книги / Стационарные установки шахт
..pdfРис. 3.19. Схема регулирования производительности поршневых ком |
Рис. 3.20. Характеристики центробежного |
прессоров: |
компрессора при регулировании произво |
а — 4M 1 0 -1 0 0 /8 ; б ~ 2 М 1 0 -5 0 /8 |
дительности |
|
во всасывающие полости с помощью специаль ных клапанов-байпасов, а на компрессоре 2М10-50/8 — также и присоединением к ци линдрам дополнительных вредных пространств (рис. 3.19). Управление работой исполнитель ных регулирующих органов осуществляется электромагнитными клапанами, датчиком слу жит электроконтактный манометр.
При изменении давления в воздухосборнике (концевом охладителе) 9 электроконтактный
манометр выдает сигнал на блок регулировав ния, который обрабатывает этот сигнал и вы дает команды по электрическим линиям свя
зи |
10 на электромагнитные клапаны 1—3. |
При |
работе последних клапаны-байпасы 4—6 |
и клапаны дополнительных вредных про странств 7 соединяются либо с воздухосборни ком и закрываются, либо с атмосферой и от крываются. Открытое положение клапана-бай паса соответствует нулевой производительности полости цилиндра, открытое положение кла пана вредного пространства — половинной про изводительности полости. При закрытых кла панах-байпасах и клапанах вредного простран ства полости цилиндров работают с полной производительностью.
В табл. 3.6 указано положение элементов схемы при различной степени загрузки ком прессоров (см. рис. 3.19).
Независимо от давления в сети производи тельность компрессора может быть изменена дистанционно со щита управления путем вклю чения или выключения электромагнитных кла панов 1—3 и вручную с помощью вентилей,
установленных в линиях управления клапа нами-байпасами.
Таблица |
3.6 |
|
А |
|
|
h |
|
П о л о ж е н и е эл ем ен т о в с х е м а |
8 |
|
|
э |
(см . р и с. 3 .1 9 ) |
|
*3 |
, |
|
|
\ |
|
£ с
*с) g c 11 g ï
ОP 5; |
К о м п р е с со р 4M 1 0 -1 0 0 /8 |
К о м п р е с с о р 2 М 1 0 -5 0 /8 |
||||||||||||
Е х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 0 0 |
Электромагнитные кла |
Электромагнитные |
кла |
|||||||||||
|
паны 7—3 |
обесточены, |
паны |
7, |
2 |
обесточены, |
||||||||
|
сжатый |
|
воздух |
посту |
сжатый |
воздух |
посту |
|||||||
|
пает к клапанам-бай |
пает к клапанам вредно |
||||||||||||
|
пасам 4 |
—6 |
и удержива |
го пространства 7, удер |
||||||||||
|
ет их в закрытом поло |
живая |
их |
в |
закрытом |
|||||||||
75 |
жении |
|
|
|
|
|
положении |
|
|
|
|
|||
Электромагнитные кла |
Электромагнитный |
кла |
||||||||||||
|
паны 7 под напряжени |
пан 2 под напряжением, |
||||||||||||
|
ем, 2 , 3 |
обесточены, кла |
клапаны |
вредного |
про |
|||||||||
|
паны-байпасы 4 откры |
странства |
7 |
открыты, |
||||||||||
|
ты, 5 , |
6 |
|
закрыты |
|
клапаны-байпасы 5 за |
||||||||
50 |
Электромагнитные |
кла |
крыты |
|
|
|
|
|
|
|||||
Электромагнитные |
кла |
|||||||||||||
|
паны 7, 2 |
|
под напряже |
паны-байпасы 5 откры |
||||||||||
|
нием, |
3 |
|
|
обесточены; |
ты, клапаны |
вредного |
|||||||
|
клапаны-байпасы 4 , 5 |
пространства 7 закрыты |
||||||||||||
25 |
открыты, |
|
6 |
закрыт |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Электромагнитные |
кла |
Электромагнитные |
|
кла |
||||||||||
|
паны 7, 2, 3 |
под напря |
паны 7, 2 под напряже |
|||||||||||
|
жением, клапаны-байпа |
нием, |
клапаны-байпасы |
|||||||||||
|
сы 4 , 5 , |
|
6 |
открыты |
5 и |
клапаны |
вредного |
|||||||
|
Электромагнитные |
кла |
пространства 7 открыты |
|||||||||||
0 |
Электромагнитные |
|
кла |
|||||||||||
|
паны 7, 2, 3 |
под напря |
паны 7, 2 под напря |
|||||||||||
|
жением, |
|
клапаны-бай |
жением, |
клапаны-бай |
|||||||||
|
пасы 4 , 5 , |
6 |
открыты, за |
пасы 5 |
и клапаны вред |
|||||||||
|
движка 8 |
открыта |
|
ного пространства / |
от |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
крыты, |
задвижка |
8 |
от |
||||
|
|
|
|
|
|
|
крыта |
|
|
|
|
|
|
|
фона 3 и пружин 2 и 5 занимает среднее поло
жение. Распределительный золотник вторич ного усилителя перекрывает подачу масла к сервоприводу 7 и механизму обратной свя зи 13. Давления в линиях подвода масла к верх ней и нижней полостям сервопривода 7 равны,
поэтому его поршень неподвижен, дроссельная заслонка 10 открыта на необходимую вели
чину.
