Будішевський В.О. Проектування транспортних систем енергоємних виробництв

Подождите немного. Документ загружается.

Визначаємо погонну вагу каната за максимальним статич-

ним натягом, що складається з опорів, подоланих при пересу-

ванні поїзда і каната:

)sincos()sincos)((

maxmax0max

ккк

fLqGGzF

(7.1)

Величина ваги 1 м довжини каната q

(Н/м) невідома, тому

спочатку визначимо максимально припустиму силу натягу кана-

та (Н):

max

, (7.2)

де m – запас міцності каната; для вантажних перевезень m=6,5,

для пасажирських m = 9;

σ – опір розриву дроту, дорівнює 1400…1800·10

Н/м

;

Ω – площа поперечного перерізу усіх дротів каната, м

=Ω

; (7.3)

– наведена питома вага закрученого дроту в канаті, дорі-

внює ρ

= 83000…90000Н/м.

Підставивши (7.3) в (7.2) одержуємо:

max

. (7.4)

Вирішуючи рівняння (7.1) і (7.4), знаходимо q

)sincos(

)sincos)((

maxmax0

β+β−

кк

GGz

. (7.5)

За знайденою вагою 1 м каната приймають діаметр каната і

уточнюють його вагу.

Мінімальний діаметр барабана підйомної машини D

приймається із співвідношення

60≥

де d - діаметр каната, м.

221

Вхідна у формулу (7.5) довжина каната може бути визна-

чена за формулою:

= L + L

доп

+ L

кх

де L

кх

– довжина канатного ходка (див. рис. 7.4)

кх

Рисунок 7.4. Розрахункова схема для визначення

довжини каната

Припустима мінімальна довжина канатного ходка повинна

бути не менш довжини, обумовленої за умовою дотримання ку-

та девіації (1°30′ - див. табл. 7.3).

Таблиця 7.3.

Тип підйомної

машини

Ц-1,2×1 Ц-1,6×1,2 Ц-2×1,5 Ц-2×2 Ц-3×2,2

Припустима дов-

жина канатного

ходка L

кх

, м

20 25 30 40 42

Перевірка можливості опускання порожнього поїзда під

дією власної ваги при малих кутах нахилу виконується за на-

ступною формулою:

допккк

FfLqzG ≥

−

)cos(sin)cos(sin

де F

доп

– натяг каната в точці змотування з барабану,

доп

= 1500…2000 Н - для вантажних перевезень;

222

доп

= 2000…2500 Н - для пасажирських перевезень.

Якщо ця умова не виконується, то до поїзда можна приче-

пити баластову вагонетку.

Визначення потужності двигуна.

При відкочуванні ухилом.

Потужність двигуна визначається за найбільшою силою

тяги підйомної машини при підйомі навантаженого поїзда, що

розраховується за формулою:

)sincos()sincos)((

maxmax0max

ккк

fLqGGzF

,Н

або у випадку використання баластової вагонетки

[]

Н,),sincos(

)sincos()(

maxmax00max

β+β+

ккк

fLq

GGGGzF

де G

– вага вантажу в баластовій вагонетці.

Максимальна потужність двигуна:

1000

max

, кВт,

де η - ККД редуктора підйомної машини, η = 0,85.

При відкочуванні бремсбергом.

Потужність двигуна для відкочування одним кінцевим ка-

натом на бремсбергу розраховується для 3-х режимів.

1. Підйом порожнього поїзда.

Натяг каната

)sincos()sincos(

maxmax0

ω=

кккп

fLqzGF

, Н.

Потужність на валу двигуна

1000

, кВт.

2. Спуск навантаженого поїзда:

Натяг каната

()

(

)

(

)

−

+= cossincossin

maxmax0 кккг

fLqGGzF

, Н.

Потужність на валу двигуна в генераторному режимі:

223

1000

срг

, кВт,

де v

сг

= (1,03...1,05)v

3. Витягування нагору навантаженого поїзда заїздом на

бремсберг.

Натяг каната

)cos)(sin('

+β

GGzF

, Н.

Потужність на валу двигуна

′

1000

крг

N , кВт.

Із трьох значень потужності до подальшого розрахунку

приймають більшу, яку позначають N

max

Визначення діаметра і ширини барабана.

Діаметр барабана підйомної машини перевіряється за умо-

вою

D ≥ 60d.

