Сиротин С.С. Шахтные подъемные установки

Подождите немного. Документ загружается.

Для выбора ящиков сопротивлений металлического ре-

остата необходимо знать величину сопротивлений отдельных

секций, токи которые протекают по этим секциям в период

пуска приводного двигателя и величины продолжительности

включений в процентах - ПВ %.

Первые две секции предварительных ступеней выклю-

чаются через 0,75 с, т.е. t

= 0,75 с и t

= 0,75 с ( собственное

время срабатывания реле и контактора).

Время нахождения последующих ступеней под током

определяют из следующих соображений. Для подъемных сис-

тем с постоянным радиусом органа навивки основное уравне-

ние движения в период пуска в общем виде представляют

Разделив переменные, получим

В правой части выражение (345) две переменные вели-

чины: движущее усилие F и скорость движения подъемных

сосудов V.

Используя спрямленный характер механических харак-

теристик, из подобия треугольников ABC и A`B`C` (рис. 39 )

определяют

где V

n+1

и V

- скорости движения подъемных сосудов

между двумя смежными переключениями, м/с; F - текущее зна-

чение величины движущего усилия, Н.

Упрощая (346 ), представляют

Дифференцируя уравнение (347), получим

где ∆V=V

n+1

-V

- приращение линейной скорости при ра-

боте на n-ной ступени, м/с.

Решая совместно (345) и (348), определяют время нахож-

дения n-ной секции под током

Учитывая, что ток ротора приводного двигателя про-

порционален величине движущего усилия, развиваемого на

радиусе органа навивки, и зная время включения отдельных

секций, строят зависимость I = f(t). Следовательно, I

=0,3I

;

=0,7I

; I

=λ

пуск

•I

и т.д. Из графика, представленного на

рис.41, находят средние значения токов для каждой секции и

составляют таблицу 1.

Продолжительность включения секций металлического

реостата определяют из выражения

F F m

ст i= +

∑

. .

(344)

Зависисмость I

рот

=f(t)в период пуска приводного двигателя

Рис. 41

№№

пп

Время выключения

секции t, с

Время нахождения

сеции под током - tc, с

Среднее значение тока

в секции - Iср, А

...

=0,75

0,75

...

=0,75

=1,5

...

ср1

ср2

...

срn

Табл. 1

ПВ

% ,= ⋅100

(350)

V V

F F

n n

вп нп

вп

−

1 .. ..

(346)

ст

−

∑

(345)

V m

F F

lп

F F

вп нп

вп ст

нп ст

−

∑

∆

.. ..

.. .

(349)

F F

вп нп

=−

−

∆

.. ..

(348)

( )

V V

F F

F Fn

n n

вп нп

вп= +

−

.. ..

(347)

139

138

где t

- время нахождения секции подтоком, с;

- время подъемного цикла, с.

ПВ % для секций предварительных ступеней принима-

ют 100% ( осмотр ствола, канатов и т.д.).

Так как расчетные ПВ% отличаются от табличных

(стандартных) ПВ%, то средние значения токов, соответству-

ющих расчетному ПВ%, необходимо пересчитать по формуле

Зная величину сопротивления секции, пересчитанное

среднее значение тока Ip и ПВ

ст

%, выбирают стандартные

ящики сопротивлений и устанавливают схему соединения эле-

ментов в отдельных ступенях пускового реостата.

Технические данные ящиков сопротивлений с чугунны-

ми и фехралевыми элементами приведены в приложениях /12/

и /9/ . В стандартных ящиках сопротивлений с чугунными эле-

ментами последние соединены между собой последовательно,

однако в случае необходимости элементы можно весьма легко

пересоединить с целью получения нужной величины сопротив-

ления.

По сравнению с чугунными фехралевые элементы име-

ют ряд преимуществ: не бьются, не боятся высокой темпера-

туры (допустимая температура нагрева 850°С). Однако при-

соединение элементов в ящике здесь затруднено. В практике

большее распространение получили ящики сопротивлений с

фехралевыми элементами. Расчет и выбор схемы соединения

ящиков сопротивлений пускового реостата на одну фазу, как

правило, сводят в таблицу 2.