При увеличении давления в сети струйная трубка отклоняется влево и направляет вы ходящее с большой скоростью из наконечника масло в левое приемное сопло. Так как прием ное сопло соединено со сливом, то за счет раз ности давлений поршень вторичного усили теля перемещается влево. Поршень отодви гает влево распределительный золотник, кото рый правым торцом открывает доступ масла в полость над поршнем сервопривода. Вторым левым пояском распределительный золотник соединяет камеру механизма обратной связи, а следовательно, нижнюю полость сервопри вода со сливом.
Перемещаясь вниз под действием разности давлений масла, поршень сервопривода вы тесняет масло из нижней полости сервопривода в правую полость цилиндра механизма обрат ной связи 13. Проходя по обводному каналу
в левую полость цилиндра, масло дроссели руется, создавая перепад давлений в полостях обратной связи. Поршень 15 обратной связи перемещается влево и посредством рычага 14
растягивает пружину настройки 5. Под дей ствием пружины струйная трубка 4 возвращает
ся в среднее положение, и перемещение поршня сервопривода прекращается. При этом регу лируемое давление воздуха в пневматической сети устанавливается несколько выше преж него.
При дальнейшем смещении поршня обратной связи 15 открывается паз на внутренней по
верхности цилиндра и перепад давлений в по лостях изодрома исчезает. Под действием пру жины 16 поршень возвращается в среднее
положение и сжимает пружину настройки 5 до установленной величины. В результате за данный режим по регулируемому давлению восстанавливается.
В случае понижения давления воздуха в сети процесс регулирования проходит в той же последовательности, но в обратном порядке.
При необходимости регулирование может осуществляться вручную вращением штурвала 6
сервопривода.
Настройка регулятора на необходимое давле ние осуществляется изменением натяжения пру жины 2.
Глушители шума
Работа поршневых и, особенно, центробежных компрессоров сопровождается интенсивным шу мом высокой частоты. Основными источниками шума являются всасывающие камеры (110 —
115 дБ), выхлопной трубопровод при работе компрессора в атмосферу (120—130 дБ) и соб ственно компрессорный агрегат — редуктор, корпус компрессора, электродвигатель, охла дители. Так, общий уровень шума в машинном зале с центробежными компрессорами, не обо рудованными шумозащитными устройствами, может достигать 100—105 дБ при допустимом уровне 85 дБ.
Снижение |
шума компрессорного агрегата |
в помещении |
компрессорной станции дости |
гается звукоизоляцией основных источников шума. Согласно рекомендациям Ленинградского института охраны труда (ЛИОТ), трубопро воды оребряются и облицовываются звуко поглощающим материалом (песком или асбе стом), промежуточные охладители укрываются матами из стекло- и шлаковаты. На редуктор надевается специальный звукоизолирующий ко жух разборной конструкции с внутренней вен тиляцией.
Эффективными способами уменьшения шума в машинном зале являются отделение сплошным полом нижней площадки обслуживания от верхней, а также облицовка стен машинного зала плитами из специального шумопоглоща ющего материала — силакпора. Для защиты от шума дежурных операторов устраиваются изолированные от машинного зала кабины и помещения, в которых сосредоточена аппара тура контроля и управления компрессорами.
Снижение шума всасывания центробежного компрессора достигается установкой перед вса сывающим фильтром разработанного ЛИОТ глушителя сборной конструкции (рис. 3.22), состоящего из шести-семи расположенных па раллельно друг другу звукопоглощающих сек ций, между которыми проходит всасываемый компрессором воздух. Каждая секция пред ставляет собой жесткий прямоугольный кар кас, внутри которого помещен мат из супер тонкого стекловолокна. Мат обернут стекло тканью или технической бязью и после укладки в секцию обшит стальной сеткой. Эффект глу шения увеличивается, если установить после довательно два ряда секций.
