Дроздова Л.Г. Стационарные машины и установки
Подождите немного. Документ загружается.
41
Полученные
значения
T
ст
max
и
F
ст
max
не
превышают
значений
,
при
-
веденных
в
табл
. 2.6
Выбираем
подъемную
машину
НКМЗ
ЦР-5
х
3/0,6 (
ЦР
-
цилиндриче
-
ский
разрезной
барабан
, 5
и
3
диаметр
и
ширина
барабана
,
м
; 0,6 –
ширина
В
п
переставной
части
барабана
).
Задача 1.3
Определить
,
какую
рабочую
часть
Н
подъемного
каната
можно
рас
-
положить
на
двух
цилиндрических
барабанах
машины
2Ц-5х2,4,
если
: D
б
=
5
м
, В = 2,4
м
; d
к
= 50,5
мм
, b
з
= 3
мм
.
Решение.
На
основании
формулы
(2.11)
твбиб
зк
nDID
bd
В
Н
.
ππ
−−
+
=
,
или
(
)
итввб
InnDН
−
−
=
.
π
.
Число
витков
каната
на
поверхности
барабана
86,44
35,50
2400
=
+
=
+
=
зк
в
bd
В
n
Подставляя
значения
,
получим
:
(
)
.59530586,44514,3 мН
=
−
−
⋅
=
Задача 1.4
Рассчитать
элементы
трехпериодной
трапецеидальной
диаграммы
скорости
и
построить
в
масштабе
эту
и
соответствующую
ей
диаграммы
ускорений
,
если
путь
подъема
Н = 250
м
;
расчетная
продолжительность
одной
подъемной
операции
Т
р
= 45
с
;
пауза
между
подъемными
операция
-
ми
t
п
= 50
с
;
диаметр
барабана
D
б
= 5
м
;
коэффициент
резерва
производи
-
тельности
подъемной
установки
С = 1,5.
Решение.
Модуль
ускорений
(
м
/
с
²),
рассчитывается
по
формуле
.
31
31
аа
аа
а
м
+
=
По
Правилам
технической
эксплуатации
(
ПТЭ
)
при
транспортирова
-
нии
людей
ускорение
а
1
≤
1
м
/
с
²,
замедление
а
3
≤
0,75
м
/
с
².
При
транспор
-
тировании
груза
а
1
может
быть
больше
1
м
/
с
²,
если
это
допустимо
расчетом
на
перегруз
двигателя
, а
3
≤
0,75
м
/
с
².
При
принятом
а
1
= а
3
= 0,75
м
/
с
²
2
/375,0
75,075,0
75,075,0
сма
м
=
+
⋅
=
42
Максимальная
расчетная
скорость
(
)
,2
2
max
НаТаТаv
мрмрмр
−−=
т
.
е
.
( )
./95,6250375,0245375,045375,0
2
max
смv
р
=⋅⋅−⋅−⋅=
При
диаметре
барабана
D
б
= 5
м
,
передаточном
числе
одинарной
пе
-
редачи
i = 10,5
и
синхронной
частоте
вращении
асинхронного
двигателя
n
син
= 300
об
/
мин
(n = 295
об
/
мин
)
максимальная
скорость
./35,7
5,1060
295514,3
60
max
cм
i
nD
v
б
=
⋅
⋅
⋅
==
π
Максимальная
скорость
v
m
ах
= 7,35
м
/
с
может
быть
допущена
ПБ
при
подъеме
–
спуске
людей
.
Продолжительности
ускоренного
и
замедленного
движений
:
./;/
3max31max1
avtavt
=
=
Так
как
а1 = а3,
то
t1 = t3 =7,35 / 0,75 = 9,8
с
.
Длины
путей
ускоренного
и
замедленного
движений
:
.2/;2/
3max31max1
tvhtvh
=
=
Так
как
t1 =t3,
то
h1 = h3 = 7,35
·
9,8 / 2 = 36
м
.
Длина
пути
и
продолжительность
равномерного
движения
:
,
312
hhHh
−
−
=
т
.
е
.
;1783636250
2
мh
=
−
−
=
,/
max22
vht
=
.22,2435,7/178
2
сt
=
=
Полная
продолжительность
движения
подъемных
сосудов
.
321
tttT
+
+
=
Подставив
найденные
значения
,
получим
.82,438,922,248,9 сT
=
+
+
=
Проверка
правильности
расчета
:
,
11
2
31
max
max
++=
aa
v
v
H
Т
т
.