Таблица 2

В практике эксплуатации шахтных подъемных устано-

вок при проведении ремонтных и монтажных работ по замене

роторных магнитных станций специализированными наладоч-

ными бригадами широко применяется упрощенная методика

расчета и выбора сопротивлений пускового реостата / 12 /.

Для расчета роторных сопротивлений по этой методи-

ке необходимо иметь следующие данные:

2н

- номинальное напряжение, B и I

2н

- номинальный

ток обмотки ротора приводного двигателя, А; число ступеней

роторных сопротивлений станции управления.

Время разгона приводного двигателя и длительность

подъемного цикла определяют расчетным путем,используя

выражения соответственно (140), (152), (155) и (146), (161).

Зная число ступеней, пускового реостата и пользуясь

информацией, представленной в таблице 3, определяют:

величину сопротивлений по секциям

где k

- соответствующий коэффициент для каждой сек-

ции (таблица 3);R

р.н.

- номинальное сопротивление ротора, ве-

личину которого вычисляют, используя выражение (338), Ом;

средние пусковые токи по секциям

где k

- соответствующий коэффициент для каждой сек-

ции (таблица 3);

относительную продолжительность включения каждой

секции

где k

- соответствующий коэффициент для каждой сек-

ции (табл. 3), τ - относительная продолжительность (%) рабо-

ты сопротивления секции, которая определяется из выражения

где t

- время разгона двигателя, с; T

- продолжительность

подъемного цикла, с.

Расчетные величины сопротивления, токов и ПВ% сек-

ции пускового реостата заносят в соответствующие графы

табл.2 и затем, установив фактическую величину сопротивле-

r kRp н

⋅1 ,

(353)

I I

k н2 р. .,

(354)

ПВ k% ,

τ= ⋅

Tц

100,

IIp с

ст

ПВ

= р

р%

(351)

141

140

№№

пп

Маркировка

секций

Споротивле-

ние секций,

ОМ

№

ящика

схема

соеди-

нения

элеме-

нтов

Ток секций

Ic, A

Прождолжи-

тельность

включения

ПВ%

рас-

чет-

ный

допу-

сти-

мый

рас-

чет-

ный

стан-

дарт

Сопротивление

секций,

Ом

расчет-

ное

приня-

тое

ния, допустимого тока, стандартного ПВ%, номер ящиков и

схему соединения элементов каждой секции пускового реоста-

та, завершают его расчет и выбор.

Сопротивления желательно выбирать из ящиков одно-

го номера, что по понятным причинам намного облегчает

проблемы, связанные с вопросами эксплуатации роторно-маг-

нитной станции. Следует заметить, что сопротивления с фех-

ралевыми элементами имеют те же габариты, то же количе-

ство, те же сопротивления, и являются практически взаимоза-

меняемыми.