Мінімальна ширина барабана

[]

1000)1(

ε+

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+π

−

пn

nndD

дг

хкк

де n

– число шарів навивки каната, при β ≤ 60° n

≤ 3;

– число витків тертя; n

≥ 3 для футерованих барабанів і

≥5 для не футерованих

– додаткові витки, що враховують не заповнювану частину

в реборд

=0,5 коли одношарова навивка каната,

=1,5 коли двошарова навивка каната,

=2,5 коли тришарова навивка каната;

ε – зазор між суміжними витками, обумовлений діаметром ка-

ната

ε=2,5мм коли d=20...30мм,

ε=3мм коли d>30мм.

224

Для барабанів з нарізними канавками зазор ε приймається

залежно від прийнятого кроку навивки за даними заводу-

виготовлювача.

Перевірку двигуна підйомної машини здійснюють за се-

редньоквадратичною потужністю з наступною перевіркою на

перевантаження. При цьому вважаємо, що тягове зусилля на ба-

рабані при підйомі і опусканні вантажу постійно і дорівнює се-

реднім значенням.

Значення середньоквадратичної потужності:

()

τ+α=

oncpncpe

NNN

де α – коефіцієнт, що враховує додаткове нагрівання двигунів

при маневрах, α = 1,1...1,2;

ср.п

, N

ср.оп

– середні значення потужності при підйомі і

спуску поїздів, кВт;

τ – відносна тривалість руху:

θ+

=τ

Середнє значення потужності при підйомі і спуску(кВт)

визначаються вираженнями:

1000

пср

1000

опср

де F

ср.п

і F

ср.оп

– середні статичні зусилля на барабані машини в

період підйому і спуску поїзда, Н.

Середні статичні натяги каната на бремсберзі:

− при спуску навантаженого поїзда

)cos(sin

)cos)(sin(

β−β+βω−β+=

кк

опср

GGzF

, Н,

де

/2 – середня довжина каната, м.

− при підйомі порожнього поїзда

225

)cos(sin

β+β+βω+β=

кк

пср

zGF

, Н.

Середні статичні натяги каната на ухилі:

− при підйомі навантаженого поїзда

)cos(sin

)cos)(sin(

β+β+βω+β+=

кк

пср

GGzF

, Н.

− при спуску порожнього поїзда

)cos(sin

β−β+βω−β=

кк

oпср

zGF

, Н.

Примітка. Для двокінцевого канатного відкочування сере-

днє окружне зусилля на барабанах(у момент зустрічі поїздів):

−

на ухилі за один хід (підйом вантажу і опускання по-

рожняку):

Н.),sincos(

)sincos(

)cos(sin

)cos)(sin(

β−β+β−βω+

+β+β+βω+β+=

кк

пср

GGzF

− на бремсбергу за один хід (підйом порожняка і опус-

кання вантажу):

Н.),sincos(

)sincos)((

)cos(sin

β−β+β−βω++

+β+β+βω+β=

кк

бср

GGz

zGF

Значення середньоквадратичної потужності:

cpe

NN τα=

Середнє значення потужності для підйому і спуску визна-

чаються вираженнями:

1000

ycp

– для ухилу;

226

1000

ycp

– для бремсбергу.

Установлену (паспортну) потужність двигуна визначають

за наступною формулою:

уст

≥ k

·N

де k

– коефіцієнт запасу потужності, k

= 1,1...1,2

За величинами D, B, N

уст

вибирають тип підйомної маши-

ни.

Далі виконується перевірка двигуна на перевантаження.

Коефіцієнт перевантаження двигуна:

8,1...6,1

max

≤=λ

уст

Якщо ця умова виконується, то двигун обраний вірно. У

противному випадку

max

уст

7.2.2. Приклад розрахунку відкочування одним

кінцевим канатом похилими заїздами на бремсбергу

Як приклад, розглянемо розрахунок однокінцевого канат-

ного відкочування, установленого на бремсбергу пласту m

шах-

ти «Белицька», використовуваного для транспортування допо-

міжних матеріалів.

Вихідні дані,

зм

– змінний вантажопотік, Q

зм

= 30 т/зміна;

L – довжина бремсбергу, L = 600 м;

β – середній кут нахилу виробки, β = 7°.

Транспортна посудина − вагонеточні платформи ПВГ2,5;

G – вантажопідйомність платформи. У середньому при-

ймаємо G = 4 т.

Розрахункова схема наведена на рис.7.3.