е
.
43
.82,43
75,0
1
75,0
1
2
35,7
35,7
250
сТ =
++=
Расчет
произведен
правильно
,
так
как
результаты
вычислений
про
-
должительности
движения
–
Т
одинаковы
.
Фактический
коэффициент
резерва
производительности
подъемной
установки
,
п
пр
ф
tТ
ТТ
СС
+
+
=
т
.
е
.
.52,1
1082,43
1045
5,1 =
+
+
=
ф
С
Рис. 2.4. Диаграммы скорости и ускорений
Задача 1.5
Определить
движущие
усилия
на
окружности
барабана
,
мощности
на
валу
подъемного
двигателя
в
характерных
точках
трехпериодной
диаграм
-
мы
скорости
.
Построить
диаграммы
усилий
(
нагрузочные
диаграммы
на
двигатель
)
и
мощностей
для
подъемных
систем
без
уравновешивающего
каната
,
с
равновесным
уравновешивающим
канатом
и
с
тяжелым
уравно
-
вешивающим
канатом
.
Высота
подъема
Н = 730
м
,
полезная
масса
Q
п
=
5000
кг
,
время
ускоренного
,
равномерного
и
замедленного
движений
t
1
=
13,33
с
; t
2
= 59,66
с
; t
з
= 13,33
с
.
Длины
путей
,
пройденных
в
эти
периоды
, h
1
= h
3
= 66,7
м
, h
2
= 596,6
м
.
Продолжительность
движения
T = 86,32
с
;
линейная
масса
подъемного
каната
р = 8,37
кг
/
м
;
линейная
масса
уравновешивающего
каната
q = 9,43
кг
/
м
;
приведенная
масса
движущихся
частей
подъемной
установки
к
ок
-
ружности
барабана
m
п
= 80 000
кг
;
ускорение
и
замедление
а
1
= а
2
=
0,73
м
/
с
²;
максимальная
скорость
движения
подъемных
сосудов
v - 10
м
/
с
;
к
.
п
.
д
.
передачи
редуктора
η
п
= 0,94.
Решение.
Движущие
усилия
(Н),
создаваемые
двигателем
на
окруж
-
ности
барабана
двухклетевой
(
двухскиповой
)
установки
(
рис
. 2.5),
(
)
(
)
[
]
.2
amgpqhHkQF
пxп
+
−
−
−
=
44
Для
одноклетевой
(
односкиповой
)
установки
с
противовесом
(
)
(
)
[
]
,2
amgpqhHQQkQF
пxпрcп
+
−
−
−
−
+
=
где
k -
коэффициент
вредных
сопротивлений
(
для
клетей
k = 1,2;
для
ски
-
пов
k = 1,15); hx -
мгновенное
значение
пути
,
м
; m
п
-
масса
всех
движущих
-
ся
частей
установки
,
приведенная
к
окружности
навивки
,
кг
; Q
пр
-
масса
противовеса
,
кг
.
Рис. 2.5. Схема к динамическому уравнению
подъемной системы с постоянным радиусом навивки каната
1. Система без уравновешивающего каната (q = 0).
На
основании
выражения
(2.31)
движущие
усилия
в
начале
подъема
и
конце
ускоренного
движения
:
(
)
(
)
;1088,17
75,00008081,937,873050002,1
4
11
Н
amgНkQF
прп
⋅=
=
⋅
+
⋅
+
⋅
=
+
+
=
(
)
[
]
(
)
[
]
.1078,1675,000080
81,937,87,66273050002,12
4
112
Н
amgphHkQF
пп
⋅=⋅+
+
⋅
−
+
⋅
=
+
−
+
=
То
же
,
в
начале
и
конце
равномерного
движения
:
(
)
[
]
(
)
[
]
;1078,10
81,937,87,66273050002,12
4
13
Н
gphHkQF
п
⋅=
=
⋅
−
+
⋅
=
−
+
=
(
)
[
]
{
}
( )
[ ]
{ }
.10987,081,937,86,5967,66273050002,1
2
4
214
Н
gphhHkQF
п
⋅=+−+⋅=
=
+
−
+
=
То
же
,
в
начале
замедленного
движения
и
конце
подъема
:
(
)
[
]
{
}
( )
[ ]
{ }
=⋅−+−+⋅=
=
−
+
−
+
=
75,00008081,937,86,5967,66273050002,1
2
215 зпп
amgphhHkQF
45
= – 5,01 · 10
4
Н.