16. Требования ПБ к тормозным устройствам

шахтных подъемных машин

В соответствии с требованиями Правил безопасности и

Правил технической эксплуатации каждая подъемная установ-

ка должна быть оборудована устройствами рабочего и пре-

дохранительного торможения с независимым друг от друга

включением привода. Рабочее торможение предназначено для

корректировки скорости движения подъемных сосудов в кон-

це подъемного цикла, а также стопорения подъемной маши-

ны в период пауз. Предохранительное торможение служит для

экстренной остановки подъемной системы в случае отклоне-

ния действительного режима работы от заданного. Включе-

ние предохранительного тормоза может осуществляться ав-

томатически при срабатывании любого аппарата защиты,

либо по желанию машиниста подъема. К тормозным устрой-

ствах шахтных подъемных машин установлен ряд требований,

выполнение которых должно быть обеспечено постоянно. В

соответствии с требованиями /15/ величина коэффициента ста-

тической надежности предохранительного тормоза должна

быть не менее значений, приведенных в табл.4

Табл.4

Коэффициент статической надежности K

ст

ПБ

определяет-

ся как отношение тормозного усилия F

к максимальному ста-

Угол наклона,

градус

до 15 20 25

30 и

более

ст

ПБ

1,8 2,0 2,6 3,0

143

142

Число

секций

Марки-

ровка

секций

Сопро-

тивление,

Ом

p.н

Средне-

пусковой

ток, А

I=k

p.н

Относительная

продолижи-

тельность

включения

ПВ%=k

0,6

0,25

0,13

0,06

0,8

2,0

100

0,9

0,8

0,9

1,75

0,3

0,2

0,9

0,04

0,4

1,3

1,9

2,0

100

0,9

0,7

0,8

0,9

1,5

0,6

0,24

0,12

0,06

0,03

0,4

1,0

1,5

1,9

100

0,9

0,5

0,7

0,85

0,9

1,5

0,6

0,3

0,15

0,08

0,04

0,02

0,4

0,9

1,8

100

0,4

0,7

0,8

0,85

0,9

1,4

0,5

0,3

0,2

0,12

0,007

0,04

0,02

0,4

0,9

1,7

100

0,4

0,7

0,8

0,85

0,9

0,95

Табл. 3

} }

}

} }

}

p. н

p.н

p. н

тическому усилию F

ст.max

на радиусе органа навивки,создавае-

мому разностью статических натяжений

При использовании рабочего тормоза, последний дол-

жен обеспечивать получение тормозного усилия такой же ве-

личины.

Для стволов, содержащих участки с переменным углом

наклона, величину максимального тормозного усилия выби-

рают из условия удовлетворения безопасной эксплуатации на

участке, где угол наклона максимальный.

Для двухбарабанных подъемных машин и машин с раз-

резным барабаном величина коэффициента статической надеж-

ности тормоза, при перестановке барабанов K

ст

ПБ

` как предох-

ранительного, так и рабочего тормоза должна быть не менее

1,2. Эта величина определяется как отношение тормозного уси-

лия F

`, создаваемого на одном тормозном ободе, к максималь-

ному статическому усилию F

т.max

, создаваемому массой порож-

него сосуда и каната на одном барабане (части барабана),

Для двухконцевых барабанных подъемных машин ве-

личина коэффициента статической надежности K

ст

ПБ

`` предох-

ранительного тормоза при обрыве одного из канатов должна

быть не менее 1,2. Эта величина определяется как отношение

тормозного усилия F

`` к максимальному cтатическому усилию

ст.max

создаваемому натяжением одного каната

Величина коэффициента статической надежности рабо-

чего тормоза K

раб

машин и лебедок с грузовым приводом тор-

моза должна быть не менее 1,5. Эту величину определяют как

отношение тормозного усилия рабочего тормоза F

т.раб

приве-

денного к радиусу органа навивки, к максимальному стати-

ческому усилию

где i - передаточное число редуктора, η

ред

-коэффициент

полезного действия редуктора.

Испытание тормозных устройств является завершаю-

щим этапом их наладки специализированной выездной бри-

гадой и производится с целью:

определения продолжительности холостого хода и вре-

мени срабатывания тормоза при предохранительном тормо-

жении и проверки соответствия их требованиям ПБ;

определения замедлений подъемной системы при предох-

ранительном торможении при подъеме и спуске расчетного

груза и проверки соответствия их требованиям ПБ.

Тормозные устройства испытываются методом осцил-

лографирования. На фотобумаге (пленке) записывается ско-

рость подъемной машины и фиксируется момент отключения

приводного двигателя от сети.

На рис,42 приведены осциллограммы скорости движе-

ния подъемных сосудов и тока статора приводного двигателя

для периода предохранительного торможения при подъеме и

спуске расчетного груза. В период холостого хода, т.е. за вре-

мя от момента отключения приводного двигателя от сети (точ-

ка А) до момента прикосновения колодок к тормозному обо-

ду (точка В), подъемные сосуды движутся с замедлением (при

подъеме груза) и ускорением (при спуске груза).

Расстояние между проекциями точек А и В на ось абс-

цисс в масштабе (скорость движения пленки или фотобумаги

не должна быть менее 10 мм/с) является фактической продол-

жительностью холостого хода тормозного привода - t

x.x.