Глушение шума выхлопа работающих в ат мосферу компрессоров (при пуске, остановке, ремонтно-наладочных и других работах) осу ществляется бутово-камерным глушителем (рис. 3.23), состоящим из бетонной камеры 2,
I-— т о — н |
|
|
|
и к ш ш т ш |
<&ПП 6à à i 0ИЙ! |
|
|
4ШШШШВ1 |
о a AJULAMI |
|
|
л ш ш ш аш |
|
|
|
•лгаттмяи1 «ап'ш ш ящ |
1 |
||
ё ш т п т т ш |
-е т т га л л я т га п |
||
|
< « т т ш т ш 1
Рис. 3.22. Глушитель шума всасывания
внутри которой на металлических решетках 5 уложены два слоя булыжника 4. Сверху бу лыжника насыпан слой щебня 3 толщиной
около 0,7 м. Воздух из компрессоров посту пает в глушитель по перфорированной трубе 6 и выходит в атмосферу через окна 1 в верхней
части камеры. Внизу имеется сток 7 для кон денсата.
Такой глушитель позволяет снизить уровень шума выхлопа центробежного компрессора со 120— 130 до 70—80 дБ.
Шум поршневых компрессоров по сравнению с центробежными менее интенсивен. Их уровень шума превышает допустимое значение на 5— 8 дБ только в октавной полосе 500 Гц.
Основными причинами шума в машинном зале являются пульсации потока воздуха при всасывании и нагнетании и дросселирование воздуха в клапанах. Существенное значение имеет степень неуравновешенности движущихся деталей компрессора и неточность центровки электродвигателя.
Применение на компрессорах прямоточных клапанов, использование в качестве возбуди телей тиристорных выпрямителей, облицовка стен машинного зала плитами из силакпора позволяют снизить уровень шума в помещении
3600
Рис. 3.23. Бутово-камерный глушитель шума выхлопа
до нормы. Существенное уменьшение воздей ствия шума на обслуживающий персонал до стигается устройством звукоизолированного де журного помещения в машинном зале.
Снижение шума на прилегающей территории от работы поршневых компрессоров осуще ствляется глушителями шума, конструкции которых аналогичны конструкциям соответству ющих глушителей для центробежных компрес соров.
§ 6. Эксплуатация компрессорных установок
Правила безопасной эксплуатации
Эксплуатация компрессорных установок осу ществляется в соответствии с «Правилами уст ройства и безопасной эксплуатации стационар ных компрессорных установок, воздухопрово дов и газопроводов» [64] и инструкциями за- водов-изготовителей. Основные положения без опасной эксплуатации компрессорных устано вок следующие:
в помещениях компрессорных установок не допускается размещение аппаратуры и обору дования, технологически и конструктивно не связанных с компрессорами;
общие размеры помещения должны удовле творять условиям безопасного обслуживания и ремонта оборудования компрессорных уста новок и отдельных узлов, машин и аппаратов. Проходы в машинном зале должны обеспечи вать возможность монтажа и обслуживания компрессоров и электродвигателей и составлять не менее 1,5 м, а расстояние между оборудова нием и стенами зданий — не менее 1 м;
двери и окна помещения компрессорных установок должны открываться наружу;
в помещении компрессорных установок долж на быть оборудована площадка для проведения ремонтных работ. Машинный зал снабжается грузоподъемными устройствами и средствами механизации трудоемких работ;
в помещении компрессорных установок долж ны предусматриваться специальные места для хранения в закрытом виде обтирочных мате риалов, инструмента, прокладок и т. п., а также для хранения недельного запаса масла. Хранение керосина, бензина и других легко воспламеняющихся жидкостей в машинном зале не допускается;
в машинном зале в изолированной от шума будке должен быть установлен телефон;
разведение открытого огня в помещении ком прессорной станции строго запрещается. Про изводство монтажных и ремонтных работ с при менением открытого огня и электросварки
в помещении компрессорной станции, на воз духосборниках и воздухопроводах должно осу ществляться при соблюдении противопожарных мероприятий и под наблюдением ответственного лица с письменного разрешения главного инже нера предприятия и представителя пожарной охраны;
вход в помещение компрессорной станции посторонним лицам запрещается;
для разгрузки электродвигателя при пуске компрессора на нагнетательном трубопроводе перед обратным клапаном следует устанавли вать выхлопной отвод с задвижкой. Выхлопной отвод, а также продувочные отводы масловодоотделителей, охладителей и воздухосборников выводятся из машинного зала в специально оборудованные места, исключающие загрязне ние стен здания и окружающей территории маслом, выбрасываемым вместе со сжатым воз духом;