(
)
(
)
.1001,6
75,00008081,937,873050002,1
4
36
Н
amgНkQF
прп
⋅−=
=
⋅
−
⋅
−
⋅
=
−
−
=
Мощности
(
кВт
)
на
валу
подъемного
двигателя
в
тех
же
характерных
точках
диаграммы
скорости
,
1000
п
xx
x
vF
N
η
=
При
наших
данных
;0
1
=
N
;1985
94,01000
101078,16
1000
4
max2
2
кВт
vF
N
п
=
⋅
⋅⋅
==
η
;1147
94,01000
101078,10
1000
4
max3
3
кВт
vF
N
п
=
⋅
⋅⋅
==
η
;105
94,01000
1010987,0
1000
4
max4
4
кВт
vF
N
п
=
⋅
⋅⋅
==
η
;470
1000
94,0101001,5
1000
4
max5
5
кВт
vF
N
п
−=
⋅⋅⋅−
==
η
0
6
=
N
2. Система с равновесным уравновешивающим канатом (q = р).
Движущие
усилия
на
основании
выражения
(2.31):
при
ускоренном
движении
;1088,1175,00008081,950002,1
4
121
НamgkQFF
пп
⋅=⋅+⋅⋅=+==
при
равномерном
движении
;1088,581,950002,1
4
43
НgkQFF
п
⋅=⋅⋅===
при
замедленном
движении
.101,075,00008081,950002,1
4
365
НamgkQFF
пп
⋅−=⋅−⋅⋅=−==
Мощности
на
валу
подъемного
двигателя
по
формуле
(2.37):
;0
1
=
N
46
;1260
94,01000
101088,11
4
2
кВтN =
⋅
⋅⋅
=
;626
94,01000
101088,5
4
43
кВтNN =
⋅
⋅⋅
==
;3,10
1000
94,010101,0
4
5
кВтN −=
⋅⋅⋅−
=
.0
6
=
N
3. Система с тяжелым уравновешивающим канатом (q – р = 9,43 -
8,37 = 1,06 кг/м) .
Движущие
усилия
по
формуле
(2.31)
в
точках
,
указанных
в
расчете
без
уравновешивающего
каната
:
(
)
[
]
(
)
;1012,11
75,00008081,906,173050002,1
4
11
H
amgpqHkQF
nn
⋅
=
⋅
+
⋅
⋅
−
⋅
=
+
−
−
=
(
)
(
)
[
]
(
)
[
]
;1026,1175,00008081,9
06,17,66273050002,12
4
112
H
amgpqhHkQF
nn
⋅=⋅+×
×
⋅
−
−
⋅
=
+
−
−
−
=
(
)
(
)
[
]
(
)
[
]
;1026,575,00008081,9
06,17,66273050002,12
4
13
H
gpqhHkQF
n
⋅=⋅+×
×
⋅
−
−
⋅
=
−
−
−
=
(
)
[
]
(
)
{
}
( )
[ ]
{ }
;105,681,906,16,5967,66273050002,1
2
4
214
H
gpqhhHkQF
n
⋅=⋅+−−⋅=
=
−
+
−
−
=
(
)
[
]
(
)
{
}
( )
[ ]
{ }
;105,0
75,00008081,906,16,5967,66273050002,1
2
4
3215
H
amgpqhhHkQF
nn
⋅=
=⋅−⋅+−−⋅=
=
−
−
+
−
−
=
(
)
[
]
(
)
.1064,0
75,00008081,906,173050002,1
4
36
H
amgpqHkQF
nn
⋅=
=
⋅
−
⋅
⋅
+
⋅
=
−
−
+
=
Мощности
на
валу
подъемного
двигателя
по
формуле
(2.37):
;0
1
=
N
;1198
94,01000
101026,11
4
2
кВтN =
⋅
⋅⋅
=
;560
94,01000
101026,5
4
3
кВтN =
⋅
⋅⋅
=
47
;691
94,01000
10105,6
4
4
кВтN =
⋅
⋅⋅
=
;2,53
94,01000
10105,0
4
5
кВтN =
⋅
⋅⋅
=
.0
6
=
N
Диаграммы
для
этого
примера
показаны
на
рис
. 2.6.