В режиме предохранительного торможения при спуске

расчетного груза, пока тормозное усилие остается по величи-

не меньше статического, продолжается увеличение скорости.

В точке С приращение скорости прекращается и она начина-

ет убывать, это свидетельствует о том, что тормозное усилие

стало равным статическому.

В режиме предохранительного торможения при подъе-

ме расчетного груза в интервале между точками В и С ско-

рость движения подъемных сосудов уменьшается, т.к. в этот

период последние, перемещаясь под действием сил инерции

снизу вверх преодолевают статические сопротивления движе-

нию, и, кроме того, в этот же период величина тормозного

усилия меняется от нуля до величины, соответствующей уси-

лию первой ступени. Следовательно, расстояние между про-

екциями точек А и С ось абсцисс в масштабе представляет

собой время срабатывания предохранительного тормоза t

c.т

Величину среднего значения замедления подъемной ус-

тановки в период предохранительного торможения определя-

ют по осциллограмме:

ст

ПБ

.max

(354)

F i

ст

аб

ед

ст ед

абр

.max р

.max р .

,,= ≥

(357)

ст

ПБ

.max

= ≥12

(355)

ст

ПБ

.max

= ≥12

(356)

145

144

при подъеме

при спуске расчетного груза

Точка Д осциллограмм, представленных на рис.42, оп-

ределяет момент включения второй ступени предохранитель-

ного торможения, т.е. в интервале между точками С и E ско-

рость движения подъемных сосудов определяется величиной

тормозного усилия первой, С-Д и Д-Е-второй ступени предох-

ранительного торможения.

В соответствии с требованиями ПБ продолжительность

периода холостого хода предохранительного тормоза не дол-

жна превышать 0,5 с при пневматическом приводе тормоза и

0,6 с при гидравлическом; для вновь создаваемых конструк-

ций тормозных устройств продолжительность холостого хода

должна быть не более 0,3 с, для проходческих лебедок - 1,5 с.

Время срабатывания предохранительного тормоза (с

учетом времени холостого хода) должно быть не более 0,8 с.

Это - время с момента отключения приводного электродвига-

теля от сети до момента нарастания тормозного усилия до ве-

личины равной статическому (разности статических натяже-

ний канатов).

Среднее значение замедления подъемной системы в ре-

жиме предохранительного торможения при спуске расчетно-

го груза должно составлять не менее 0,75 м/с

, если угол на-

клона выработки до 30° и не менее 1,5 м/с

- при углах накло-

на 30° и более. В случае подъема расчетного груза среднее зна-

чение замедления при предохранительном торможении не дол-

жно превышать значений, приведенных в таблице 5 /15 /.

Табл.5

Величину замедлений для промежуточных углов накло-

на выработок, не указанных в табл. 5, определяют путем ли-

нейной интерполяции.

Для барабанных подъемных машин, в соответствии с

выражениями (354), (350) и (356), необходимую величину

тормозного усилия, регламентируемую требованиями норм ПБ

§ 321, определяют, исходя из следующих условий:

= ;

(358)

= .

(359)

Осцилограмма скорости и тока статора приводного двигателя при

предохранительном торможении:

а - при подъеме расчетного груза; б - при спуске расчетного груза;

max

- максимальная действительная скорость движения подъемных

сосудов, м/с; V

и V

- скорость движения подъемных сосудов в

период предохранительного торможения соответственно при

подъеме и спуске расчетного груза, м/с; V

и V

- скорость движе-

ния подъемных сосудов в момент наложения первой ступени предох-

ранительного торможения соответственно при подъеме и спуске

расчетного груза, м/с; V

ІІ

и V

ІІ

- скорость движения подъемных

сосудов в момент наложения второй ступени предохранительного

торможения соответственно при подъеме и спуске расчетного

груза, м/с; t

с.т.

- время срабатывания тормоза, с; V

x.х.

