Будішевський В.О. Проектування транспортних систем енергоємних виробництв

Подождите немного. Документ загружается.

Погонна маса вантажу на стрічці конвеєра:

3,94

5,26,3

849

6,3

⋅

кг/м.

Погонна вага роликоопор:

навантаженої вітки

5,37

2,1

′

кг/м;

порожньої вітки

6,14

4,2

′′

кг/м;

де , – маса обертових частин роликоопор, при діаметрі

роликів 159 мм (див. додаток 2)

′

′′

′

= 45 кг, = 35 кг;

′′

′

, – відстань між роликоопорами на навантаженій і

порожній вітках, = 1,2 м, = 2,4 м.

′′

′

′′

Визначимо орієнтовно погонну вагу стрічки за встановле-

ною потужністю двигуна конвеєра:

максимально можливе тягове зусилля, що може розвити

привод конвеєра

141600

5,2

500

708708 =⋅==

Н,

де – установлена потужність двигуна, = 500 кВт.

максимально можливий натяг конвеєрної стрічки

165764

186,6

86,6

141600

max

−

⋅=

−

μα

Н,

де α – кут обхвату приводних барабанів, α = 440° або 7,7 рад;

μ – коефіцієнт зчеплення стрічки із приводним барабаном

(вогнестійка обкладка, барабан без футеровки, виробка

361

не примикає до очисного вибою) (див. додаток 2), μ =

0,25;

μα

е – тяговий фактор, = 6,86.

μα

За величиною S

max

вибираємо тип конвеєрної стрічки (див.

додаток 2)

11742

120

5,8165764

max

⋅

==σ⋅

i Н/см,

де i·σ – сумарне розривне зусилля всіх прокладок конвеєрної

стрічки, Н/см;

i – число прокладок;

σ – розривне зусилля однієї прокладки, Н/см;

В – ширина стрічки, В = 120 см;

m – запас міцності конвеєрної стрічки, m = 8,5.

Попередньо приймаємо конвеєрну стрічку ТК-200 із шіс-

тьома тканинними прокладками, для якої σ = 2000 Н/см, а

i · σ = 6 · 2000 = 12000 Н/см.

Погонна маса обраної нами стрічки становить q

=21,12

Н/см (див. додаток 2).

Опір руху навантаженої і порожньої віток стрічки:

(

)

(

)

[

]

[]

;6555881,9264

10sin)12,213,94(10cos035,0)5,3712,213,94(

sincos

gLqqqqqW

нлрлн

=⋅×

×++++=

=β++βω

′

++=

(

)

[

]

[]

;5831

81,924410sin12,2110cos035,0)6,1412,21(

sincos

gLqqqW

плрлпор

−=

=⋅⋅−+=

=β−βω

′′

де L

, L

– довжина навантаженої і порожньої галузі стрічкового

конвеєра L

= 264 м, L

= 244 м;

ω – коефіцієнт опору руху стрічки (див. додаток 2), ω=0,035.

Приблизно тягове зусилля на приводі конвеєра:

′

= (W

– W

пор

) k = (65558 – 5831) 1,3 = 77645 Н,

362

де k - коефіцієнт, що враховує місцеві опори руху стрічки, k=1,3.

Мінімально необхідний натяг стрічки в точці її збігання із

приводного барабана:

15900

186,6

776452,1

min

−

⋅

−

′

≥

μα

сб

Н,

де k

– коефіцієнт запасу сил зчеплення, k

= 1,2.

Мінімальний натяг стрічки на навантаженій вітці за умо-

вою припустимого її прогину:

min

S ≥ 5(q + q

) = 5 · 9,81 (94,3 + 21,12) · 1,2 = 6794 Н.

Загальне тягове зусилля на приводі установки.

Щоб уникнути проковзування конвеєрної стрічки на при-

водному барабані повинна виконуватись умова:

≥ .

min

сб

У нашому прикладі =15900 Н. Приймемо

=16000 Н.

min

сб

Через те, що довжина ділянки 1-2 мала в порівнянні з дов-

жиною конвеєра, уважаємо, що

= S

= 16000 H;

= S

+ W

2-3

= S

+0,05 S

= 1,05 S

= 1,05·16000 = 16800 Н;

= S

+ W

3-4

= S

+ W

пор

= 16800 – 5831 = 10969 Н;

= S

+ W

4-5

= S

+ 0,05 S

= 1,05 S

= 11517 H.

Точка 5 має мінімальний натяг стрічки на навантаженій ві-

тці тому що

= 11517 H, а

=6794 H, і умова відсутності

надмірного прогину стрічки на навантаженій вітці

≥ ви-

конується.

min

= S

5-6

= S

= 11517 + 65558 = 77075 Н;

= S

+ W

6-7

= S

+ 0,05S

= 1,05 S

= 80929 H.

