаются одним разрезным, двумя цилиндрическими или разрезным бицилиндрокониче­ ским органом навивки. Один барабан двухбарабанных машин и основная (большая) часть разрезных органов навивки жестко соединены с валом. Этот барабан (часть органов навивки) носит название заклиненного. Вто­ рой (переставной) барабан или переставная часть разрезного барабана ус­ танавливается на валу на подшипниках и имеет возможность проворачи­ ваться. Барабаны связаны с валом посредством специального механизма перестановки.

Механизм перестановки позволяет отсоединять переставной барабан или переставную часть барабана от вала шахтной подъёмной машины и выполнять операции по замене каната, регулировке длины каната, вращая один барабан или заклиненную часть барабана.

Шахтные подъёмные машины снабжены тормозными устройствами колодочного типа. Привод тормозных устройств малых шахтных подъём­ ных машин (диаметр барабанов 1,2 м, 1,6 м и 2,0 м) - пружинно­ гидравлический. Одно и двухбарабанные шахтные подъёмные машины с диаметром барабана 2, 5 м, 3,0 м и 3,5 м, а также многоканатные машины оснащены пружинно-пневматическими тормозами.

Тормозная система крупных шахтных подъёмных машин НКМЗ со­ стоит из пневмогрузового привода тормоза, исполнительного органа и па­ нели управления тормозом. Для повышения надежности на каждой маши­ не установлено два исполнительных органа, каждый со своим приводом. Тормоза работают независимо друг от друга.

Исполнительный орган пневмогрузового тормоза (рис. 1.2) состоит из двух тормозных балок 1 с пресс-массовыми колодками 2, двух верти­ кальных стоек 3, установленных на опорах 4, трех треугольных рычагов 5, тяг 6 и 7 Тяга 6 состоит из двух частей, соединенных регулирующей гай­ кой 8. Тормоз имеет регулирующую стойку 9 и упоры 10 к 11.

Дифференциальный рычаг не позволяет сложить усилия от цилиндра рабочего торможения и цилиндра предохранительного торможения. Всегда оказывает действие большее из них.

Пневматическая схема тормоза приведена на (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Пневматическая схема тормоза НКМЗ

Сжатый воздух поступает из воздухосборника в регулятор давления РД и электропневматические воздухораспределительные клапаны К1 - К4. Управление клапанами производится с помощью электропневматических вентилей ВВ-32Ш. Клапаны включаются, когда к вентилям подается по­ стоянный ток.

Давление на выходе регулятора изменяется пропорционально току в обмотке управления регулятора. Ток регулятора меняется при повороте рукоятки тормоза на пульте управления за счет изменения угла поворота ротора сельсина. Таким образом, для того чтобы затормозить ручным тор­ мозом, необходимо повернуть рукоятку тормоза. При этом появляется ток в обмотке регулятора давления, регулятор соединяет полость от воздухос­ борника с полостью цилиндров рабочего торможения.

При появлении сжатого воздуха в полости рабочего цилиндра его поршень поднимается и через дифференциальный рычаг тянет вверх вер-

тикальную тягу. Система рычагов исполнительного органа приходит в движение, колодки соприкасаются с тормозным ободом барабана шахтной подъёмной машины и возникает тормозное усилие. Величина этого усилия пропорциональна давлению воздуха в полости рабочего цилиндра, току в обмотке регулятора и положению рукоятки тормоза.

В период нормальной работы машины предохранительный цилиндр находится под давлением сжатого воздуха, чем удерживается в верхнем положении груз.

При срабатывании предохранительного тормоза происходит обесто­ чивание электропневматических воздухораспределительных клапанов К1 - К4 и регулятора давления РД. При этом на выходе регулятора появляется постоянное давление порядка (2-2,5) атм ((0,2-0,25) МПа). Величина этого давления устанавливается с помощью специального винта в регуляторе наладчиками во время наладки тормозов. При поступлении воздуха в по­ лость цилиндра рабочего торможения его поршень поднимается. При этом дифференциальный рычаг поворачивается относительно оси цилиндра предохранительного торможения, и создается усилие первой ступени.

Одновременно начинается выпуск сжатого воздуха из полости ци­ линдра предохранительного тормоза. Груз начинает опускаться. При этом дифференциальный рычаг начинает поворачиваться относительно оси вер­ тикальной тяги и давить на поршень цилиндра рабочего торможения. Воз­ дух из его полости начинает стравливаться регулятором давления. Регуля­ тор давления поддерживает установленное давление. Процесс продолжает­ ся до полного выхода воздуха из полости цилиндра рабочего торможения и посадки поршня на дно цилиндра. После этого дифференциальный рычаг начинает поворачиваться вокруг оси цилиндра рабочего торможения и тя­ нуть вверх вертикальный рычаг исполнительного органа тормоза. Накла­ дывается вторая ступень торможения. Величина второй ступени рассчиты­ вается наладчиками и устанавливается количеством «блинов» тормоза.

«Зарядка» машины после наложения предохранительного тормоза происходит в следующей последовательности. Ручным тормозом заторма­ живают машину. При этом тормозные грузы должны подняться. Подают сжатый воздух в полости цилиндров предохранительного торможения. Для оценки исправности тормозов необходимо следить за усилием в тормоз­ ных тягах. Для этого на вертикальных тягах наклеены тензорезисторы. Со­ противление тензорезисторов изменяется пропорционально деформации тормозных тяг и тормозному усилию.

Правильность работы регулятора давления определяется путем из­ мерения давления на его выходе. Запись давления одновременно с дефор­ мацией тормозных тяг позволяет оценить работу рычажной системы (на­ личие зазоров в шарнирах, другие дефекты).