книги / ХХVIII научно-техническая конференция ПГТУ по результатам науч.-исслед. работ, выполненных в 1991-1994 гг. [Тез. докл. горно-нефтяного фак

бинной навивке более благоприятны, чем при системе подъема Блейера, так как отсутствуют критические участки, пересечение осей ка­ натов при намотке и девиация каната

С целью снижения износа плоских и круглых канатов при бобинной навивке предложено между спиральными слоями тягового органа навивать дополнительную упругую ленту шириной, равной ширине ци­ линдрических барабанов (а с. N 990628). Для намотки и смотки ленты установка снабжена двумя дополнительными приводами. Упругая лента, выполняя роль подвижной футеровки, помимо снижения износа проволо­ чек, обеспечивает автоматическое выравнивание усилий в отдельных тяговых органах пакета стальных канатов или металлических лент.

Подъемные установки с бобинной навивкой и плоским тяговым ор­ ганом имеют положительные свойства установок с барабанными машина­ ми и многоканатных с приводным шкивом. Такая установка может рабо­ тать с нескольких горизонтов, обеспечивается быстрая замена канатов, отсутствует футеровка и уравновешивающие канаты, установ­ ка имеет небольшие габариты, вес, высокую производительность и уравновешена

Уравновешенность наклонного подъемника независимо от типа ор­ гана навивки может быть обеспечена за счет вогнутого профиля рель­

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКИПОВЫХ ПОДЪЕМНЫХ КАНАТОВ КАЛИЙНЫХ РУДНИКОВ

Большая производительность и грузоподъемность скиповых подъ­ емников калийных рудников обусловливает применение канатов с ме

таллическим сердечником. Одним из основных недостатков таких кана­ тов является невозможность визуального контроля состояния сердечника. После аварий на рудниках ПО "Уралкалий" было принято решение ограничить продолжительность эксплуатации канатов одним годом. Аналогичное решение в отношении канатов с металлическим сердечником было принято Минутлепромом Украины и Донецким округом Госгортехнадзора.

Проведенные сотрудниками Пермского государственного техничес­ кого университета и Горного института УрО РАН исследования показа­ ли, что за год работы грузовые подъемные канаты не вырабатывают свой ресурс. Для повышения эффективности использования канатов беэ снижения безопасности эксплуатации подъемников разработана и внед­ рена на рудниках инструкция по эксплуатации грузовых подъемных ка­ натов с металлическим сердечником.

Инструкция учитывает опыт эксплуатации грузовых канатов и ре­ зультаты исследований их состояния после снятия. В ней предусмот­ рены обязательные мероприятия, направленные на повышение долговеч­ ности канатов и безопасности эксплуатации подъемников:

1.Навеска канатов производится по рекомендациям завода-из­ готовителя, исключающим дополнительные изгибы и ослабление каната.

2.После навески в течение 7 часов производится обкатка и об­ тяжка каната, включаются постепенное увеличение массы груза и ско­ рости движения подъемного сосуда, а также несколько наложений пре­ дохранительного тормоза при нижнем положении сосуда.

3.Ежеквартально при перепанцировке каната в коуше осущест­ вляется отрубка части каната (около пяти метров).

4.Решение о возможности дальнейшей эксплуатации канатов со сроком службы более полутора лет принимается совместно со специа­ листами ПермГТУ и Горного института УрО РАН с учетом условий экс­ плуатации и состояния каната.

Перечисленные мероприятия дополняют предписываемые правила безопасности.

Для объективной оценки состояния канатов АО "Сильвинит” при­ обретен дефектоскоп SPM-20, обеспечивающий контроль внутренних по­ рывов проволок. После испытания прибора на канатах с металлическим сердечником, составления каталога дефектов для расшифровки канатограмм прибор будет использоваться для дефектоскопии всех канатов с металлическим сердечником.

ПУТИ УВЕЛИЧЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ ПОДЪЕМНЫХ КАНАТОВ КАЛИЙНЫХ РУДНИКОВ

К. т. н. Г. Д. Трифанов (ПГТУ)

Высокая стоимость канатов, значительные затраты на их замену обусловливают необходимость увеличения срока службы подъемных ка­ натов калийных рудников. Проведенные автором исследования показа­ ли, что канаты эксплуатируются в тяжелых условиях. Интенсивность работы подъемных установок, постоянное воздействие агрессивной со­ ляной среды, конструктивные недостатки канатов и другие факторы ограничивают срок службы канатов. На скиповых подъемных установ­ ках, оснащенных канатами с металлическим сердечником, срок службы канатов колеблется от 1,5 до 3 лет. Минимальный срок службы имеют канаты наиболее загруженных подъемников.

Можно выделить основные пути увеличения срока службы канатов:

1.Применение подъемных канатов современных конструкций, име­ ющих минимальные контактные напряжения в проволоках канатов, и бо­ лее гибких. Наиболее полно этим условиям удовлетворяют трехгранопрядные канаты. Эти канаты параллельной свивки с органическим сердечником обладают большой гибкостью. Отсутствие металлического сердечника позволит также увеличить их срок службы.

