книги / Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъёмных установок

Рис. 7.1. Расположение критических точек на бицилиндроконическом барабане

При подъеме груза левым сосудом критическими точками являются соответственно 6, 4, и 2.

Статические натяжения канатов при прохождении груженым канатом критических точек составляют:

где R – радиус большого цилиндра, м; r – радиус малого цилиндра, м.

Как и в случае двухклетевого подъема с цилиндрическим органом навивки в формулы определения Fп подставить n·m = 0, если по допустимой разности статических натяжений канатов и величине тормозного момента возможен подъем груза при порожней опускающей клети. При разной массе подъемных сосудов большая величина массы подставляется в формулы

(7.28), (7.30) и (7.32), а меньшая – в формулы (7.29), (7.31) и (7.33). При этом определить, какие точки будут критическими (нечетные или четные согласно рис. 7.1).

Для однососудного подъема с противовесом необходимо проверить правильность выбора массы противовеса по формуле (7.12).

Если масса противовеса меньше расчетной, то статические натяжения канатов определить для случая подъема груза по формулам (7.28)–(7.33), причем в формулы (7.29), (7.31) и (7.33) вместо mc + n·m подставлять mпр.

71

Если масса противовеса больше расчетной, то статические натяжения канатов при прохождении критических точек определить для случая перегона порожнего сосуда по формулам:

Максимальную величину Fг и максимальную разность натяжений канатов для точки 1, 6 сравнить с допустимой для данной подъемной машины (согласно паспорту). Причем в случае однососудного подъема с противовесом, масса которого больше расчетной, такое сравнение сделать и для нижнего положения противовеса при порожнем сосуде.

Cтатические моменты при прохождении канатами критических точек для двухсосудного подъема или для однососудного с противовесом массой меньше расчетной определить по формулам:

для однососудного подъема с противовесом массой больше расчетной – по формулам:

При расчете тормозных моментов выбрать максимальную величину Мст определенную по этим формулам.

Максимальные статические натяжения канатов при перестановке для двухсосудного подъема определить для критических точек 1, 6 и 3, 4 по формулам:

72

причем при разномассовых сосудах в эти формулы подставить массу более тяжелого сосуда.

Для однососудного подъема с противовесом натяжения канатов в критических точках определить по формулам (7.46) и (7.47), в которых вместо mс подставить mпр. Если канат противовеса навивается на заклиненную часть, то расцепление барабана при нижнем положении противовеса невозможно, так как при этом разрез барабана занят канатом подъемного сосуда. Однако в редких случаях возможно опускание противовеса на нижнюю приемную площадку при расцепленном барабане.

Статические моменты при перестановке барабанов для критических точек определить по формулам:

Из формул (7.48) и (7.49) выбрать максимальную величину М 'ст, которую и учитывать при расчете тормоза.

Максимальные статические моменты при обрыве одного из канатов определить для критических точек 1, 6 и 3, 4 по формулам:

из которых выбрать максимальную величину М ''ст.

7.2.6. Одноконцевой наклонный подъем с постоянным углом наклона выработки

где mпол – полная масса вагонеток (скипов) с грузом или людьми с учетом балластных вагонеток

f1 – коэффициент сопротивления движению вагонеток по наклонным выработкам (табл. 7.3); f2 – коэффициент трения каната о ролики и о почву выработки, принимается равным 0,3.

Статическое натяжение каната при спуске расчетного груза

Если sinα < f2cosα (при угле наклона 16° и менее), в формуле (7.54) счи-

тать (L + l) = 0.

73

7.2.7.Одноконцевой наклонный подъем

спеременным углом наклона выработки

Статические натяжения каната при подъеме расчетного груза для нижних точек каждого участка выработки с постоянным углом наклона определить по формуле для n-го участка

где lп и αп – длина и угол наклона n-го участка, принятого к расчету, li и αi – длина и угол наклона всех вышележащих участков.

