Диплом - Расчет и выбор ШПМ шахты Вентиляционная Тишинского рудника Тишинского месторождения г.Риддер

Подождите немного. Документ загружается.

Проверяем, подходит ли канат по запасу прочности по формуле:

 

pHкQQq





кг; где

– суммарное разрывное усилие всех проволок в канате, Н;

так как глубина ствола более 600м, то значением рНк пренебрегаем.

Подставив значения, проверяем, подходит ли канат:

 

26,4

676165008,9

553500





m

кг.

Так как подъем четырехканатый, а мы рассчитали запас прочности одного

каната, то

04,17426,4 m

кг,

что больше требуемого.

Окончательно выбираем канат ГОСТ 3085-69 ЛК-3 6х30, диаметром

27,5мм.

2.2 Выбор и обоснование подъемной машины

На подъемной установке шахты "Вентиляционная" применена машина без

отклоняющих шкивов, так как диаметр ведущего шкива равен расстоянию между

осями подъемного сосуда и противовеса в стволе.

Диаметр многоканатного ведущего шкива определяем по формуле:

dkД

шт

79

м; где

dk- диаметр каната, мм.

Подставив значение диаметра каната получаем:

5,2779 

шт

5,2172

шт

мм.

Принимаем многоканатную подъемную машину ЦШ – 2,25х4 (где ЦШ-

цилиндрический шкив; 2,25-диаметр ведущего шкива; 4-число рабочих канатов).

Техническая характеристика многоканатной

подъемной установки ЦШ-2,25х4

Максимальное статическое натяжение ветви каната, кН 340

Максимальная разность статических натяжении канатов, кН 120

Максимальный диаметр каната, мм 28

Максимальная скорость подъема, м/с 12

Расстояние между канатами на канатоведущем шкиве, мм 250

Маховый момент (без редуктора и электродвигателя), кН м

300

Высота подъема, м 1200

2.3 Расположение подъемной установки относительно ствола

Подъемную машину располагаем над стволом в башенном копре.

Высота башенного копра определяется по формуле:

+ k

+ 0,75Rш.т, где

– высота от уровня земли до приемной площадки, м;

– высота клети, м;

– высота свободного переподъема, м;

– высота рабочего и резервного хода амортизаторов, м;

– высота необходимая для размещения крепления амортизационных

устройств, м;

– высота машинного зала, м;

0,75Rш.т – высота от пола машинного зала до оси шкива трения, м.

Подставляя значения в формулу, находим:

=0+6+3+6+7+10+0,75·1,12=32,84м.

Принимаем башенный копер высотой 35 метров.

2.4 Кинематика и динамика подъема

На клетьевых подъемных установках применяется трехпериодная

диаграмма скорости. Принимаем ускорение α

=1м/с

, замедление α

=0,75м/с

расчетная продолжительность движения клети Т

=210с, высота подъема Н=958

метров.

Определяем максимальную скорость подъема по формуле:

 

НаТаТа

мрмрммр

...





, м/с где

- (м/с

) – модуль ускорения, определяется по формуле:

43,0

75,01















аа

м/с

Найдя модуль ускорения, теперь можно найти максимальную скорость

подъема:

 

7,495843,0221043,021043,0



мр



м/с.

Фактическую максимальную скорость определяем по формуле:

пД

шт

мах











м/с; где

ί – передаточное число редуктора, принимаем из технических

характеристик равное 11,29;

n – частота вращения двигателя, принимаем n=590об/мин.

Подставляя значения находим:

15,6

29,1160

59025,214,3









мах



м/с,

то есть условие υ

р.м.

≤ υ

max

, а точнее 4,7 ≤ 6,15, выполняется.

Продолжительность и путь замедленного движения определяем по

формулам:

15,6



мах



с.

9,18

15,615,6











мах



м.

Продолжительность и путь замедленного движения в нижней части ствола

определяем по формулам:

2,8

75,0

15,6



мах



с.

22,25

2,815,6











мах



м.

Путь и продолжительность равномерного движения определяем по

формулам:

88,91322,259,18958

312

 hhHh

м.