Рис. 2.6. Диаграммы к расчету подъемной системы
Вопросы для самопроверки
1.
Какие
Вы
знаете
основные
конструкции
современных
типов
подъ
-
емных
установок
?
2.
Каково
устройство
скиповой
подъемной
установки
?
3.
Какие
основные
узлы
клетевой
подъемной
установки
?
4.
Назовите
подъемные
сосуды
и
как
они
выбираются
?
48
5.
Какова
конструкция
шахтных
подъемных
канатов
?
6.
Как
выбрать
шахтный
подъемный
канат
?
7.
Назовите
основные
марки
цилиндрических
барабанов
,
их
конст
-
руктивные
узлы
.
8.
По
каким
параметрам
выбираются
подъемные
машины
?
9.
Объясните
трехпериодную
диаграмму
скорости
подъема
.
10.
Для
каких
подъемных
установок
применяется
пятипериодная
диаграмма
скорости
?
11.
Уравнение
Федорова
.
Каково
его
назначение
?
12.
Что
представляет
собой
диаграмма
движущих
усилий
для
клете
-
вого
подъема
,
как
она
строится
?
13.
Как
определить
эквивалентную
мощность
электропривода
подъема
?
14.
Перечислите
основные
этапы
проектирования
подъемных
уста
-
новок
.
15.
Основные
схемы
электропривода
подъема
.
Перечислите
их
.
123
Раздел 4
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
Назначение, общее устройство пневматических
установок
Проектирование пневматических установок
Задачи и примеры расчета пневматических
установок
124
Глава 7. НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО
ПНЕВМАТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
Пневматическая установка представляет сложный комплекс энер-
гомеханического оборудования, предназначенного для получения сжато-
го воздуха и подачи его к различным потребителям на горных предпри-
ятиях. Сжатый воздух как энергоноситель (пневматическая энергия) ис-
пользуется в приводе бурильных, выемочно-погрузочных, транспортных
и других вспомогательных машин и агрегатов, применяемых при добыче
полезных ископаемых. Кроме того, сжатый воздух может выступать в ка-
честве главного элемента технологического процесса, когда речь идет о
пневматическом транспорте и эрлифтном подъеме горных пород, а также
некоторых способах обогащения полезных ископаемых.
Масштабы применения пневматической энергии на современных
горных предприятиях определяются ее главными технологическими осо-
бенностями – низким коэффициентом полезного действия пневматиче-
ских установок как трансформаторов энергии, с одной стороны, и ее
безопасностью при использовании в шахтах, опасных по газу и пыли, с
другой стороны. Кроме того, в ряде случаев пневматический привод уп-
рощает конструкцию машин и агрегатов, способствуя их компактности и
более высокой эксплуатационной надежности и экономической эффек-
тивности, что наглядно иллюстрирует пример буровых машин ударного и
ударно-вращательного действия. Несмотря на ограниченность области
эффективного применения энергии сжатого воздуха, пневматические ус-
тановки остаются важным техническим атрибутом энергомеханического
хозяйства горных предприятий.
Потребность в сжатом воздухе непосредственно в шахте или карье-
ре удовлетворяется в большинстве случаев индивидуальными компрес-
сорными агрегатами или передвижными пневматическими установками.
Горные и горно-проходческие работы на шахтах, опасных по газу и пыли,
а также оборудование промплощадок обогатительных фабрик, шахт и
карьеров обеспечиваются сжатым воздухом, как правило, от стационарных
пневматических установок по разветвленным сетям воздухопроводов.
На рис. 7.1 приведена принципиальная схема стационарной пневма-
тической установки, оборудованной поршневым компрессором. Как и во
всех установках, служащих для перемещения жидкостей (текучего), в со-
ставе пневматической установки выделяют два основных элемента: ком-
прессор – гидромашину, в которой механическая энергия преобразуется в
пневматическую, и внешнюю сеть – систему каналов всасывающего 3 и
нагнетательного 5 трубопроводов, при движении по которым воздух час-
тично расходует полученную в компрессоре энергию, обеспечивая необ-
ходимый ее запас у потребителя. Процесс преобразования энергий в ком-
прессоре 4 сопровождается выделением тепла, отвод которого осуществ-
ляется системой охлаждения 6. По выходе из компрессора нагретый воз-