Из всех вычисленных значений Fг.п выбрать максимальную величину. Статические натяжения каната при спуске расчетного груза для нижних

точек каждого участка выработки с постоянным углом наклона определить по формуле для n-го участка

Fг.с= g{[mпол(sinαп – f1cosαп) + qгlп(sinαп – f2cosαп)] +

+ Σ[li(sinαi – f2cosαi)]}10–3. (7.56)

Для участков с углом наклона 16° и менее статические натяжения каната определить для верхних точек участков, приняв lп = 0.

При определении максимального статического момента в качестве Fг.с принять его максимальную величину из полученных по формуле (7.56) для различных участков выработки.

7.2.8.Двухконцевой наклонный подъем

спостоянным углом наклона выработки

Статические натяжения груженого каната в нижней точке выработки при подъеме расчетного груза определить по формуле (7.52), а при спуске груза – по формуле (7.54).

Статическиенатяжения порожнякового канатавверхней точкевыработки:

74

Максимальноестатическоенатяжениеканатапри перестановкебарабанов:

При sinα f<2cosα (угол наклона 16° и менее) в формуле (7.64) подставить значение Fг.с, вычисленное для верхней точки выработки, т.е. для L = 0.

7.2.9.Двухконцевой наклонный подъем

спеременным углом наклона выработки

Статические натяжения каната при подъеме расчетного груза для нижних точек каждого участка выработки с постоянным углом наклона определить по формуле (7.55), а для верхних точек участков – по этой же формуле, приняв lп=0. По полученным значениям построить диаграмму Fг.п = f(L), из которой выбрать максимальное значение Fг.п.

Статические натяжения каната при спуске порожняка для нижних точек каждого участка выработки с постоянным углом наклона определить по формуле

для верхних точек – по этой же формуле, приняв lп = 0.

По полученным значениям построить диаграмму порF.с = f(L), из которой выбрать максимальную величину. Совместив диаграммы Fг.п= f(L) и Fпор.с= f(L), графически определить разность статических натяжений кана-

75

тов для всех точек начала и конца участков с постоянным углом наклона на обеих ветвях каната и выбрать наибольшую величину при подъеме расчетного груза Fп.

Статическое натяжение каната при спуске расчетного груза для нижних точек каждого участка выработки с постоянным углом наклона определить по формуле (7.56), а для верхних точек участков – по этой же формуле, приняв li = 0. По полученным значениям построить диаграмму Fг.с = f(L).

Статическое натяжение каната при подъеме порожняка для нижних точек каждого участка выработки с постоянным углом наклона определить по формуле

а для верхних точек участков пути – по этой же формуле, приняв lп = 0.

По полученным значениям построить диаграмму Fпор.п = f(L). Совмес-

тив диаграмму Fг.с f=(L) и Fпор.с f=(L), графически определить разность статических натяжений для всех точек начала и конца участков с постоянным

углом наклона на обеих ветвях каната и выбрать наибольшую величину при спуске расчетного груза Fс.

Определить максимальные моменты нагрузки:

–при спуске расчетного груза – по формуле (7.62);

–при перестановке барабанов по формуле

– при обрыве каната порожняковой ветви – по формуле (7.58). Учитывая громоздкость расчетов при определении статических нагру-

зок на подъемную машину для подъемных установок с переменным углом наклона, рекомендуется выполнять расчеты с использованием программируемых калькуляторов или компьютеров.

7.3.Выбор тормозных моментов

7.3.1.Барабанные подъемные машины

Для обеспечения требований ПБ [25] к коэффициенту статической надежности тормоза при спуске-подъеме расчетного груза, коэффициенту статической надежности предохранительного и рабочего тормозов при перестановке барабанов и обрыве каната порожнего сосуда или противовеса, а также к величине замедления подъемной установки в период предохранительного торможения величина тормозного момента должна удовлетворять следующим условиям:

1. Создание требуемого коэффициента статической надежности тормоза при спуске-подъеме расчетного груза:

76

2. Создание требуемого коэффициента статической надежности тормоза при перестановке барабанов для двухбарабанных подъемных машин и машин с разрезным барабаном:

Момент при двух приводах тормоза определяется усилием, создаваемым одним из приводов, а при одном приводе тормоза его следует принимать равным:

При наличии двух приводов тормоза они, как правило, настраиваются на создание тормозного момента одинаковой величины. Допускается настройка приводов тормоза на создание разных тормозных моментов. При этом выполнение условия (7.69) должно быть соблюдено для каждого привода отдельно.