227

Через мале значення змінного вантажопотоку він буде пе-

ревезений протягом зміни, а число відкаточних посудин обме-

жується лише міцністю зчіпки. Для подальшого розрахунку

приймаємо, що весь вантажопотік переміщається за один рейс.

Число вагонів у відкочуванні

5,7

⋅

платформ,

де n − число рейсів у зміну, приймаємо n = 1.

До подальшого розрахунку приймаємо 8 платформ.

Перевірка величини поїзда за міцністю зчіпки

()

gGG

зч

maxmax0

max

sincos)( β+β⋅ω⋅+

≤

де

зч

– припустиме зусилля на зчіпці, S

зч

= 60000Н;

– маса платформи, G

= 0,66 т;

ω – коефіцієнт опору руху вагонеток, ω = 0,03 (див. таб-

лицю 7.2);

max

– максимальний кут нахилу виробки, β = 7°;

()

965,8

81,97sin7cos03,0)466,0(

max

≈=

⋅+⋅⋅+

≤

Умова виконується.

Погонна вага каната

)sincos(

)sincos)((

maxmax0

β+β−

кк

GGz

де m – запас міцності, для вантажного підйому, m = 6,5;

– наведена питома вага дроту в канаті, ρ

= 90000Н/м

;

σ – опір розриву дроту, σ = 1800⋅10

Н/м

;

– довжина каната, м

= L + + L

кх

кр

228

кх

– довжина канатного ходка, м; попередньо приймаємо

кх

= 30 м (див. табл. 7.3)

= 600 + 30 + 30 = 660 м.

– коефіцієнт опору руху каната, f

= 0,2;

35,19

)7sin7cos2,0(660

900005.6

101800

81,9)7sin7cos03,0)(4000660(8

+⋅−

⋅

⋅+⋅+

q Н/м.

Приймаємо канат ТЛК-06

×23,5 ДСТ 3078-69. Діаметр ка-

ната

d = 23,5 мм q

= 19,56 Н/м.

Мінімальний діаметр барабана

D ≥ 60d = 60⋅23,5 = 1410 мм.

Перевіримо умови спуску порожнього поїзда

min

≥ F

доп

де F

доп

– натяг каната в точці змотування з барабана,

Н;

2000=

доп

min

– натяг каната наприкінці ланцюжка канатного поїзда,

Н;

)cos(sin)cos(sin

0min

−

ккк

fLqgzGF

.H3781)7cos2,07(sin66056,19

81,9)7cos03,07(sin6608

min

=⋅−⋅⋅+

+⋅⋅−⋅=

Умова виконана.

Потужність двигуна для відкочування однокінцевим кана-

том бремсбергом розраховується для 3-х режимів.

1. Підйом порожнього поїзда:

Натяг каната

Н.),sincos()sincos(

кккп

fLqzGF

Н.11990)7cos2,07(sin66056,19

81,9)7cos03,07(sin6608

=⋅+⋅⋅+

+⋅⋅+⋅=

229

Потужність на валу двигуна

5,70

85,01000

511990

1000

⋅

срп

кВт,

де v

ср

– середня швидкість руху поїзда, v

ср

=5 м/с;

η – ККД редуктора, η = 0,85.

2. Спуск навантаженого поїзда:

Натяг каната

)cos(sin)cos)(sin(

−

кккг

fLqGGzF

, Н;

= 8· (4000+660)· (sin7°–0,03cos7°)·9,81+

+ 19,56

⋅ 660 (sin7°-0,2⋅cos7°) = 32690 Н.

Потужність на валу двигуна в генераторному режимі:

5,144

1000

85,02,532690

1000

⋅⋅

срг

кВт,

де v

сг

= (1,03... 1,05)v=1,04·5=5,2м/с.

3. Витягування нагору навантаженого поїзда на закруглен-

ні.

Натяг каната

)cos)(sin('

+β

GGzF

, Н;

5545981,9)7cos03,07)(sin6604000(8' =⋅++=

Н.

Потужність на валу двигуна

163

85,01000

5,255459

1000

⋅

′

крг

кВт.

де v

кр

– швидкість руху поїзда закругленням, v

кр

=0,5v,м/с;

5,255,0

⋅

кр

/с.

Із трьох значень потужності до подальшого розрахунку

приймають більшу, котру позначають

max

= 163 кВт.

Визначаємо необхідну ширину барабана:

230