Будішевський В.О. Проектування транспортних систем енергоємних виробництв

Подождите немного. Документ загружается.

[]

1000)1(

ε+

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+π

−

пn

nndD

дг

хкк

, м,

де n

– число шарів навивки, n

= 3;

– число витків тертя, n

= 3;

– додаткові витки, що враховують не заповнювану частину

в реборд, при тришаровій навивці n

= 2,5;

ε – зазор між суміжними витками, ε = 2,5 мм.

[]

2,1

1000

5,25,23

5,23

3)13(5,23160014,3

1000)30660(

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+

⋅−

м.

Визначаємо середньоквадратичну потужність:

()

τ+α=

oncpncpe

NNN

де

α – коефіцієнт, що враховує нагрівання двигуна при манев-

рах,

α = 1,1;

τ – відносна тривалість руху

76,0

90290

290

θ+

=τ

– тривалість руху при похилих заїздах

290

8,248,14608,126002

422

⋅

cдоп

сLcLL

с,

с – коефіцієнт, що враховує зниження швидкості руху на заїз-

дах, с = 1,5...2,0;

L – довжина відкочування (відстань між горизонтами), м;

доп

– довжина заїздів L

доп

= + , м. Приймаємо L

доп

=60 м;

кр

– довжина состава, L

= z

⋅

= 8⋅3,1 = 24,8 м;

– довжина платформи з розтягнутими зчіпками, l

= 3,1 м;

θ – сумарна тривалість пауз, θ = 90 с;

231

ср.п.

і F

ср.оп.

– середні статичні зусилля на барабані при спуску

і підйомі поїзда.

)cos(sin

β+β+βω+β=

кк

пср

gzGF

ср.п.

=8· 660· (sin7°+0,03· cos7°)·9,81+

66056,19

⋅

·(sin7°+0,2· cos7°) = 9923 Н,

)cos(sin

)cos)(sin(

β−β+βω−β+=

кк

опср

gGGzF

ср.оп

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

66056,19

⋅

· (sin7°– 0,2· cos7°)= 33185 Н.

85,01000

59923

1000

⋅

пcp

кВт,

147

1000

85,02,533185

1000

⋅⋅

пcp

опcp

кВт,

()

10776,014758

1,1

=⋅+=

кВт

Паспортна потужність двигуна

уст

≥ k

· N

= 1,2·107 = 128,4 кВт,

де k

– коефіцієнт запасу потужності, k

= 1,2.

За значеннями В, D і N

уст

приймаємо підйомну машину

Ц1,6×1,2 і двигун потужністю 160 кВт.

Коефіцієнт перевантаження двигуна

8.1...6,1

max

≤=λ

уст

6,18,0

160

4,128

≤==λ

232

7.2.3. Приклад розрахунку відкочування одним кінце-

вим канатом похилими заїздами на ухилі

Як приклад розрахунку розглянемо транспортування поро-

ди ухилом.

Вихідні дані

зм

–змінний вантажопотік, Q

зм

= 100 т/зміна;

L – довжина ухилу, L = 850 м;

β – середній кут нахилу виробки, β = 12°;

γ – насипна щільність породи, γ = 1,6 т/м

;

тип вагонетки − ВГ2,5-900;

– довжина вагонетки з розтягнутими зчіпками, l

= 3,1 м;

– маса вагонетки, G

= 1,13 т;

G – вантажопідйомність вагонетки (при коефіцієнті запов-

нення рівному 1), G = 4 т.

Розрахункова схема наведена на рис.7.3.

Число вагонів у відкочуванні

()

4,3

1,38,14

100

543600

590)608,1850(2

3600

⋅⋅−

⋅⋅

⋅+⋅+

−

зм

cpдоп

сl

vcLL

вагони,

де v

ср

– середня швидкість руху поїзда, v

ср

=5 м/с;

с – коефіцієнт, що враховує зниження швидкості руху на заїз-

дах, с = 1,8;

доп

– довжина заїздів L

доп

= + , м. Приймаємо

доп

=60м;

кр

θ – сумарна тривалість пауз, θ = 90 с.

До подальшого розрахунку приймаємо 4 вагонетки.

Перевірка величини поїзда за міцністю зчіпки

gGG

зч

)sincos)((

maxmax0

max

β+βω+

≤

де S

зч

– припустиме зусилля на зчіпці, S

сц

= 60000Н;

ω – коефіцієнт опору руху вагонеток, ω = 0,022 (див. таблицю

7.2);

233

max

– максимальний кут нахилу виробки, β = 12°;

519,5

81,9)12sin12cos022,0)(13,14(

max

≈=

⋅+⋅+

≤

Умова виконується.