- время холос-

того хода тормозного привода, с; t

и t

- время замедления подъем-

ной системы соответственно при подъеме и спуске расчетного

груза, с; t

ІІ

и t

ІІ

- время замедления подъемной системы при дей-

ствии второй ступени предохранительного торможения, с; І -

закономерность изменения тока статора приводного двигателя, А; 2 -

закономерность изменения скорости движения подъемных сосудов, м/с.

Рис.42

Угол

наклона

градус.

5 10 15 20 25 30 40

50 и

более

Величина

замедле--

ния м/с

0,8 1,2 1,8 2,5 3,0 3,5 4,5 5,0

147

146

1) в соответствии с данными табл.4

2) для двухбарабанных машин и машин с разрезным

барабаном

3) для двухконцевых барабанных подъемных машин при

обрыве одного из канатов

4) из условия создания требуемого замедления в режиме

предохранительного торможения при спуске расчетного груза

где а

ПБ

- допустимое замедление подъемной системы в

режиме предохранительного торможения при спуске расчет-

ного груза, м/с

;

5) из условия создания требуемого замедления в режиме

предохранительного торможения при подъеме расчетного груза

где а

ПБ

- допустимое замедление подъемной системы в

режиме предохранительного торможения при подъеме расчет-

ного груза, м/с

В соответствии с рекомендациями, изложенными в /12/,

при выборе величины тормозного усилия возможны следую-

щие варианты:

тормозное усилие из условий 1-3 удовлетворяет услови-

ям 4 и 5. Этот вариант присущ двухконцевому вертикальному

подъему, оборудованному цилиндрическими барабанами. Уси-

лие, развиваемое предохранительным и рабочим тормозом,

может быть отстроено от минимальной величины, удовлетво-

ряющей условиям 1-3, до максимальной величины, удовлетво-

ряющей условию 5;

тормозное усилие из условий 1-3 удовлетворяет условию

5, но не удовлетворяет условию 4, причем по условию 5 вели-

чина усилия больше, чем по условию 4. Этот вариант присущ

двухконцевому подъему, когда по фактической разности ста-

тических натяжений канатов машина недогружена. Усилие,

создаваемое предохранительным и рабочим тормозом,может

быть отстроено от минимальной величины, удовлетворяющей

условию 4, до максимальной величины, удовлетворяющей ус-

ловию 5;

тормозное усилие по условию 5 меньше усилия из усло-

вий 1-3 и больше усилия, полученного для условия 4. Это при-

суще одноконцевым вертикальным и наклонным одно- и двух-

концевым подъемам при углах наклона 15° - 18° и более. Здесь

тормозная система должна быть настроена на создание двух-

ступенчатого предохранительного торможения. Тормозное

усилие первой ступени F

Іст.

принимают такой величины, кото-

рая обеспечивает выполнение условий 4-5, а второй ступени -

выполнение условий 1-3. Задержка наложения второй ступе-

ни торможения должна быть достаточной для остановки ма-

шины, двигающейся с максимальной скоростью при подъеме

груза, при ее торможении первой ступенью. Ориентировочно

время задержки может быть определено - из выражения /12/

где а

- ожидаемое: (желаемое) замедление в режиме предох-

ранительного торможения при подъеме расчетного груза, м/с

;

тормозное усилие из условия 5 меньше усилия из усло-

вия 4. Этот вариант типичен для одно- и двухконцевых подъе-

мов, содержащих стволы со значительной разницей в углах

наклона.

Для таких установок невозможно одновременное выпол-

нение требований § 306 и § 321 ПБ. Несомненно, изучение воп-

росов, связанных с качественным улучшением условий эксп-

луатация таких наклонных подъемников, представляет зна-

чительный как теоретический, так и практический интерес.