манометры для контроля давления сжатого воздуха и охлаждающей воды должны быть снабжены трехходовыми кранами. Все уста новленные манометры должны быть проверены и запломбированы. Проверка манометров и их пломбирование производятся ежегодно, а также каждый раз после произведенного ремонта. Кроме того, не реже одного раза в шесть меся цев производится дополнительная проверка рабочих манометров контрольным с записью результатов этих проверок в журнал;
термометры для измерения температуры сжа того воздуха необходимо устанавливать в спе циальных металлических гильзах, ввернутых в трубопровод под углом 45° навстречу потоку на глубину 3/ 4 его диаметра (но не более 100 мм
по нормали к оси трубопровода); количество предохранительных клапанов и их
размеры должны быть такими, чтобы исклю чалась возможность образования давления, пре вышающего рабочее более чем на 15%. Каждый предохранительный клапан снабжается при способлением для принудительного открытия во время работы компрессорной установки. Натяжные гайки пружинных предохранитель ных клапанов пломбируются, а грузы рычаж ных предохранительных клапанов закрепляют ся, закрываются металлическими кожухами и пломбируются;
для смазки компрессоров применяются спе циальные масла, соответствующие ГОСТам и инструкциям заводов-изготовителей. Отрабо танное и регенерированное масло не может быть допущено к повторному использованию на поршневых компрессорах;
каждая поступившая на предприятие партия компрессорного масла должна иметь заводской
паспорт-сертификат с указанием в нем физико химических свойств масла;
перевозка и хранение компрессорного масла производятся в специально предназначенных для этого металлических закрытых емкостях, имеющих надпись «Чистое компрессорное масло марки...». Запрещается использование для дру гих целей сосудов, предназначенных для транс портировки и хранения масла;
к самостоятельному обслуживанию компрес сорных установок допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетель ствование, теоретически и практически обучен ные эксплуатации компрессорных установок. Периодическая проверка знаний обслужива ющего компрессорную станцию персонала про изводится администрацией предприятия не реже одного раза в год. Лица, не сдавшие экзаме нов, отстраняются от работы по обслуживанию компрессоров.
На компрессорной станции должна нахо диться следующая техническая документация:
схемы трубопроводов сжатого воздуха, воды и масла с указанием мест установки задвижек, вентилей, масловодоотделителей, охладителей, воздухосборников, контрольно-измерительных приборов;
инструкция по безопасному обслуживанию компрессорных установок;
журнал учета работы компрессоров; журнал учета ремонтов компрессоров;
паспорт-сертификат компрессорного масла и результаты лабораторного его анализа;
паспорта всех сосудов, работающих под дав лением и подлежащих регистрации в органах Госгортехнадзора;
график планово-предупредительных ремон тов;
журнал проверки знаний обслуживающего персонала.
Все журналы должны быть пронумерованы, прошнурованы, скреплены печатью и храниться не менее одного года после заполнения.
Обслуживающий персонал обязан контроли ровать исправность компрессорной установки по показаниям приборов и визуально. Пока зания приборов через установленные инструк цией промежутки времени должны записы ваться в сменный журнал учета работы компрес сора. В журнале записываются также сведения о замеченных неисправностях и периодических продувках предохранительных клапанов, кон цевых охладителей, воздухосборников, мано метров.
К ремонтному журналу прилагаются: эскизы и чертежи на произведенные усовер
шенствования или изменения при ремонте;
акты приемки оборудования после капиталь ного ремонта;
акты очистки нагнетательных коммуникаций компрессорной установки и всасывающих фильтров.
Предотвращение взрывов
При эксплуатации поршневых компрессорных установок могут возникнуть условия для взры ва компрессоров и воздухопроводов. Причиной взрыва является самовоспламенение нагаро масляных отложений [18].
В общих чертах сущность процесса самовос пламенения заключается в следующем. Посту пающее в цилиндры компрессора масло увле кается сжатым воздухом в нагнетательный трубопровод, где оседает в виде слоя масляных отложений, которые окисляются под воздей ствием кислорода, находящегося в сжатом воздухе. Процесс окисления масляных отложе ний протекает с выделением тепла. При уста новившемся режиме температура отложений несколько выше температуры сжатого воздуха, и выделяющееся при окислении тепло уно сится воздухом. Увеличение толщины отло жений, уменьшение скорости движения воз духа, повышение его температуры ухудшают теплопередачу и способствуют ускорению экзо термической реакции окисления масляных от ложений. Каталитическое воздействие на реак цию оказывают окислы железа.