Погонна вага каната

)sincos(

)sincos)((

maxmax0

β+β−

ρ⋅

⋅

кк

gGGz

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

кх

– довжина канатного ходка, м; попередньо приймаємо

кх

=40 м (див. табл. 7.3)

= 850 + 30 + 40 = 920 м;

– коефіцієнт опору руху каната, f

= 0,2;

1,17

)12sin12cos2,0(920

900005,6

101800

81,9)12sin12cos022,0)(40001130(4

+⋅−

⋅

⋅++

Н/м.

Приймаємо канат ТЛК-06×22 ДСТ 3078-69. Діаметр каната

d = 22 мм q

= 17,4 Н/м.

Мінімальний діаметр барабана

D≥60d = 60⋅22 = 1320 мм.

Перевіримо умови спуску порожнього поїзда

min

≥ F

доп

де F

доп

– натяг каната в точці змотування з барабана,

2000

доп

Н;

234

min

– натяг каната наприкінці ланцюжка канатного поїзда,

Н;

min

= zG

(sinβ – ωcosβ) g +q

L (sinβ – f

cosβ),

min

=4·1130·(sin12°–0,022·cos12°)⋅9,81+

+ 17,4⋅920⋅(sin12°-0,2⋅cos12°) = 8461 Н.

Умова виконана.

Потужність двигуна для відкочування одним кінцевим ка-

натом на ухилі визначається за найбільшою силою тяги лебідки

під час підйому навантаженого поїзда.

Натяг каната

)sincos()sincos)((

0max

ккк

fLqgGGzF

, Н.

max

= 4· (1130 +4000)·(sin12° + 0,022·cos12°)· 9,81+

+17,4⋅920⋅(sin12° + 0,2⋅cos12°)= 52645 Н.

Потужність на валу двигуна

310

85,01000

552645

1000

max

⋅

ср

кВт,

де η - ККД редуктора, η= 0,85.

До подальшого розрахунку приймаємо N

max

= 310 кВт.

Визначаємо необхідну ширину барабана.

З урахуванням N

max

= 310 кВт приймаємо D = 2 м.

[]

10001(

ε+

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+π

−

пn

nndD

дг

хкк

, м,

де n

– число шарів навивки, n

= 3;

– число витків тертя, n

= 3;

– додаткові витки, що враховують не заповнювану частину

в реборд, за умов тришарової навивки n

= 2,5;

ε – зазор між суміжними витками, ε = 2,5 мм.

235

[]

25,1

1000

5,222

5,23

3)13(22200014,3

1000)40920(

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+

⋅−

м.

Визначаємо середньоквадратичну потужність:

()

τ+α=

oncpncpe

NNN

де α – коефіцієнт, що враховує нагрівання двигуна під час мане-

врів, α = 1,1;

τ – відносна тривалість руху

82,0

90401

401

θ+

=τ

– тривалість руху при похилих заїздах

401

4,128,14608,128502

422

⋅

cдоп

сLcLL

с,

– довжина поїзда,

4,121,34

⋅

вc

zlL

м;

ср.п.

і F

ср.оп.

– середні статичні зусилля на барабані під час

спуску і підйомі поїзда.

()

)cos(sin

β+β+⋅βω+β+=

кк

пср

gGGzF

, Н;

ср.п.

=4 · (4000+1130)· (sin12°+0,022· cos12°)· 9,81+

9204,17

⋅

·(sin12°+ 0,2· cos12°) = 49415 Н.

)cos(sin

β−β+βω−β=

кк

опср

gzGF

, Н;

ср.оп

= 4· 1130· (sin12° – 0,022· cos12°)·9,81+

9204,17

⋅

· (sin12°– 0,2· cos12°)= 8367 Н.

236

291

85,01000

549415

1000

⋅

пcp

кВт,

1000

85,02,58367

1000

⋅⋅

пcp

опcp

кВт,

(

)

20782,037291

1,1

=⋅+=

кВт

Паспортна потужність двигуна

уст

≥ k

= 1,2·207 = 248 кВт.

де k

– коефіцієнт запасу потужності, k

= 1,2.

За значеннями В, D і N

уст

приймаємо підйомну машину

Ц2×1,5 і двигун потужністю 250 кВт.