У машин, имеющих раздельные источники усилия для рабочего и предохранительного торможения, момент, создаваемый рабочим тормозом на ободе заклиненного барабана, должен быть также не менее 1,2 максимального статического момента, создаваемого на этом барабане при перестановке:

3. Создание требуемого коэффициента статической надежности тормоза при обрыве каната порожнего сосуда или противовеса для двухконцевых

4. Предохранительный тормоз должен обеспечить в период предохранительного торможения замедление подъемной установки при спуске расчетного груза не менее допустимого [ac]:

гдет– приведеннаямасса подъемнойустановки вкг, определяемаяпоформуле

где mг – масса полезного груза; Σmc – суммарная масса подъемных сосудов (двух сосудов или сосуда и противовеса, а также вагонеток), кг; Σmк – суммарная масса головных и уравновешивающих канатов с учетом запасных витков, витков трения, длины струны каната, петли уравновешивающих канатов в зумпфе, кг; mi.б – приведенная масса органа навивки, кг, принимается по паспорту подъемной машины или по таблицам технических характеристик машин. Если в таблице приведен маховой момент машины Mм в тс·м2, то приведенную массу определить по формуле

77

где Dб – диаметр органа навивки, м; mi.р – приведенная масса редуктора, кг:

где (GD2)р – маховой момент редуктора, H·м2, принимается по паспорту редуктора или по таблице технических характеристик редукторов; mi.дв – приведенная масса роторов подъемных электродвигателей, кг;

где Σ(GD2)дв – суммарный маховой момент роторов двигателей, Н·м2, принимается по паспортам двигателей или каталожным данным; ip – передаточное число редуктора; miш – суммарная приведенная масса направляющих (отклоняющих) шкивов, кг; принимается по паспорту или каталожным данным, а если приведен маховоймомент шкивов, приведеннаямассаопределяетсяпоформуле

5. Предохранительный тормоз должен обеспечить в период предохранительного торможения замедление подъемной установки при подъеме расчетного груза не более допустимого [an]:

Для наклонного подъема с переменным углом наклона выработки необходимо определить Mт по формуле (7.79) раздельно для каждого участка выработки с относительно постоянным углом наклона. При этом каждый раз в формулу (7.79) подставлять значение [an] из табл. 7.2, соответствующее углу наклона участка, а Mст определять по наибольшей разности статических натяжений канатов при подъеме груза, которая может иметь место на данном участке. Из полученных значений Mт выбрать наименьшую величину.

При выборе тормозного момента по приведенным условиям возможны следующие варианты:

1.Тормозной момент из условий 1–3 удовлетворяет условиям 4 и 5. Этот вариант характерен для двухконцевого вертикального подъема с барабанными машинами. Тормозная система может быть настроена на создание момента предохранительного и рабочего торможения от минимальной величины, удовлетворяющей условиям 1–3, до максимальной величины, удовлетворяющей условию 5.

2.Тормозной момент из условий 1–3 удовлетворяет условию 5, но не удовлетворяет условию 4, причем по условию 5 величина момента больше,

78

чем по условию 4. Этот вариант наиболее распространен для двухконцевого подъема, когда по фактической разности статических натяжений канатов машина недогружена. Тормозная система может быть настроена на создание момента предохранительного и рабочего торможения от минимальной величины, удовлетворяющей условию 4, до максимальной величины, удовлетворяющей условию 5.

3.Тормозной момент из условия 5 меньше момента из условий 1–3

ибольше момента, выбранного из условия 4. Этот вариант распространен для

одноконцевых вертикальных подъемов и наклонных одно- и двухконцевых подъемов при угле наклонна 15–18° и более и сравнительно небольшой разнице в углах наклона участков ствола. Тормозная система должна быть настроена из условия создания двухступенчатого предохранительного тормо-

жения. Тормозной момент M1 первой ступени принимается такой величины, которая обеспечивает выполнение условий 4 и 5, а второй ступени – выполнение условий 1–3. Задержка наложения второй ступени торможения должна быть достаточной для остановки машины, двигающейся с максимальной скоростью при подъеме груза при ее торможении первой ступенью.