Если количество тепла, выделяющегося при реакции, больше количества тепла, отдавае мого путем теплопроводности и конвекции, температура отложений повышается и проис ходит их самовоспламенение. Выделяющаяся при горении окись углерода при достаточной концентрации и наличии открытого пламени дает первоначальный взрыв. Вторичный и по следующие взрывы происходят под действием ударной волны, которая, распространяясь с большой скоростью, срывает со стенок труб масляную пленку, испаряет и распыляет ее в виде тумана. Масловоздушная смесь при концентрации масляного тумана более 49 мг/м3
взрывается |
от высокой температуры воздуха |
во фронте |
ударной волны. |
Иногда горение отложений не сопровождается взрывом, но выделяющаяся при горении окись углерода попадает вместе со сжатым воздухом на рабочие места и создает опасность отравле ния работающих.
Количество отложений в трубах зависит от количества подаваемой смазки в цилиндры, продолжительности работы компрессора без очистки нагнетательного трубопровода, запы-
Рис. 3.24. Схема очистки нагнетательных коммуникаций поршневых компрессоров
ленности всасываемого воздуха и других при чин. Особенно интенсивно отложения скопляют ся в глухих отводах трубопроводов, задвижках, патрубках предохранительных клапанов, если они не продуваются, и клапанных коробках компрессоров.
Скорость образования отложений значитель но уменьшается, если для смазки цилиндров и механизма движения компрессоров применять не склонные к образованию осадков масла, подавая их в цилиндры в минимально необхо димом количестве. Компрессорные масла по склонности к нагарообразованию располагают ся в следующем предпочтительном для при менения порядке: П-28 (брайтсток), 12М, КС-19, 19Т.
Периодическая очистка нагнетательных ком муникаций компрессоров от скопившихся в них нагаро-масляных отложений, охлаждение сжа того воздуха, систематический выпуск кон денсата из концевых охладителей, воздухо сборников и глухих участков трубопровода, хорошая очистка засасываемого воздуха яв ляются условиями безопасной эксплуатации поршневых компрессоров. Согласно правилам [64], температура сжатого воздуха, выходя щего из последней ступени компрессора, должна
быть |
не более 170° С, |
температура воздуха |
после |
промежуточного |
охладителя — не более |
60° С, температура воды, выходящей из ком прессора и охладителей, — не более 40° С. Выпускать конденсат из охладителей и воздухо сборников необходимо по мере его скопления, но не реже чем через каждые 2 ч работы ком
прессора.
Очистку от нагаро-масляных отложений воз душных полостей компрессоров, концевых и промежуточных охладителей, воздухосборнн-
ков и воздухопроводов необходимо осуще ствлять не реже одного раза в шесть месяцев способом, не вызывающим коррозию очищаемых деталей. Рекомендуется промывка этих уст ройств 5— 10%-ным раствором каустической соды или 3 %-иым раствором сульфонола.
Наиболее эффективен циркуляционный спо соб очистки. На рис. 3.24 приведена одна из возможных схем осуществления такого способа для компрессорной станции, имеющей воздухо сборники [56]. Порядок очистки следующий. Перед очисткой, например, компрессора К1
нагнетательные коммуникации его отключаются от сети сжатого воздуха задвижкой 4, снимают ся всасывающие и нагнетательные клапаны цилиндров второй ступени, на цилиндры пер вой ступени вместо нагнетательных клапанов устанавливаются заглушки, запирающее уст ройство обратного клапана 6 вынимается, а его
корпус закрывается крышкой, нагнетательный трубопровод промывочной системы присоеди няется к воздухопроводу специальным патруб ком 5 , сливной трубопровод патрубком. 8 со
единяется с нагнетательными полостями ци линдров первой ступени компрессора, откры вается контрольный вентиль в верхней части концевого охладителя 7.
Емкость 15 для приготовления раствора за
гружается твердой каустической содой и за полняется водой. Сода в воде подогревается паром, подаваемым по трубопроводу 14, и раз
мешивается до полного растворения.
Затем открываются задвижки 13, 16, 18 и закрываются задвижки 9—12. Насос 17 подает
раствор в очищаемые места компрессорной установки. При появлении раствора в контроль ном вентиле концевого охладителя 7 вентиль закрывается.
Раствор циркулирует в течение нескольких часов до полной очистки нагнетательных ком
муникаций. После окончания очистки насос 17 останавливается, задвижки 16 и 18 закры ваются, а задвижка 9 открывается. Вода из
водопровода поступает в систему, выталкивает содовый раствор в емкость 15, после заполнения которой закрывается задвижка 13 и откры ваются задвижки 11, 12. Вода, промыв очищен
ные коммуникации, выпускается.