363

Оскільки довжини ділянок 7-8 і 9-10 малі в порівнянні з

довжиною конвеєра, ними нехтуємо і уважаємо, що

= S

= 80929 H;

= S

;

= S

8-9

= S

+ 0,05S

= 1,05S

= 84976 H;

= S

= 84976 H.

Натяг стрічки в точці набігання на приводний барабан

нб

= S

= 84976 Н.

Загальне тягове зусилля привода

= S

нб

– S

сб

+ k

пр

нб

+ S

сб

) =

= 84976 - 16000 + 0,04 (84976 + 16000) = 73015 Н,

де

пр

– коефіцієнт опору руху стрічки на приводному барабані,

пр

= 0,04.

Уточнюємо тип конвеєрної стрічки.

Дійсний максимальний натяг конвеєрної стрічки за резуль-

татами розрахунку становить:

max

= S

= 84976 H.

Необхідне припустиме зусилля конвеєрної стрічки

≥ .

max

Згідно з таблицями (див. додаток 2) обираємо остаточно

тип і число тканинних прокладок

6019

120

5,884976

max

⋅

==σ⋅

Н/см,

Остаточно обираємо конвеєрну стрічку із чотирма тка-

нинними прокладками ТК-200, розривна міцність якої

112941

5,8

12020004

⋅

Н.

Необхідна сумарна потужність двигунів привода стрічко-

вого конвеєра:

364

258

85,01000

2,15,273015

1000

⋅

vkW

кВт,

де

– коефіцієнт запасу потужності, k

=1,2;

η – ККД привода, η = 0,85.

Установлена потужність двигунів конвеєра 1ЛУ120 стано-

вить

= 500 кВт. Оскільки N

> N

, то конвеєр буде нормально

працювати на довжині транспортування 264 м з експлуатацій-

ною продуктивністю

= 867 т/година. Діаграма натягу стрічки з

4 прокладками ТК-200 конвеєра 1ЛУ120 представлена на рис. 12.19.

min

вісь прогину

вісь пробуксовки – вісь відліку

вісь міцності

Рисунок 12.19. Діаграма натягу стрічки конвеєра

365

12.5. ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ ЗАСОБІВ

ДОПОМІЖНОГО ТРАНСПОРТУ

Транспорт допоміжних матеріалів пластом

здійснюється

за наступною схемою: клітьовий стовбур – виробки пристовбу-

рного двору, квершлаг на пласт

– вантажний ходок ухилу 1-

«біс» – проміжний штрек – вантажний ходок I сходини півден-

ного ухилу – проміжний штрек – вантажний ходок 2 сходини

південного ухилу – дільничні штреки.

Для транспортування горизонтальними виробками засто-

совується електровозне відкочування. Виходячи з того, що шах-

та зверхкатегорійна з газу, приймаємо акумуляторний електро-

воз АМ8Д. Електровозне відкочування є найпоширенішим і

продуктивним видом транспорту для допоміжних матеріалів.

Вона має наступні переваги: багатофункціональність, досить ви-

сока продуктивність, економічність, маневреність, можливість

роздільного і безперервного транспортування розгалуженою

трасою на необмежену відстань.

Для транспортування матеріалів похилими гірничими ви-

робками з урахуванням кута нахилу і вантажопотоку приймаєть-

ся відкочування одним кінцевим канатом. Заїзди для відкочу-

вання – похилі, у зв'язку з наявністю проміжних горизонтів. Ка-

натне відкочування має наступні переваги: можливість викорис-

тання при більших кутах нахилу, при хвилястому профілі колії,

простота пристрою, мала вартість, можливість перевезення, як

вантажу, так і людей, відсутність пунктів перевантаження. При

цьому використовуються однобарабанні підйомні машини

Ц1,6×1,2, Ц3×2,2 і Ц2×1,5 (див. рис. 12.25).

Оскільки виробками пласту

електровозне відкочування,

відкочування одним кінцевим канатом і нагрунтова канатна до-

рога транспортують тільки допоміжні матеріали і людей, то як

транспортну посудину для матеріалів застосовуємо вагонеточні

вантажні платформи ПВГ2,5, а для перевезення людей горизон-

тальними виробками – вагонетки ВГЛ-18, похилими − ВЛ30/15.

366

На дільничних виробках для транспортування допоміжних

матеріалів і людей застосовуємо канатну нагрунтову дорогу

ДКН - 1.

Транспортування людей пластом

здійснюється за наступ-

ною схемою: клітьовий стовбур – виробка пристовбурного двору,

квершлаг на пласт

– людський ходок ухилу 1-«біс» – проміж-

ний штрек – людський ходок 1 сходини південного ухилу – люд-

ський ходок 2 сходини південного ухилу – дільничні штреки.

При виборі засобів для перевезення людей варто врахову-

вати, що при відстані на горизонтальних виробках більше 1000

м або при перепаді висот більше 25 м на похилих виробках не-

обхідно забезпечити механізовану доставку. Виходячи із цього,

люди від клітьового ствола пересуваються пішки до ухилу 1-

«біс» і конвеєрними штреками №1, №2, а на інших виробках за-

стосовуємо механізовану доставку.

