Многоканатный подъем с наземным расположением подъемных машин

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

© Ю. В. Попов, 2013
УДК 622. 67 Ю.В. Попов
МНОГОКАНАТНЫЙ ПОДЪЕМ С НАЗЕМНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ПОДЪЕМНЫХ МАШИН
При наземном расположении подъемной машины в схеме появляется ряд новых элементов, в частности наличие копровых шкивов, наличие струны каната. Эти элементы вносят новые реалии, которые не учитываются в существующих методиках расчета. Появление струны каната заставляет по-новому оценивать угол обхвата канатоведущего шкива.
Ключевые слова: многоканатные подъемные машины, наземное расположение, угол обхвата.
Непрерывное увеличение глубины ведения горных работ, углубление шахт и рудников и прямо связанное с этим проектирование все более мощных комплексов многоканатных подъемных установок (МКПУ) приводит к необходимости сооружения все более громоздких и дорогостоящих башенных копров. Строительство таких сооружений связано с большими капитальными затратами и, кроме того, со снижением уровня безопасности эксплуатации МКПУ, в то время как в мировой практике уже наметилась устойчивая тенденция перехода от башенного к наземному расположению подъемных машин (ка-натоведущих шкивов трения — КВШ). Однако в отечественном шахтном подъеме основные научно-техничес-кие аспекты данной проблемы остаются пока нерешенными, что зачастую сдерживает реализацию этого перспективного во всех отношениях направления развития подземных горных предприятий [1].
При наземном расположении подъемной машины в схеме появляется ряд новых элементов, в частности наличие копровых шкивов, наличие струны каната. Эти элементы вносят новые реалии, которые не учитываются в существующих методиках расчета. Появление струны каната заставляет по-новому оценивать угол обхвата канатоведущего шкива. При этом у копровых шкивов появляется новая функция — формирования угла обхвата канатоведущего шкива.
Во время работы провисание каната происходит не только под действием собственной силы тяжести, но и за счет центробежной силы, которая при наклонном расположении канатов увеличивает натяжение и стрелу провиса [2]. Распределенная равномерно по длине каната центробежная сила направлена по нормали к его оси, а сила тяжести вертикально. Поэтому, распределенную погонную нагрузку целесообразно разложить на тангенциальную (я-эту), направленную по хорде пролета, и нормальную (я-соэу), направленную по нормали к канату (рис. 1). В дальнейших расчетах тангенциальную нагрузку от действия силы тяжести при определении натяжения каната на отрезке между канатоведущим и отклоняющим шкивом можно не учитывать. При расстоянии между осями этих шкивов 20.. 80 м и угле наклона канатов к горизонту 30. 85 градусов напряжения в канате вызванные собственным весом составляют 0,8.6 МПа.
Стрела провиса каната может быть определена после интегрирования дифференциального уравнения его изогнутой оси.
f (x) =
q • cos y- x • (I — x)
2S
(1)
где q-cosy — погонный вес каната (q=p-g), S — натяжение набегающей ветви каната^~ const).
Максимальная стрела провиса каната (статическая стрела провиса)
f = (2)
При подъеме скипа (клети) на канат начинает действовать центробежная сила, которая за счет его растяжения увеличивает
стрелу провиса.
Стрелу провиса каната от действия нормальной составляющей распределенной силы тяжести и центробежной силы (динамическую стрелу прогиба) с достаточной степенью точности можно определить из уравнения
Рис. 1. Расчетная схема для вычисления значения провисания струны каната
l •
+ 8 • f ^ 3 • l2
l •
'-1+f ^ 3 • l2
+
S • l • Pcm • g q • E
(3)
где — стрела провиса каната от действия силы тяжести и центробежной силы- П — стрела провиса каната от действия силы тяжести (статическая стрела провиса) — рст — плотность материала канатов- Е — модуль упругости каната- Б — натяжение каната длиной & lt- =г-& lt-<-а- г — радиус кривизны каната. После преобразования уравнения (3) получим
(4−2
ft + ъУ • у •р
8 • E
Л
0,5
/ =
V. /V
(4)
Подставим значение статической стрелы провиса в уравнение (4) получим максимальную (динамическую) стрелу прогиба
т0,5
fi = 0,5 • I
г
qd • cos/Y vz • р
V
4 • S
+ ¦
у
2 • E
(5)
Уравнение (5) позволяет связать основные параметры подъемной машины: максимальное статическое натяжение канатов, расстояние между канатоведущим и отклоняющим шкивами, углом наклона канатов, их сечением (погонной массой) и скоростью подъема. Знание динамической стрелы прогиба позволяет определить координаты осей шкивов, обеспечивающих безопасную работу канатов.
Провисание каната оказывает влияние на угол обхвата канатоведущего шкива, кроме того, такое провисание в статическом положении подъемной
машины, может вызывать колебания струны каната при различных режимах работы подъемной установки с соответствующим изменением тяговой способности подъемных машин, определяемой по известному выражению с учетом фактических значений угла обхвата канатоведущего шкива а.
Анализ схем МКПНУ показывает, что провисание верхней струны каната вызывает увеличение угла обхвата ка-натоведущего шкива, а провисание нижней струны — его уменьшение. Общее изменение угла обхвата Д, а будет равно разности углов провисания струн канатов
± Да = Дав — Дан, (6)
где ав и ан — углы провисания верхней
и нижней струн канатов.
Увеличение тяговой способности канатоведущего шкива (при положительном значении Да):
Рис. 2. Схема сил действующих на элемент каната (силы тяжести не показаны)
е
цАа
АР = Р
^ нб 1 сб ~ (7)
Аналогично может быть определено и уменьшение тяговой способности шкива (при отрицательном значении Да), а также увеличенное значение динамического коэффициента безопасности против скольжения
Есб (^(а^а)
~ (8)
^дин
нб ^сб
Полученные зависимости показывают, что провисание нижней струны канатов уменьшает угол обхвата КВШ.
Анализ полученных зависимостей показывает, что для реальных расстояний между осями шкивов, провисание верхней и нижней струн канатов несущественно изменяет угол обхвата КВШ (не более чем 0,02 рад.). Такое изменение угла обхвата не приведет к существенному изменению тяговой способности канатоведущего шкива и динамического коэффициента безопасности против скольжения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Попов Ю. В., Тимухин С. А., Садыков Е. Л. Проблемы повышения эффективности шахтных многоканатных подъемных установок с наземным расположением подъемных машин. Известия Уральского государствен-
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ —
ного горного университета. Вып. 24. с. 51−59
2. Дукельский А. И. Подвесные канатные дороги и кабельные краны. — М.: Машиностроение, 1966. — 348 е. ГДТТТ^
Попов Юрий Владимирович — кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой горной механики, popov. y@mail. ru, Уральский государственный горный университет.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой