Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Стационарные установки шахт

..pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
38.48 Mб
Скачать

Рис. 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 58 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 912. 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

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-