Коефіцієнт перевантаження двигуна

8.1...6,1

max

≤=λ

уст

;

6,124,1

250

310

≤==λ

7.2.4. Приклад розрахунку відкочування одним кінцевим

канатом з горизонтальними заїздами на ухилі

Як приклад розрахунку розглянемо транспортування поро-

ди на ухилі.

Вихідні дані

зм

– змінний вантажопотік, Q

зм

= 170 т/зміна;

L – довжина ухилу, L = 900 м;

β – середній кут нахилу виробки, β = 10°;

γ – насипна щільність породи, γ = 1,6 т/м

;

тип вагонетки − ВГ2,5-900;

– довжина вагонетки з розтягнутими зчіпками, l

= 3,1 м;

– маса вагонетки, G

= 1,13 т;

G – вантажопідйомність вагонетки (для коефіцієнта запов-

нення рівного 1), G = 4 т.

237

Розрахункова схема наведена на рис.7.5.

Число вагонів у відкочуванні

95,3

543600

)5509002(140

3600

)2(

⋅⋅

⋅+⋅

vLQ

вагони,

де v

ср

– середня швидкість руху поїзда, v

ср

=5 м/с;

θ – сумарна тривалість пауз, θ = 50 с.

До подальшого розрахунку приймаємо 4 вагонетки.

Рисунок 7.5. Розрахункова схема канатного

відкоч

вання

Перевірка величини поїзда за міцністю зчіпки

()

gGG

зч

maxmax0

max

sincos)( β+β⋅ω⋅+

≤

де S

зч

– припустиме зусилля на зчіпці, S

зч

= 60000Н;

ω – коефіцієнт опору руху вагонеток, ω = 0,022 (див. таблицю

7.2);

max

– максимальний кут нахилу рейкового шляху, β

max

= 16°;

()

402,4

81,916sin16cos022,0)13,14(

max

≈=

⋅+⋅⋅+

≤

Умова виконується.

238

Погонна вага каната

)sincos(

)sincos)((

maxmax0

β+β−

ρ⋅

кк

gGGz

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 в похилій частині виробки. Приймаємо

= L = 900 м;

– коефіцієнт опору руху каната, f

= 0,2;

8,21

)10sin10cos2,0(900

900005.6

101800

81,9)16sin16cos022,0)(40001130(4

+⋅−

⋅

⋅+⋅+

q Н/м.

Приймаємо канат ТЛК-06×22 ДСТ 3078-69. Діаметр каната

d = 25 мм q

= 22,4 Н/м.

Мінімальний діаметр барабана

D ≥ 60⋅d = 60 ⋅ 25 = 1500 мм.

Перевіримо умови спуску порожнього поїзда

min

≥ F

доп

де F

доп

– натяг каната в точці змотування з барабана,

2000

доп

Н;

min

– натяг каната наприкінці ланцюжка канатного поїзда, Н;

min

= zG

(sinβ – ωcosβ)g +q

· (sinβ – f

·cosβ),

min

=4·1130(sin10° – 0,022·cos10°)⋅9,81+

+ 22,4⋅900(sin10°-0,2cos10°) = 6270 Н.

Умова виконана.

Потужність двигуна для відкочування одним кінцевим ка-

натом ухилом визначається за найбільшою силою тяги лебідки

під час підйому навантаженого поїзда.

Натяг каната

239

Н,),sincos()sincos)((

maxmax0max

ккк

fLqgGGzF

max

= 4· (4000+1130)· (sin16° + 0,022· cos16°)· 9,81 +

+22,4⋅900 (sin10° + 0,2 cos10°)= 67215 Н.

Потужність на валу двигуна:

395

85,01000

567215

1000

max

⋅

кВт,

де η- ККД редуктора, η= 0,85.

Визначаємо необхідну ширину барабана.

З урахуванням N

max

= 395 кВт приймаємо D = 2 м.

[]

1000)1(

ε+

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+π

−

пn

nndD

дт

резк

, м,

де

рез

– резервна довжина каната, L

рез

= 60 м;

– число шарів навивки, n

= 3;

– число витків тертя, n

= 3;

– додаткові витки, що враховують не заповнювану частину

в реборд, при тришаровій навивці n

= 2,5;

ε – зазор між суміжними витками, ε = 2,5 мм.

[]

5,1

1000

5,225

5,23

3)13(25200014,3

1000)60900(

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+

⋅+

м.

Визначаємо середньоквадратичну потужність:

()

τ+α=

oncpncpe

NNN

де α – коефіцієнт, що враховує нагрівання двигуна під час ма-

неврів, α = 1,1;

τ – відносна тривалість руху

88,0

50360

360

θ+

=τ

240