После промывки водой система трубопрово дов отключается, а нагнетательные коммуни кации компрессора просушиваются сжатым воз духом, который пропускается из общей маги страли через воздухосборник 3, концевой охла
дитель 7 и компрессор в атмосферу. При этом удаляется вода, оставшаяся в нижней части нагнетательных коммуникаций компрессора.
Очистка воздухопровода до шахтного ствола осуществляется при неработающих компрес сорах. Закрываются все задвижки после воз духосборников, а также задвижка 20, отклю
чающая очищаемый участок воздухопровода от общешахтной пневматической сети. С помощью фланца 1 к воздухопроводу присоединяется
сливной трубопровод промывочной системы. Задвижки 11, 13, 16, 18, 19 открываются, раствор подается насосом 17 в воздухопровод, после чего возвращается в емкость 15.
По окончании очистки воздухопровод про мывается водой из водонапорной магистрали и затем продувается воздухом от компрессоров. Отсутствие следов щелочи после промывки проверяется фенолфталеиновой бумагой или 1 %-ным спиртовым раствором фенолфталеина.
После просушки вскрываются и осматривают ся отдельные участки промытой системы.
Воздухосборники очищаются от отложений водным раствором смачивателя ДБ, разбрыз гиваемым под давлением из форсунки. Клапаны
и |
другие |
детали компрессоров промываются |
в |
ванне |
с раствором каустической соды. |
Глава 4
ПОДЪЕМНЫЕ УСТАНОВКИ
Шахтные подъемные машины предназначены для оборудования подъемных установок вер тикальных и наклонных стволов шахт и руд ников, а также для их проходки. Они приме няются для подъема и спуска людей, вспомога тельных материалов и оборудования, подъема полезных ископаемых и породы.
Малые барабанные подъемные машины (с диа метром барабанов до 2,5 м), как правило, при меняются для оборудования наклонных подъ емов, а машины с диаметрами барабанов 3— 6 м — для оборудования вертикальных подъ
емов. Кроме того, подъемные машины с диа метрами барабанов 3,5— 6 м часто исполь
зуются при проходке шахтных стволов. Многоканатные подъемные машины предна
значаются для оборудования только вертикаль ных стволов и устанавливаются, как правило, на башенных копрах.
Выбор типа подъемной машины
Для обеспечения рационального режима ра боты подъемной установки важно правильно выбрать тип подъемной машины, а также опре делить мощность приводного электродвигателя. Для этого, исходя из обеспечения заданной производительности, сначала необходимо опре делить основные параметры подъемной уста новки (максимальные скорость, статическое на тяжение канатов, неуравновешенное окружное усилие, а также диаметр и ширину барабанов и т. д.).
Исходные данные, необходимые для опреде ления основных параметров подъемных уста новок, следующие:
тип подъемной установки (скиповая, клете вая, одноконцевая, двухконцевая и т. д.);
высота подъема с учетом высоты приемной площадки: Н, Hi, Нп — соответственно макси
мальная, минимальная и промежуточных го ризонтов), м;
необходимая часовая производительность А,
т/ч;
полезный вес груза Qn, кгс;
вес порожнего скипа (клети, бадьи), включая подвесные устройства Qu, кгс;
§1. Назначение, условия работы
ивыбор типа подъемных машин
полезный вес груза вагонетки Gn кгс; число вагонеток в клети п;
вес порожней вагонетки GB, кгс;
вес противовеса Qnp, |
кгс. |
|
Вес противовеса ойределяется из условия, |
||
что разность концевых |
нагрузок |
при подъеме |
и спуске должна быть одинаковой, т. е. |
||
Qnp — QM+ п^в + |
î |
(4-1) |
путь разгрузки (для скипов и опрокидных клетей) ftо, м;
пауЗа между двумя подъемами 0, с. Величину пауз необходимо принимать согласно «Прави лам технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт» (ПТЭ): при одновременной загрузке и выгрузке для одноэтажных кле тей — 12 с, для двухэтажных — 30 с и для трехэтажных — 50 с; при двух вагонетках на этаже — 15 с на этаж и 5 с на каждую пере становку; при односторонней загрузке и вы грузке клетей пауза принимается равной 30 с
(на |
этаж), |
для опрокидных |
клетей — 10 с, |
для |
скипов |
емкостью до 6 |
т — 8 с, свыше |
6 т — 10 с; паузы на посадку и высадку людей:
для |
5 человек — 15 |
с, для |
10 человек — 20, |
для |
15 человек — 25, |
для 20 |
человек — 30 с; |
на каждую перестановку от этажа к этажу до бавляется 5 с;
место установки машины (на поверхности, под землей);
напряжение сети, питающей подъемный элек тродвигатель, В;
предполагаемый срок службы подъемной установки, лет.