17. Расчет и выбор параметров тормозных устройств

и систем

Основное динамическое уравнение движения подъемных

систем в период предохранительного торможения для малых

и средних подъемных машин, работающих в стволах, содер-

жащих участки со значительной разницей в углах наклона,

может быть представлено в виде /16/

режим подъема расчетного груза:

для одноконцевого

F F ст` , ` ;.maxт

≥

(361)

F F ст`` , `` ;.maxт

≥

(363)

F F а m

СП СП

ст с

ПБ

iт ≥ +

∑

.max ,

(364)

t t

хх

= +. .

max

(365)

F K FТ

ПБ

ст

ст≥ .max;

(360)

( ) ()

m m

Fix iy т н+ =− − −

























−.max exp ,1

(366)

F а m F

П ПБ П

≤ −

∑

т .max

(364)

149

148

для двухконцевого наклонного подъема

режим спуска расчетного груза: для одноконцевого

для двухконцевого наклонного подъема

где m

, m

и m

- приведенные к радиусу органа навивки

подъемной системы массы соответственно подъемной маши-

ны, груженой и порожней ветвей каната, кг; - линейное

ускорение подъемной системы, м/с

; F

т.max

- действительное мак-

симальное тормозное усилие, Н; t - текущее значение времени,

с; T

- постоянная времени тормозного привода, с; F

(α) и F

сб

(β)-

статические усилия соответственно в набегающей и сбегаю-

щей ветвях каната, Н; α и β - углы наклона ствола, град.

Известно, что при работе наклонных подъемных уста-

новок в период предохранительного торможения может иметь

место явление исчезновения тягового усилия в груженой вет-

ви каната при подъеме расчетного груза. Ослабление каната

в период предохранительного торможения может сопровож-

даться его обрывом, что представляет особую опасность при

эксплуатации людских и грузолюдоких подъемов.

С целью объяснения физической сути явления исчезно-

вения тягового усилия в груженой ветви каната при подъеме

расчетного груза и установления взаимосвязей между кине-

матическими и динамическими параметрами, характеризую-

щими работу наклонной подъемной установки в период пре-

дохранительного торможения, рассмотрим общий случай ра-

боты двухконцевой подъемной установки (рис.32) , имеющей

ствол со значительной разницей в углах наклона, учитывая,

что срабатывание предохранительного тормоза может про-

изойти в любой момент и в любой точке ствола.

Предположим, что в процессе предохранительного тор-

можения в точке А (рис.43) имеет место явление исчезнове-

ния тягового усилия в груженой ветви каната при ее движе-

max

, V

и V

- скорости движения подъемной установки соот-

ветственно действительная максимальная в момент соприкоснове-

ния колодок с тормозным ободом (точка В диаграммы), по истече-

нию времени срабатывания тормоза (точка С диаграммы) и в

момент исчезновения тягового усилия в груженой ветви каната,

если последнее имеет место при предохранительном торможении,

м/с; t

- время, через которое возможно возникает явление исчезно-

вения тягового усилия, с; T - время замедления подъемной установки

при отсутствии явления ослабления каната, с; T

и T

- время

замедления соответственно подъемной машины и порожней ветви и

груженой ветви, с; t

x.x.

и t

с.т.

- соответственно время холостого хода

и время срабатывания предохранительного тормоза, с; F

и F

т.max

соответственно текущее и максимальное значения усилия,создавае-

мого тормозным приводом при одноступенчатом предохранитель-

ном торможении подъемной установки, Н.

Рис. 43

( )

()

m m m

F F

ix iy iz

т н сб

+ + =

=− − −

























− +.max .exp ;1

α β

(367)

( ) ()

m m

Fix iy т сб+ =− − −

























+.max .exp ,1

(368)

( )

()

m m m

F F

ix iy iz

т сб н

+ + =

=− − −

























+ −.max .exp ,1

α β (369)

151

150

нии вверх. До точки А орган навивки, груженая и порожняя

ветви замедляются с одинаковой скоростью. В момент исчез-

новения тягового усилия в груженой ветви каната, скорости,

а значит, и ускорения отдельных элементов подъемной уста-

новки начинают изменяться по разным закономерностям.

Теоретический и практический интерес представляет

вывод аналитической зависимости между временем, через ко-

торое возникает явление исчезновения тягового усилия в гру-

женой ветви каната, если оно имеет место в режиме предохра-

нительного торможения, и расчетными параметрами, харак-

теризующими работу действующей подъемной установки. Для

вывода формулы воспользуемся расчетными схемами, пред-

ставленными на рис. 44

В момент исчезновения тягового усилия в груженой вет-

ви каната сила N равна нулю.

