Дипломный прект - Исследование динамических процессов многоканатной скиповой подъёмной установки, работающей в условиях рудника Верхнекамского калийного месторождения

Подождите немного. Документ загружается.

3.ПРОЕКТИРОВАНИЕ СКИПОВОЙ МНОГОКАНАТНОЙ

ПОДЪЁМНОЙ УСТАНОВКИ

3.1 Исходные данные.

Исходными данными для проектирования шахтных подъёмов являются годовая

производительность шахты и глубина шахты. Выше было отмечено, что в качестве прототи- па

проектируемой установки выбрана грузолюдская клетевая многоканатная подъемная уста- новка,

смонтированная на третьем стволе БПКРУ-4. Зададимся значениями исходных дан- ных, характерными для

этого ствола.

c 1.5:=

-коэффициент резерва;

t 15:=

ч-продолжительность работы подъема в сутки ;

b 300:=

- число рабочих дней в году . Отсюда

360:=

м.

3000000:=

т.

360:=

м.

3000000:=

т.

3.2 Выбор оптимальной грузоподъёмности сосуда.

На этом этапе проектирования необходимо просчитать два варианта: двухсосудный подъём и

подъём с противовесом. Это обусловлено необходимостью сравнения этих вариантов по

условию проскальзывания канатов по футеровке канатоведущего шкива.

3.2.1.Часовая производительность

час

c А

⋅

b t⋅

(1,стр.64) ,

здесь

c 1.5:=

-коэффициент резерва;

c 1.5:=

t 15:=

ч-продолжительность работы подъема в сутки ;

b 300:=

- число рабочих дней в году . Отсюда

час

c А

⋅

b t⋅

c 1.5=

час

1 10

×=

т/час .

3.2.2. Оптимальная грузоподъёмность скипа

а) двухсосудный подъём

б) подъём с противовесом

1.3 A

час

⋅ H

⋅:=

(1,стр.66) ;

2.9 H

⋅ 20+

3.600

час

⋅:=

2.467 10

×=

кг.

2.084 10

×=

Принимаем

24200:=

кг.

Принимаем

33000:=

( При выборе меньшей грузоподъёмности

получается чрезмерно высокая скорость

движения сосудов.Больше максимальных

скоростей известных подъёмных машин.)

3.2.3. Оптимальное число подъемов в час

а) двухсосудный подъём

б) подъём с противовесом

час

3−

⋅

;

n 30.303=

час

3−

⋅

(1,стр.66);

n' 41.322=

3.2.4. Время цикла

а) двухсосудный подъём

б) подъём с противовесом

3600

(1,стр.67);

87.12=

с.

3600

;

118.8=

с.

3.2.5. Время движения сосудов

а) двухсосудный подъём

б) подъём с противовесом

дв

Θ−

(1,стр.67) ,

дв

Θ−

87.12=

здесь

Θ 21:=

сек-время пауз. Тогда

Θ 21=

дв

Θ−:=

дв

66.12=

с.

дв

Θ−:=

дв

38.4=

с.

3.3. Определение скорости подъёма.

3.3.1 Средняя скорость

ср

дв

(1,стр.69) ,

здесь

399:=

м-высота подъема.

загр

разгр

+ H

Тогда,

а) двухсосудный подъём

б) подъём с противовесом

ср

дв

;

ср

дв

;

ср

6.034=

м/с.

ср

10.391=

м/с.

3.3.2. Максимальная расчетная скорость подъема

а) двухсосудный подъём

б) подъём с противовесом

1.2 v'

ср

⋅:=

(1,стр.71) ;

1.2 v

ср

⋅:=

;

7.241=

м/с.

12.469=

м/с.

3.4. Выбор подъёмных сосудов

а) двухсосудный подъём. По рассчитанному значению Q'p по (4,стр.44) выбираем скип с

неподвижным кузовом для многоканатного подъёма СНМ25-235-1,1. Его основные характеристики

грузоподъемность-24200 кг, полезная вместимость-21 м^3, собственная масса 24400 кг.