2.Внедрение специальных мероприятий, направленных на улучше­ ние условий эксплуатации канатов. К ним можно отнести футеровку копровых направляющих шкивов упругим материалом. Применение упру­ гой футеровки снижает контактные напряжения в проволоках каната в точках контакта его со шкивом. Возможность перемещения футеровки по шкиву уменьшает дополнительные напряжения, возникающие в пере­ ходных режимах.

Большое влияние на долговечность каната оказывает своевремен­ ная и глубокая смазка его. Для эффективности смазки канаты должны быть предварительно очищены от соляных отложений. Автором предло­ жено внедрить на калийных рудниках специальные устройства, обеспе­ чивающие очистку и глубокую смазку канатов.

ПРОЦЕСС СКОЛЬЖЕНИЯ КАНАТОВ ПО БАРАБАНУ ТРЕНИЯ

Д. т. н. А. Г. Степанов (ПГТУ)

При эксплуатации шахтных многоканатных подъемных установок возникает ряд сложных проблем, одной из которых является скольже­ ние канатов по футеровке. Скольжение возникает при условии, если сила трения канатов по футеровке барабана многоканатной машины становится меньше разности натяжений канатов. Такие явления для безопасной эксплуатации шахтного подъема не допустимы.

В настоящей работе шахтная подъемная установка представлена математической моделью, которая характеризует трехмассовую механи­ ческую систему с вязкоупругими канатами.

Сила трения определяется классическим уравнением Эйлера. При отсутствии скольжения массы барабана и присоединенные массы кана­ тов движутся как одна материальная точка В момент нарушения фрик­ ционной связи эти массы двигаются относительно друг друга, при этом на массу барабана действуют только сила трения канатов по фу­ теровке и тормозное усилие, а на присоединенную массу канатов силы упругости и сила трения.

Шахтная подъемная установка распадается на две взаимозависи­ мые механические системы.

Процесс скольжения в определенной степени является демпфером для колебательной системы, поэтому динамические составляющие могут уменьшиться и сила трения станет больше разности полных натяжений канатов. При равенстве скоростей витков каната и барабана процесс скольжения прекратится и обе массы продолжат движение как одна ма­ териальная точка

Компьютерная программа позволяет исследовать динамические процессы при торможении шахтных подъемных установок, определить величину коэффициента безопасности противоскольжения и изучить ко­ лебательный процесс при скольжении канатов по футеровке многока­ натного барабана

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ ПОДЪЕМНОГО КАНАТА

Д.т. н. А. Г. Степанов (ПРТУ), А. П. Кошкин (ГИ УрО РАН)

Повышение безопасности эксплуатации шахтных подъемных устано­ вок связано с совершенствованием технологического оборудования и с созданием рациональных режимов управления. Эти вопросы могут быть решены только на базе теоретических исследований, которые хорошо

торможение подъемной машины,движущейся со скоростью 1,0 - 1,5 м/с, и с помощью датчиков ускорений фиксируются свободные колебания со­ судов в указанных местах.

Таким образом определяются периоды свободных колебаний при нижнем и верхнем положениях сосуда при различной загрузке:

а) при порожнем сосуде; б) при вагрузке эталонной массой;

в) при номинальной загруэке.

Для первого и второго опытов из соотношения

tдлина каната, м;

Рплощадь поперечного сечения каната, м.

Из второго и третьего опытов аналогично определяется

По изменению амплитудного значения величины замедления опре­ деляем силы вредного сопротивления и логарифмический декремент ко­ лебаний

Изложенная методика позволяет получить более точные данные о вязкоупругих свойствах канатов.

КРАЕВЫЕ УСЛОВИЯ ЗАДАЧИ ДИНАМИКИ ШАХТНОЙ ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИ, ПРЕДСТАВЛЕННОЙ КОНТИНУАЛЬНОЙ МОДЕЛЬЮ

Д. т. н. А. Г. Степанов (ПГТУ), К. Ю. Лубин (ГИ УрО РАН)

Для исследования динамических процессов шахтную многоканатную подъемную установку можно представить трехмассовой системой с

распределенной по длине массой канатов.

Вынужденные колебания системы характеризуются неоднородными дифференциальными уравнениями второго порядка, постоянные коэффи­ циенты которых зависят от собственных чисел и собственных функций:

Н И М

где Ц X fЦ 2 квадрат нормы форм собственных колебаний,

i номер каната;

- номер гармоники;

Xif(x) - собственные функции системы;

%- собственные частоты;

Ш) - временная функция разложения в ряд Фурье,

фи эксплуатации шахтных подъемных установок возможны различ­ ные режимы работы. Например, при скольжении канатов по футеровке

барабана трения нарушается фрикционная связь канатов с футеровкой и структурная схема иэ трехмассовой переходит в двухмассовую. Вли­ яние барабана на систему заменяется распределенной на этом участке

дифференциальных уравнений, характеризующих процесс после останов­ ки барабана трения, будут иметь вид

ся численно.