Выбор максимальной скорости подъема
Необходимое число подъемов в час опреде ляется по требуемой часовой производитель ности подъемной установки
«1 |
|
Л-1000 |
(4.2) |
|
|
Qn |
|||
|
|
|||
|
|
|
|
|
Продолжительность |
одного цикла подъема: |
|||
для |
двухконцевого |
подъема |
||
Т |
ц |
= |
3600 |
|
1 |
|
Û1 1 |
|
|
|
|
|
|
для одноконцевого подъема
7^' _ 3600
Уц- “ 2^ г - с-
Время движения скипа за один цикл
Т = Т а — 0, с.
Средняя и максимальная скорости подъема
соответственно: |
|
|
^ср ” |
"у » м/с, |
(4.4) |
^тах |
а ^ср> м/с» |
|
где а = |
1,1 ч-1,4 — множитель |
скорости. |
При а, большем указанных пределов, ра бота выбранной подъемной машины неэконо мична. Меньшие значение а используют для глубоких шахт.
Согласно требованиям Правил безопасности полученная скорость для подъема и спуска гру зов по вертикальным шахтам не должна пре
вышать значения V = 0,8 Y Н . При подъеме
и спуске людей скорость движения клетей должна быть меньше следующих приведенных значений:
Высота |
подъ |
|
|
|
|
|
|
|
ема Я, м |
20 |
30 |
40 |
50 |
75 |
100 200 |
300 |
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
и бо |
|
|
|
|
|
|
|
|
лее |
Максимальная |
|
|
|
|
|
|
|
|
скорость Кшах, |
|
|
|
|
|
|
|
|
м/с |
ч 3,5 |
4,3 |
5,0 |
5,6 |
6,9 |
8,0 10,5 |
11,5 |
12,0 |
Согласно Правилам безопасности при нали чии направляющих во время спуска и подъема людей в бадьях максимальная скорость не должна превышать х/ 2 скорости, допускаемой
для клетевого подъема, при подъеме и спуске
грузов — 2/ 3 указанной |
скорости. |
При отсут |
|
ствии |
направляющих |
скорость |
движения |
бадьи |
должна быть меньше в первом случае |
||
1 м/с, |
во втором — 2 м/с. |
|
Выбор подъемного каната и определение статических усилий
От правильного выбора каната зависят раз меры органа навивки машины: чем меньше диаметр каната, тем меньше размер барабана и подъемной машины в целом. Поэтому особое внимание следует уделять выбору рациональ ного диаметра каната.
Концевая нагрузка на канат: скипового или бадьевого подъема
клетевого подъема
Qo — Qn + Qu -H п^в-
Расчет каната сводится к определению веса 1 м каната (р , кгс) и выбору по этой величине
типа стандартного каната. Затем необходимо определить фактический запас прочности ка ната.
Вес |
1 м каната |
|
|
|
Р = |
- ^ = я Г ’ кгс’ |
(4-6) |
||
где L0 = |
—«прочная» длина каната, |
м; |
||
ог — временное |
сопротивление |
разрыву |
ме |
талла проволок каната, кгс/мм2 (обычно аг =
= 160 кгс/мм2, при больших глубинах и на
грузках часто принимают а2 = |
180 кгс/мм2); |
пг — запас прочности каната, |
который для |
подъемных установок всех систем при навеске каната должен быть не ниже: 9-кратного — на подъемных установках исключительно для подъема и спуска людей; 7,5-кратного — на грузо-людских подъемных установках; 6,5- кратного — на подъемных установках, пред назначенных только для подъема и спуска груза; 8-кратного — для подъемных установок
со шкивом трения (людских, грузовых и грузо людских); 7-кратного — для грузовых много канатных подъемных установок; у 0 — фиктив ная плотность каната; Н 0 — максимальная дли на отвеса каната, равная Я 0 = Нш + К (#ш — максимальная высота подъема, hK— расстоя
ние от верхней приемной площадки до оси копрового шкива).
Подъемный канат выбирают по весу его 1 м и проверяют статический запас прочности
m |
Qz |
9 |
(4.7) |
|
Qo + pH о |
||||
|
|
где Qz — суммарное разрывное усилие всех
проволок в канате, кгс.
Полученное значение запаса прочности ка ната должно быть не менее указанной величины.