24400:=

б) подъем с противовесом. По рассчитанному значению Qp выбираем (4,стр.44) скип аналогичного

предназначения СНМ35-235-1,1. Его основные характеристики: грузоподъёмность 33000 кг, полезная

вместимость-30м^3, собственная масса-27400 кг.

27400:=

3.5. Расчёт и выбор канатов

3.5.1. Головные канаты

При высоте подъёма до 600 м выбор канатов производится по линей-

ной плотности, рассчитанной для верхнего сечения.

ρ'

вр

ст

⋅ H−

(1,стр.83),

здесь

вр

16000:=

кг/см^2- предел прочности проволок каната;

λ 1.1:=

- коэффициент свивки;

ст

7:=

- статический запас прочности согласно ПБ для грузовых многоканатных ПУ при высоте подъёма до 600 м;

H H

+ h

- полная длина отвеса каната. Здесь

48.3:=

м- расстояние от приёмной площадки до оси канато-

ведущего шкива( высота копра );

16.5:=

м- высота петли уравновешивающего каната. Тогда

H H

+ h

+:=

;

H 463.8=

м. Отсюда

а) двухсосудный подъём

б) подъём с противовесом

вр

ст

⋅ H−

;

ρ'

вр

ст

⋅ H−

;

ρ' 23.702=

кг/м.

ρ 29.456=

кг/м.

При выбранном количестве подъёмных канатов

4:=

линейная

ïлотность одного каната будет равна

а) двухсосудный подъём

б) подъём с противовесом

ρ'

;

ρ'

5.925=

кг/м.

7.364=

кг/м.

Для двухсосудного подъёма по ГОСТ 7668-80 принимаем канат двойной свивки

ЛК-РО со следующими техническими характеристиками :

d' 43:=

мм;

ρ'

7.12:=

кг/м;

сум

112000:=

кг.

Для подъёма с противовесом по ГОСТ 7668-80 принимаем аналогичный канат ЛК-РО со

следующими характеристиками :

d 46.5:=

мм;

8.4:=

кг/м;

сум

133000:=

кг.

Проверяем выбранные канаты по фактическому запасу прочности, который должен

удовлетворять условию:

ст.фак.

ст

≤

В случае двухсосудного подъёма

ст.фак

сум

⋅

+ ρ'

H⋅ n

⋅+

(1,стр.84) ;

ст.фак

7.248=

Условие выполняется.

В случае подъёма с противовесом

ст.фак

сум

⋅

+ ρ

H⋅ n

⋅+

;

ст.фак

7.002=

Условие выполняется.

3.5.2. Уравновешивающие канаты

Линейная плотность уравновешивающего каната должна удовлетворять условию

⋅

(4,стр.67) ;

здесь

-число уравновешивающих канатов . Принимаем рекомендова-

нное значение

2:=

, тогда для двухсосудного подъёма

ρ'

⋅:=

;

ρ'

14.24=

кг/м.

Принимаем плоский резинотросовый канат (лента) ЛРТКУ-7 с плотностью

ρ'

14.4:=

кг/м.

Для подъёма с противовесом

⋅:=

;

16.8=

кг/м.

Принимаем плоский резинотросовый канат (лента) ЛРТКУ-8 с плотностью

16.5:=

кг/м.

3.6 Статическая проверка надёжности сцепления канатов с футеровкой канатоведущего шкива

Для того, чтобы при существующей разности натяжений гружёной и порожней ветви не

было скольжения, должно соблюдаться условие

ст

S e

f α⋅

1−

( )

⋅

max

S−

1.75≥

(1,стр.62) , здесь

max

- соответственно натяжения гружёной и порожней ветви ;

e- основание натурального логарифма;

f- коэффициент трения каната о футеровку канатоведущего шкива. На эксплуатируемой на

БПКРУ-4 многоканатной ПУ в качестве футеровки используется полипластикат ПП-45. Для него

f 0.25:=

Это значение и примем к расчёту.

a- угол обхвата канатом органа навивки в радианах. Для той же ПУ

α 3.3409:=

рад.