12.5.1. Розрахунок канатного відкочування

Розглянемо розрахунок відкочування одним кінцевим ка-

натом з похилими заїздами, установленим на ухилі 1-«біс», ви-

користовуваного для транспортування допоміжних матеріалів.

Вихідні дані,

зм

– змінний вантажопотік, Q

зм

=35,2 т/зм (див. табл. 12.1);

L – довжина ухилу, L = 550 м;

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

транспортна посудина − вагонеточні платформи ПВГ2,5;

G – вантажопідйомність платформи. У середньому при-

ймаємо

G = 3,6 т.

Розрахункова схема наведена на рис.7.3

Через мале значення змінного вантажопотоку він буде пе-

ревезений протягом зміни, а число відкаточних посудин обме-

жується лише міцністю зчеплення.

Перевірка величини поїзда за міцністю зчеплення

()

gGG

зч

maxmax0

max

sincos)( β+βω+

≤ ,

367

де

зч

– припустиме зусилля на зчепі, S

зч

= 60000Н;

– маса платформи, G

= 0,66 т;

ω – коефіцієнт опору руху вагонеток, ω = 0,022;

max

– максимальний кут нахилу виробки, β

max

= 10°;

()

735,7

81,910sin10cos022,0)6.366,0(

max

≈=

⋅++

≤

z .

Число рейсів у зміну

44,1

6,37

2,35

⋅

рейси.

До подальшого розрахунку приймаємо однакове число ва-

гонеток у кожному рейсі

z = 5.

Погонна вага каната

(

)

()

β+β−

sincos

sincos)(

maxmax0

кк

gGGz

q ,

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

– наведену питому вагу 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

=30 м (див. табл. 7.3)

= 550 + 30 + 30 = 610 м;

– коефіцієнт опору руху каната, f

= 0,2;

(

)

()

32,14

10sin10cos2,0610

900005,6

101800

81,910sin10cos022,0)3600660(5

+−

⋅

⋅++

Н/м.

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

d = 20 мм q

= 14,9 Н/м.

368

Мінімальний діаметр барабана

D ≥60d = 60 ⋅ 20 = 1200 мм.

Перевіримо умову спуска порожнього поїзда

min

≥ F

доп

де F

доп

– натяг каната в точці змотування з барабана,

доп

=2000Н.

min

– натяг каната наприкінці ланцюжка канатного поїзда,

Н;

min

= zG

(sinβ – ωcosβ)g +q

(sinβ – f

cosβ),

min

=8·660·(sin10°–0,022cos10°)⋅9,81+

+ 14,9⋅610(sin10°-0,2cos10°) = 7660 Н.

Умова виконана.

Потужність двигуна для відкочування одним кінцевим ка-

натом на ухилі визначається за найбільшою силою тяги лебідки

при підйомі навантаженого поїзда.

Натяг каната

)sincos()sincos)((

0max

ккк

fLqgGGzF ,Н;

max

= 5·(660 +3600)·(sin10° + 0,022· cos10°)· 9,81+

+14,9⋅610(sin10° + 0,2cos10°)= 44180 Н.

Потужність на валу двигуна

260

85,01000

544180

1000

max

⋅

кВт,

де η - ККД редуктора, η = 0,85.

До подальшого розрахунку приймаємо N

max

= 260 кВт.

Визначаємо необхідну ширину барабана.

Приймаємо D = 1,6 м.

()

1000)1(

ε+

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+π

+−

nndD

LLL

дm

зкхк

, м,

де L

– запас каната, L

= 80 м;

369

– 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.

()

08,1

1000

5,220

5,23

3)13(20160014,3

10008030610

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅−+

⋅+−

=B м.

Визначаємо середньоквадратичну потужність:

()

τ+α=

опсрпсрe

NNN ,

де α – коефіцієнт, що враховує нагрівання двигуна при манев-

рах, α = 1,1;

τ – відносна тривалість руху

76,0

90286

286

θ+

=τ

дв

;

– тривалість руху при похилих заїздах

286

5,158,14608,125502

422

⋅

cдоп

cLcLL

с.

– довжина поїзда, L

= z

⋅

= 5⋅3,1 = 15,5 м;

ср.п.

і F

ср.оп.

– середні статичні зусилля на барабані при

спуску і підйомі поїзда.

ср.п.

= z(G + G

)(sinβ + ωcosβ)g +

кк

(sinβ +f

cosβ), Н;

ср.п.

=5 · (3600+660)· (sin10°+0,022· cos10°)· 9,81+

6109,14

⋅

×(sin10°+ 0,2· cos10°) = 42496 Н.

ср.оп

= z G

(sinβ – ωcosβ)g +

кк

(sinβ – f

cosβ),

ср.оп

= 5· 660· (sin10° – 0,022· cos10°)·9,81+

370