Полученные коэффициенты позволяют перейти от интегрирования одной системы уравнений к интегрированию другой системы в рамках континуальной модели.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СХЕМНОГО РЕШЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОГРАНИЧИТЕЛЯ СКОРОСТИ ТИПА ЭОС-3

К.т. н. Б. В. Васильев (ПГТУ)

В настоящее время на шахтных и рудничных подъемных установ­ ках, оснащенных аппаратами задания и контроля хода типа АКХ или АЗК, применены электрические ограничители скорости типа ЭОС-3, которые, как правило, находятся в нерабочем состоянии. Эго объяс­ няется следующими причинами:

-трудностью при расчете диаграмм защитной скорости;

-сложностью в настройке;

-необходимостью перенастроек при вытяжке канатов;

-требуется высокая квалификация обслуживающего персонала;

несовершенством схемного решения из-за необходимости ис­ пользования этажных выключателей АЗК и режима аппроксимации.

И вместе с тем, принцип построения устройства и элементная база, используемые в схемном решении ЭОС-3, позволяют создать простое и надежное устройство защиты от превышения скорости.

Предлагается усовершенствованный вариант схемного решения ЭОС -3, позволяющий избежать практически все вышеуказанные недостатки, причем без существенной переделки устройства защиты. Схема состо-

ит, как и в заводском варианте, из двух независимых (дублирован­ ных) каналов ограничения скорости, выполненных в виде отдельных взаимозаменяемых блоков ограничения Б01, Б02 с питанием от одно­ фазных трансформаторов Тр1, Тр2.

Каждый блок ограничения содержит:

делитель напряжения, пропорционального фактической скорости движения подъемной машины с согласующим переменным резистором РШ; узел формирования напряжения, пропорционального скорости защитной диаграммы на базе одного задающего сельсина, устанавлива­ емого на механическом указателе глубины, устройства уставки защиты на периоде разгона, подстроечного трансформатора ТрП для задания

скорости подхода к приемной плопвдке и переменного резистора КП2 для подстройки максимальной защитной скорости;

нуль-орган для сравнения напряжений и определения момента превышения скорости;

- тиристорный усилитель Y для включения реле превышения ско­ рости Р0С1, Р0С2;

элементы контроля приближения фактической скорости к защит­ ной диаграмме.

Таким образом, из приведенной структуры блока ограничения видно, что существенным отличием предлагаемого варианта схемного решения от известного в ЭОС-3 является изменение принципа построе­ ния и преобразование узла формирования напряжения, пропорциональ­ ного скорости защитной диаграммы.

Кроме того, в схемном решении ЭОС-3 преобразовано входное уст ройство в блоке реле контроля вращения (РКВ) вала АЗК, позволяющее избежать ложных срабатываний защиты. В тех случаях, когда ЭОС-3 применяется на установках, не оснащенных аппаратами АКХ или АЗК, а это в предлагаемом устройстве возможно, реле РКВ контролируют вра­ щение вала между механическим указателем глубины и барабаном подъ­ емной машины.

Разработана методика расчета конфигурации профиля защитной диаграммы скорости.

Ограничитель скорости типа ЭОС-3 с изменениями, изложенными выше, внедрен на АО "Уралкалий".

УПРАВЛЕНИЕ СРЕДСТВАМИ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ТИРИСТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА РУДНИЧНОГО ПОДЪЕМА

преобразователем привода, можно эффективно компенсировать реэкопе­ ременные режимы потребления реактивной мощности подъемными уста­ новками с тиристорным электроприводом.

На основе анализа режимов работы электропривода подъемной ус­ тановки сформулированы требования к модели, формирующей опережаю­ щий сигнал задания управляемому источнику реактивной мощности, по­ казано влияние на точность компенсации параметров настройки системы регулирования скорости подъемной установки. Проанализиро­ вано также влияние основных параметров питающей сети на эффектив­ ность компенсации реактивной мощности тиристорного электропривода рудничного подъема с помощью предложенных авторами опережающих способов управления средствами компенсации.

ТИРИСТОРНЫЙ КОММУТАТОР РОТОРНОЙ СТАНЦИИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ РУДНИЧНОГО ПОДЪЕМА

К.Т. н. А. М. Седунин, д.т. н. А.Д.Динкель (ПГТУ)

Одним из возможных способов регулирования скорости асинхрон­ ного электродвигателя с фазным ротором является использование ти­ ристорных коммутаторов, включаемых в его роторную цепь. При этом сопротивления в этой цепи регулируются не ступенчато, а плавно, эа счет фазового управления тиристорами. Тиристоры подключаются по схеме треугольника с возможностью коммутации всех сопротивлений. Такой способ управления асинхронным двигателем позволяет получить лучшие динамические показатели: исключается ступенчатое нарастание скорости, уменьшается нагрузка на силовой редуктор, увеличивается точность поддержания скорости.