Тогда для двухсосудного подъёма можно записать

µ'

ст

ρ'

H⋅+

( )

0.25 3.3409⋅

1−

( )

⋅

;

µ'

ст

1.676=

Условие не выполняется.

В случае подъёма с противовесом

ст

H⋅+













2⋅ e

0.25 3.3409⋅

1−

( )

⋅

;

ст

4.078=

Условие выполняется.

Таким образом далее будем вести проектирование подъёма с противовесом.

3.7 Выбор подъёмной машины

Диаметр барабана трения многоканатной ПУ с отклоняющим шкивом должен удовлетворять

неравенству

D 100 d⋅≥

(1,стр.117));

D 4.65:=

м.

Принимаем

D 5:=

м и выбираем машину МК5*4 со следующими техническими

данными :

ширина барабана

B 1:=

м ;

статическое натяжение канатов

ст.м

1450:=

кН ;

разность статических натяжений

∆F

ст.м

350:=

кН .

Проверим выбранную машину по рассчитанным значениям

ст.р

∆F

ст.р

исходя из условий (4,стр.70)

ст.р

ст.м

;

∆F

ст.р

ст.м

, где

ст.р

+ n

⋅ H⋅+

( )

9.81⋅ 10

3−

⋅:=

;

ст.р

745.4=

кН. Условие выполняется .

∆F

ст.р

9.81

⋅ 10

3−

⋅:=

;

∆F

ст.р

161.865=

кН. Условие выполняется .

3.8 Предварительный выбор двигателя

Определяем требуемую частоту вращения приводного двигателя

60 v

⋅

π D⋅

(1,стр.71) ;

n 47.627=

об/мин.

Из ряда номинальных частот вращения выбираем

n 50:=

об/мин .

Уточняем значение расчетной максимальной скорости

π D⋅ n⋅

;

13.09=

м/с.

Определяем требуемую мощность двигателя

тр

0.65 1.25⋅ Q

⋅ v

⋅ 9.81⋅

1000

(4,стр.87) ;

тр

3.443 10

×=

кВт.

По рассчитанному значению мощности в качестве приводного выбираем (4,стр.93)

тихоходный двигатель постоянного тока П2-800-256-8К со следующими техническими характеристиками :

N 5000:=

кВт ;

n 50:=

об/мин ;

U 930:=

В ;

M 975:=

кН*м ;

5780:=

А ;

рот

2630:=

кН*м^2 .

3.9 Определение приведённой массы подъёмной установки

Приведенная масса ПУ складывается из масс, движущихся поступательно и вращающихся

масс

m m

пост

вр

(7,стр.7), или

m Q

1.5⋅ 2 Q

⋅+ n

⋅ H⋅+ n

⋅ H⋅+ m

маш

+ m

шк

+ m

рот

здесь

маш

шк

, m

рот

- соответственно приведённые к оси вращения

ìассы канатоведущего шкива, отклоняющего шкива, ротора электродви-

гателя. Они определяются через маховые моменты GD.

Для подъемной машины МК5*4 (4,стр.75)

маш

5150:=

êÍ*ì^2 ;

шк

490:=

кН*м^2 , тогда при

шк

3:=

маш

⋅:=

;

маш

2.06 10

×=

кг;

шк

⋅:=

;

шк

5.444 10

×=

кг;

рот

⋅:=

;

рот

1.052 10

×=

кг.

Отсюда приведенная масса подъемной установки

m Q

1.5⋅ 2 Q

⋅+ n

⋅ H⋅+ n

⋅ H⋅+ m

маш

+ m

шк

+ m

рот

+:=

;

m 1.718 10

×=

кг.

3.10 Статика подъёма

Статическое сопротивление движению подъёмной установки определяется как разность

статических натяжений навивающейся и свивающейся ветвей каната

ст

нав.

свив.

−

(1ч.2,стр.8)