4.Тормозной момент из условия 5 меньше момента из условия 4. Этот вариант распространен для одноконцевых наклонных подъемов при малых углах наклона выработки и при значительной разнице углов наклона участков выработки. Для таких установок невозможно одновременное выполнение требований, изложенных в подразд. 7.1 для замедлений при предохранительном торможении при спуске и подъеме расчетного груза, если торможение в обоих режимах осуществляется одним и тем же тормозным моментом, даже при двухступенчатом торможении. В отдельных случаях тормозной момент, выбранный из условия 5, оказывается меньше максимального статического момента. Тогда если момент первой ступени настроить согласно условию 5, то в случае предохранительного торможения при спуске груза в течение времени действия первой ступени подъемные сосуды будут двигаться с ускорением, что недопустимо. Кроме того, время срабатывания тормоза окажется больше допустимого.

Такие установки должны быть оборудованы устройствами избирательного торможения, позволяющими получать разные законы нарастания тормозного момента при предохранительном торможении в зависимости от того, происходит подъем груза или его спуск. Примеры таких устройств для отдельных типов тормозов одноконцевых подъемов приведены в подразд. 7.15.

Для машин, оборудованных устройствами избирательного торможения,

тормозной момент первой ступени M1 при подъеме груза принимается из условия 5 и может быть равным нулю (свободный выбег системы). Вторая ступень торможения, обеспечивающая выполнение условий 1–3, включается

вмомент остановки машины или снижения скорости до малой величины

79

(примерно 0,5 м/с). При спуске груза торможение может быть одноступенчатым, т. е. сразу включается вторая ступень торможения.

Порядок испытания и рекомендации по эксплуатации таких установок изложены в подразд. 7.15.

Следует отметить, что устройства избирательного торможения позволяют изменять закон нарастания момента только при предохранительном торможении. При рабочем торможении, осуществляемом машинистом, имеется возможность создания замедлений выше допустимых при подъеме груза. Лишь для подъемных машин с грузопневматическим приводом тормоза разработано устройство, замедляющее процесс нарастания тормозного момента при рабочем торможении (см. подразд. 7.15.4).

При наладке тормозных устройств предварительно (до испытания тормоза) следует регулировать приводы на создание минимально допустимых тормозных моментов первой и второй ступени, а также рабочего торможения. Начинать испытания как предохранительного, так и рабочего тормоза необходимо в той части ствола (выработки), где обеспечивается безопасное выполнение этих работ. Окончательно соответствие параметров предохранительного торможения требованиям подразд. 7.1, необходимость корректировки величин тормозных моментов и закона нарастания тормозного момента определить при испытании тормоза (см. подразд. 7.15).

Следует отметить, что из всех тормозных систем, рассматриваемых

внастоящем Руководстве, лишь две системы допускают четкую настройку двухступенчатого торможения с удержанием первой ступени неизменной

втечение определенного промежутка времени. Это тормозные устройства с грузопневматическим приводом и с пружинно-пневматическим грузовым приводом. При других тормозных системах после наложения первой ступени происходит непрерывное нарастание тормозного момента до максимальной величины, что вызывает определенные трудности при их наладке, особенно на наклонных подъемных установках.

7.3.2. Многоканатные подъемные машины, установленные на башенном копре

Если для барабанных подъемных машин расчет по условиям 4 и 5 (см. подразд. 7.3.1) требуется не всегда, то для многоканатных машин расчет по условиям 1, 4 и 5 обязателен, а методика их расчета не отличается от приведенной в подразд. 7.3.1.

Специфическим для машин со шкивами трения является расчет по величинам замедлений при предохранительном торможении, не вызывающим проскальзывание канатов по канатоведущему шкиву. Этот расчет выполняется при двухсосудном подъеме для режимов подъема и спуска груза и для перегона порожних сосудов, а при однососудном подъеме с противовесом – для

80