6,148

15,6

88,913



мах



с.

Продолжительность движения клети определяем по формуле:

95,1622,86,14815,6

321

 tttТ

с.

Проверим правильность расчета по формуле:

95,162

75,0

15,6

95811































аа

мах



с.

Так как Т ≤ Т

р,

мах

≥

р.m.

, то и фактический коэффициент резерва

производительности подъемной установки будет равным или больше расчетного:

nр

tТ

СС





; где

С – коэффициент резерва производительности подъемной установки,

учитывающий неравномерность ее работы, С = 1,5;

– время паузы, для одноэтажной клети, t

= 20c.

Подставляем значения в формулу, и получаем:

89,1

2095,162

20210

5,1 





Динамика подъема

Уравновешивание установки. Необходимость в уравновешивании

подъемной системы устанавливается по значению степени статической

неуравновешенности:

НР







; где

k – коэффициент вредных сопротивлений в стволе, для клетьевой

установки, k = 1,2.

Производим расчет по формуле:

84,0

65002,1

95886,6









Так как δ ≥ 0,5; то требуется применение уравновешивающих канатов.

Применяем два хвостовых каната, вес одного метра хвостового каната

определяем по формуле:

ук

кк

РП





кг/м; где

– число головных канатов;

ук

– число уравновешивающих канатов.

4,5

7,24





д

кг/м.

Исходя из полученных данных, принимаем два хвостовых каната с массой 1

погонного метра 5,4кг, шириной 107мм, толщиной 17,5мм, суммарное разрывное

усилие всех проволок в канате 1040000 Н при маркировочной группе по

временному сопротивлению на разрыв 1800 Н/мм

Ориентировочная мощность двигателя определяется по формуле:

483

93,095,1621000

81,995865002,1

1000















ор

qHQk



кВт.

Предварительно принимаем электродвигатель АК13 – 62 – 10 мощностью

N=500 кВт, n = 590 об/мин; η

= 0,93; М

мах

/М

пот.

= 1,9; G ·Д

= 4800 Нм

Крутящий момент на тихоходном валу редуктора определяем по формуле:

ДG

пот























8,9

25,0

8300



, Н; где

R = 1,125м.– радиус ведущего шкива.

Подставляем значения в формулу для нахождения крутящего момента:

27818629,11

125,18,9

4800

25,09,1

590

93,05008300

2 



















М

Н.

Принимаем редуктор Ц2Ш – 1000 с передаточным числом i =11,29; GД

= 4800 Нм

, способный передать максимальный крутящий момент на ведомом

валу М = 300000 Н.

Приведенная к окружности шкива масса трения движущихся частей

подъемной установки определяется по формуле:

111

рредштукукnkkncn

тттLnдLnpQQт 

, где

– длина головки каната, м.

Для нахождения значения длины головки каната применяем формулу:

 

100467612,1329582 

pacмтперnk

hhhRhHL

м.

ук

– длина хвостового канала, м.

Длину хвостового канала находим по формуле:

9883095830 НL

ук

м.

1233529,11

25,28,9

4800









 i

Дд

ДG

шт

кг.

шт

– приведенная масса шкива трения; находим это значение по формуле:

6048

25,28,9

300000











шт

Дд

ДG

кг.

ред

– приведенная масса редуктора, кг.

Массу приведенного редуктора находим по формуле:

6048

25,28,9

300000











шт

ред

Дд

ДG

кг.

Найдя все необходимые значения, ставим их в формулу для нахождения

массы трения движущихся частей:

64189604860481233598824,5100447,2650067612 

кг.