Обозначив m

через m

, m

через m

и зная, что теку-

щее значение тормозного усилия F

изменяется по закономер-

ности ,запишем уравнение равновесия сил,

используя схемы рис. 44

При отсутствии явления исчезновения тягового усилия

в груженой ветви каната величины замедлений подъемной

машины порожней и груженой ветви одинаковы. Решая со-

вместно уравнения (370) и (371) получим

откуда

Вычитая (371) из (370) и решая уравнения относитель-

но N, имеем

Решая совместно (374) и (373), получим

или

Исчезновение тягового усилия имеет место, когда N=0.

Очевидно, что m

≠0 , следовательно,

Учитывая, что m

и и

подставляя в (377) их значения,получим

Расчетные схемы к выводу формулы для определния времени, через

которое возможно возникает явление исчезновения тягового усилия

в груженой ветви каната:

N - сила натяжения каната груженой ветви, Н;

ω - угловая скорость вращения органа навивки, рад/с.

Рис. 44

( )

()

m m

F F Fсб н1 2+ = − −β α т,

(372)

()

() ( )

N F F F m m

сб н= − − − −













2 1β α т .

(374)

(

)

(

)

(

)

()

F F F m m

F F F

m m

сб н

− − − − ×

− −













2 1

1 2

β α

(375)

FmF mF m

сб н

−

т 1 1 2

1 2

( ) ( )

(376)

Fm F m F mсб нт 1 1 2 0

−

() () .

(377)

()

F F Nсб2 = − −β т ,

(370)

()

F Nн1 =− +α .

(371)

(

)

(

)

F F F

m m

сб н

− −

β α т

1 2

(373)

153

152

Из уравнения (378) находят время, через которое возни-

кает явление исчезновения тягового усилия в груженой ветви

каната в период предохранительного торможения при подъе-

ме расчетного груза:

для двухконцевой

для одноконцевой подъемной системы

Таким образом, время, через которое возникает явление

исчезновения тягового усилия, зависит от величины постоян-

ной времени тормозного привода, максимального тормозно-

го усилия, выбранного, в соответствии с (354), для участка ство-

ла с максимальным углом наклона, статических усилий в на-

бегающей и обегающей ветви канатов, приведенных к радиу-

су органа навивки подъемной системы масс ее поступательно

движущихся и вращающихся частей.

Очевидно,при выполнении условия t

≥T исключается

явление возможного исчезновения тягового усилия в груже-

ной ветви каната при предохранительном торможении, где T-

время замедления подъемной установки при отсутствии явле-

ния ослабления груженой ветви каната,с (рис.43) , т.е. исклю-

чить явление исчезновения тягового усилия в период предох-

ранительного торможения действующей наклонной подъем-

ной установки можно за счет искусственного изменения ин-

тенсивности нарастания тормозного усилия, величины мак-

симального тормозного усилия или массы дополнительных

вращающихся частей подъемной установки, подключаемой в

кинематическую схему с помощью электромагнитных регули-

руемых муфт / 17, 18, 19 /.

Время замедления подъемной установки при отсутствии

явления исчезновения тягового усилия в груженой ветви ка-

ната определяют, решая уравнения (366) и (367) относитель-

но V

(скорость подъемной установки в момент соприкоснове-

ния колодок с тормозным ободом)

где T - время замедления подъемной системы при отсут-

ствии явления исчезновения тягового усилия в груженой вет-

ви каната, с.

Учитывая, что для действующих наклонных подъемных

установок время замедления подъемной системы T в три, че-

тыре раза превышает постоянную времени тормозного при-

вода, находят из (381) T :

для двухконцевой

для одноконцевой подъемной системы

В случае исчезновения тягового усилия в груженой вет-

ви каната (точка А на диаграмме, представленной на рис.43)

подъемная машина и порожняя ветвь замедляются по одной,

а груженая ветвь-совсем по другой закономерностям. Зависи-

мость V=f(t) в период предохранительного торможения дей-

ствующей наклонной подъемной установки как в режиме

подъема, так и спуска расчетного груза получают методом ос-

циллографирования, что позволяет, с высокой степенью точ-

ности определить величину параметров, характеризующих ра-

боту наклонных подъемов в период предохранительного тор-

можения.