В технической характеристике каждой подъ емной машины приведены величины макси мально допускаемого статического натяжения канатов и максимальной разности статических натяжений канатов. При выборе подъемной машины необходимо подсчитать эти величины и сравнить их с данными принимаемой машины.
Максимальное статическое натяжение ветви каната
QCT. max = Qo + pH о- |
(4.8) |
Максимальное статическое неуравновешенное окружное усилие, т. е. наибольшая разность натяжения ветвей канатов:
для |
двухконцевого |
подъема |
|
|||
QCT. неур ^ |
Qn |
(Р |
Я) Н , |
|
||
где q — вес |
1 |
м уравновешивающего каната; |
||||
для |
одноконцсвого |
|
подъема с |
противовесом |
||
Q C T . неур = |
Qn + Q K * |
+ |
П ^ в "Ь (Р |
Ф H — Qnp. |
Для одноконцевого подъема без противовеса наибольшее статическое неуравновешенное уси лие равно максимальному статическому натя жению каната. При отсутствии уравновеши вающего каната величина q = 0.
Для подъемных установок с тяжелым нижним уравновешивающим канатом (q > р) при под
счете статической нагрузки вместо веса подъем ного каната надо учитывать вес нижнего урав новешивающего каната, когда подъемный сосуд находится на верхней приемной площадке.
Выбор размера органа навивки каната
Диаметр направляющих шкивов Dm и бараба нов подъемных машин D 6 должен соответство
вать требованиям Правил безопасности:
для подъемных машин, устанавливаемых на поверхности,
Dm = D6 ^ 80dK; |
(4.9) |
для подъемных машин, устанавливаемых под землей,
£>ш= D6 » 60 dK;
где dK — диаметр принятого каната, мм.
Необходимая ширина барабана: при навивке одной ветви каната
Б = ("1 Ш Г + а + 1) (сг'‘ + е)’ м> |
(4Л0) |
где / = 30 м — запасная длина каната, пред назначенная для его испытания; а — постоян
ное число запасных витков трения каната на барабане (для барабанов с деревянной футе ровкой а = 3, для барабанов с металлической футеровкой а = 5); 1 — два полувитка не
используемой ширины барабана; е = 2 ч-З — зазор между витками каната, мм (для подъем ных машин с диаметром барабана до 6 м);
при двухконцевом подъеме с однобарабанной машиной
£ = ( JiD6 ' + 2а + 1 + ai) (^к + е)> м>
где аг — зазор между навивающейся и сви
вающейся ветвями, равный одному-двум вит кам.
Необходимая подъемная машина выбирается по всем ранее определенным параметрам.
При выборе может оказаться, что требуемая ширина барабана больше ширины барабана
выбранной машины. В этом случае можно использовать многослойную навивку каната, число слоев которой
(4.11)
где В х — ширина барабана выбранной подъем
ной машины, м.
Определение приведенной массы подъемной установки
Суммарный вес всех движущихся частей подъемной установки, приведенный к окруж ности навивки каната, в общем случае опреде ляется по формуле
G i |
= Q + |
Qn. с + |
Q K. с + w 'G tm + G i маш + |
+ |
GI ред + |
GI poT, |
(4.12) |
где Qn с — вес подъемных сосудов (в том числе противовеса) и вагонеток для клетевых подъ емов; QKс — суммарный вес подъемных и урав новешивающих канатов; w' — число направ
ляющих шкивов; G,ш— приведенный вес на правляющего шкива; Gi маш — приведенный
к окружности навивки каната вес вращающихся деталей коренной части машины (берется по заводским данным); G, ред — приведенный вес вращающихся частей редуктора;
Gi ред '
° Ч е д
Ч
здесь бОред— маховой момент редуктора, при веденный к оси главного вала (берется по за водским данным).
Приведенный вес ротора приводного электро
двигателя |
определяется по формуле |
|
0Р2рот р |
G, рот ‘ |
ч |
где I — передаточное число редуктора подъем
ной машины; GDpoT — маховой момент ротора, принимаемый по ориентировочной мощности электродвигателя, кгс • м2.
Приведенная масса подъемной установки
<4 - 1 3 >
При определении величины Мпр следует иметь в виду, что масса поднимаемого груза составляет не более 10 % приведенной массы
подъемной установки, поэтому приведенную массу подъемной установки при подъеме (спуске) груза и при перегоне порожних сосу дов можно принимать одинаковой.
Кинематика подъема (для пятипериодной диаграммы скорости)
При подъеме сосудов, разгружающихся с по мощью разгрузочных кривых, скорость вхо-