Движущиеся усилия в характерных точках трехпериодной трапециидальной

диаграммы определяем по шести формулам в зависимости от операции:

- в начале подъемной операции:

 

aтдpHQkF



Н,

подставляя значения из ранее найденных, находим:

 

106,161659771641898,97,295865002,1 F

Н;

- в конце операции ускорения:

 

 

112

2 aтдphHQkF



Н,

подставляя значения в формулу, находим:

 

 

105,161649771641898,97,29,18295865002,1 F

Н;

- в начале операции равномерного движения:

 

 

дphHQkF



Н,

подставляем значения в формулу:

 

 

101,101007888,97,29,18295865002,1 F

Н;

- в конце операции равномерного движения:

  

 

дphhHQkF



214

Н,

подставляем значения в формулу:

  

 

102,5524268,97,288,9139,18295865002,1 F

Н;

- в начале операции замедленного движения:

  

 

3215

2 aтдphhHQkF



Н,

подставляем значения в формулу:

  

 

104,0428575,0641898,97,288,9139,18295865002,1 F

Н;

- в конце подъемной операции:

 

aтдpHQkF



Н,

подставляем значения в формулу:

 

103,0294975,0641898,97,295865002,1 F

Н.

Выбор и обоснование приводного двигателя

Эквивалентное усилие определяем по формуле:

     

FFFF

экв

333

665

443

221





Н, где значение

Т находим по формуле:

 

nnуд

tRtttКТ 

231

с,

уд

– коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения во время

ускоренного и замедленного движения, К

уд

=1;

Rn- коэффициент, учитывающий паузы между движением клети, R

=0,33.

Найдем вначале значение Т, то есть

 

55,1692033,06,1482,815,61 Т

с.

Для нахождения эквивалентного усилия мы нашли все значения, а значит,

можем подставлять их непосредственно в формулу:

     

55,169

2,8

3,03,04,04,0

6,148

2,52,51,101,10

15,6

5,165,166,166,16

222222





экв

101,110678 

экв

Н.

Проверяем электродвигатель на перегрузку. Коэффициент перегруза при

подъеме определим по соответствующей формуле:

1,15

101,1

106,16







экв

тах

; что

недопустимо, так как при асинхронном двигателе К

≤ 1,8; в связи с этим

примем:

max

103,9

8,1

106,16

8,1







экв

Н.

Эквивалентная мощность двигателя определяется по формуле:

615

93,010

15,6103,9

1000













махэкв

экв





кВт, что

больше принятой ранее мощности двигателя АК13 – 62 – 10

ор

= 483кВт.), поэтому принимаем двигатель АК15 – 36 – 8, мощностью

электродвигателя 750кВт, n = 590 об/мин.

Запас мощности электродвигателя определяем по формуле:

22,1

615

750



экв

; что

допустимо условиями выбора электродвигателей.

Определим мощность на валу подъемного двигателя по формулам:

N

1091

93,010

15,6105,16

1000

















кВт.

668

93,010

15,6101,10

1000

















кВт.

344

93,010

15,6102,5

1000

















кВт.

93,010

15,6104,0

1000

















кВт.

N

По полученным данным строим диаграммы подъемной установки:

I. – диаграмма скорости;

II. – диаграмма ускорения;

III. – диаграмма движущихся усилий;

IV. – диаграмма мощности на валу подъемного электродвигателя.

2.6 Cos φ на подстанции подъема

Cos φ – коэффициент мощности, характеризующий эффективность

использования электроустановок.

Расчет cos φ производится по формуле:

86,0

1167

1000

cos 



; где

значение Р

находится по формуле:



 1000

снр

КРР

кВ·Ар;

значение S

находится по формуле:

1167



ррр

QРS

кВ·Ар;

значение Q

находим по формуле:

601



tgРQ

рр

кВ·Ар.

Определим по формуле реактивную мощность необходимую для

компенсации повышения коэффициента мощности (cos φ):

 



tgtgРQ

срп



, кВ · Ар.

Значение tg φ

соответствует расчетному cos φ, так как cos φ = 0,86; то tg

= 0,6. Значение tg φ

соответствует проектному cos φ = 0,96; тогда tg

= 0,29.

Подставляем значения в формулу для нахождения реактивной мощности

необходимой для компенсации повышения cos φ:

 

31029,06,01000 

кВ · Ар.

Для нахождения количества конденсаторов применяем формулу:

88,3

310



; где

– реактивная мощность одного конденсатора.

Количество конденсаторов на фазу составит 4, а на три фазы

соответственно – 12.

Тип устанавливаемых конденсаторов КС2 – 6,3.