При проектировании шахтных подъемных установок, с

целью предварительной оценки возможностей их тормозных

устройств и соответствия последних требованиям ПБ и ПТЭ,

возникает потребность в использовании теоретических мето-

()

( )

()

m F

m m F m

т iy н

ix iz сб iy

.max

exp1

− −

























− ×

× ++ + =

(378)

()

t Tlп

F F

m m

F m

т н

ix iz

сб iy

−













−

.max

.max .

α β

(379)

()

t Tlп

F F

т н

−

.max

(380)

(

)

F F F

m m m

т н сб

ix iy iz

+ −

+ +

−

+ +

− −

























.max

( )

exp ,

α β

(381)

(

)

()

F T m m mV

F F F

т ix iy iz

т н сб

+ + +

+ −

.max

.max ( )

0 1

α β

(382)

(

)

()

F T m mV

F F

т ix iy

т н

+ +

.max

0 1

(382)

155

154

дов, позволяющих описать характер изменения скорости в

период предохранительного торможения как при подъеме

(рис.43) , так и спуске (рис.45) расчетного груза. Кроме того,

полезность теоретических методов несомненна при определе-

нии параметров, характеризующих работу подземных подъем-

ных установок, где применение осциллографа запрещено тре-

бованиями Правил безопасности. Как видно из диаграмм,

представленных на рис.43 и 44, скорость движения подъем-

ной установки и отдельных ее элементов от момента отклю- -

чения приводного двигателя от сети до полной остановки из-

меняется по разным закономерностям как в режиме подъема

так и спуска расчетного груза.

После преобразования выражений (366) и (367), (368)

и (369) получены их решения относительно V :

В период холостого хода при подъеме расчетного груза

(рис.43):

для двухконцевой

для одноконцевой подъемной установки

в период холостого хода при спуске расчетного груза

(рис. 45):

для двухконцевой

для одноконцевой подъемной установки

где t - текущее значение времени в период холостого хода,с;

в период от момента прикосновения тормозных колодок

к ободу до полной остановки подъемной системы или до мо-

мента исчезновения тягового усилия в груженой ветви каната,

если имеет место набегание сосуда на канат в режиме предох-

ранительного торможения при подъеме расчетного груза:

для двухковцевой

для одноконцевой подъемной установки

Диаграмма изменения скорости и тормозного усилия наклонной

подъемной установки во времени при предохранительном торможе-

нии в режиме спуска расчетного груза

max

- максимальная действительная скорость, м/с;

x.x.

и t

с.т.

соответственно время холостого хода и время срабатыва-

ния тормоза, с; V

и V

- скорость движения подъемной установки

соответственно в конце периода холостого хода и по истечению

времени срабатывания предохранительного тормоза, м/с;

и F

тmax

- соответственно текущее и максимальное значение

усилия, создаваемого тормозным приводом при одноступенчатом

предохранительном торможении подъемной установки, Н;

- время замедления подъемной системы от момента прикоснове-

ния колодок к тормозному ободу до полной остановки, с.

Рис.45

(

)

V V

F Fсб

m m m

ix iy iz

= −

−

+ +

max

()

α β

(383)

(

)

V V

m m

ix iy

= −

max ;

(384)

(

)

V V

F F

m m m

сб н

ix iy iz

= +

−

+ +

max

()

β α

(385)

V V

m m

сб

ix iy

= +

max

()

(386)

[ ]

V V

m m

F F tF T

П П

ix iy

2 1

= −

× + − −

−





































т тmax max( ) exp ,α

(388)

[ ]

V V

m m m

F F F tF T

П П

ix iy iz

н сб

2 1

= −

+ +

× + − − −

−





































т тmax max( ) ( ) exp ,α β

(387)

157

156