Плютов Ю.А. Транспортные машины

Подождите немного. Документ загружается.

ТЕМА 5 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ

Лекция 38. Расчеты гидротранспорта. Классификация подвесных канатных дорог



Транспортные машины. Конспект лекций -211-

Значения коэффициента местных потерь

в трубопроводе

Вид арматуры

Коэффициент ξ при диаметре трубопровода,

мм

200

Колено на 90

1, 1 1,

,03

,01

Задвижка

1,1

,05

,02

Обратный клапан

1,2 1,

,08

,03

Для получения значения удельных потерь в арматуре суммируют все

потери напора от местных сопротивлений и делят их на длину трубопровода.

В приближенных расчетах можно принять, что h

= (l5·10

-4

–0,11·10

-4

тр

, м/м.

Режим работы пульпонасоса в конкретной гидротранспортной установ-

ке определяется его рабочей характеристикой, которую изображают сово-

купностью графических зависимостей напора, мощности, КПД, допустимой

высоты всасывания от расхода воды при работе пульпонасоса при постоян-

ной частоте вращения его рабочего колеса. Рабочая характеристика пульпо-

насоса зависит от сопротивления трубопровода. Для того чтобы определить,

на ка

кой из рабочих характеристик будет работать пульпонасос, строят ха-

рактеристику трубопровода, т.е. зависимость потребного напора от расхода

по пульпе и высоты подъема пульпы. Точка пересечения рабочих характери-

стик пульпонасоса и трубопроводов будет соответствовать режиму работы

пульпонасоса.

Так как рабочие характеристики пульпонасосов приводятся в паспор-

тах для воды, имеющей ме

ньшую плотность, чем пульпа, то их необходимо

уточнять.

Обычно пульпонасосы и насосы поставляют в комплекте с электродви-

гателем соответствующей мощности, однако иногда приходится устанавли-

вать некомплектные электродвигатели. В этом случае мощность, кВт, двига-

теля определяют по формуле

ïï ïï

çç

3600 3,6

VÍ VÍ

Nk k

γγ

где k

– коэффициент запаса, k

= 1,1–1,15; η – КПД механической передачи.

При установке на пульпонасосе электродвигателя с меньшим числом

оборотов или с меньшей мощностью по сравнению с паспортной, а также с

уменьшенным диаметром рабочего колеса, что может произойти после ре-

монта пульпонасоса, необходим пересчет рабочих характеристик.

ТЕМА 5 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ

Лекция 38. Расчеты гидротранспорта. Классификация подвесных канатных дорог



Транспортные машины. Конспект лекций -212-

К центробежным насосам применимы законы подобия характеристик

однотипных машин, поэтому при пересчете рабочих характеристик можно

пользоваться следующими зависимостями:

()( )

21 21 21

///NN ïï DD=

()

21 2211

HïDïD=

()

21 21 2 1

///VV ï ï DD=

где параметры с индексом 1 соответствуют паспортным данным, а с индек-

сом 2 – пульпонасосу с измененными параметрами.

Переходим к изучению транспортных машин смешанного действия.

К транспортным установкам с канатным тяговым органом относятся

канатные подвесные дороги, кабель-краны и скиповые подъемники.

Наибольшее распространение получили канатные подвесные дороги.

Их применяют при сложном рельефе местности, обычно пр

и раз-

работке месторождений, залегающих в горах, на трассах, имеющих естест-

венные препятствия в виде ущелий, оврагов и при больших (до 45

) укло-

нах.

Посредством канатных подвесных дорог можно перемещать грузы

практически любой крупности только в том случае, когда они легко высы-

паются из грузонесущих емкостей, поэтому влажные и липкие насыпные

грузы не рекомендуется перевозить с использованием канатных подвесных

дорог.

Канатными дорогами можно перевозить людей и некоторые вспомога-

тельные грузы. Климатические условия по

чти не влияют на эффективность

работы канатных подвесных дорог. Их можно эффективно использо-

вать при грузопотоках до 1 млн т горной массы в год на расстояние до 10

км.

Канатные подвесные дороги в зависимости от перевозимого груза при-

нято разделять на грузовые и пассажирские, по конструкции – на одноканат-

ные и двухканатные, до принципу действия – на маятниковые (или челноко-

вые) и ко

льцевые.

В маятниковых дорогах транспортные сосуды совершают челночные

рейсы по одному и тому же канату в прямом и обратном направлениях, по-

этому их применяют для перевозки небольших объемов грузов, в основном

вспомогательных или людей.

В кольцевых канатных дорогах грузонесущие емкости движутся по

замкнутой кольцев

ой трассе примерно с равными интервалами. В одноканат-

ных дорогах один и тот же канат служит одновременно тяговым и грузоне-

сущим органом и к нему подвешивают грузонесущие емкости. Дороги такого

типа используют при сравнительно небольших грузопотоках – до 0,5 млн т в

год и расстояниях до 500 м.

ТЕМА 5 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ

Лекция 38. Расчеты гидротранспорта. Классификация подвесных канатных дорог



Транспортные машины. Конспект лекций -213-

Контрольные вопросы

1. Каков порядок расчета напорной и самотечной гидротранспортных

установок?

2. Что такое гидравлический радиус?

3. Какие типы подвесных канатных дорог вы знаете?

4. Какова область применения подвесных канатных дорог?



Транспортные машины. Конспект лекций -214-

План лекции

1. Двухканатная подвесная дорога с кольцевым движением: схема,

принцип действия.

2. Основные узлы.

Наибольшее распространение на открытых разработках получили

кольцевые двухканатные дороги, обладающие высокой надежностью и обес-

печивающие условия для безопасной работы при высоких эксплуатационных

показателях. В дорогах этого типа один канат является грузонесущим, а дру-

гой – замкнутый – тяговым.

Рассмотрим основные узлы и элементы канатных дорог. На рис. 39.1

по-

казана принципиальная схема двухканатной кольцевой дороги. Грузовая 1 и

порожняковая 2 ветви несущего каната подвешиваются на опорах 3 и вместе

с кольцевыми рельсовыми путями 7 по концам дороги образуют кольцевой

замкнутый путь. С одного конца несущие канаты закрепляются в якорях 10, а с

другого – натягиваются при помощи натяжных грузов 8. Грузонесущие емко-

сти, выполненные в виде подвесных ваг

онеток 5, перемещаются на ходовых

тележках 4 по несущему канату и кольцевым рельсам. К вагонеткам посред-

ством специальных зажимных устройств крепится тяговый замкнутый канат

9, который приводится в движение от шкива 11 тяговой лебедки. С противо-

положной стороны канат 9 натягивается натяжным устройством 6. На конце-

вых станциях дороги этот канат авт

оматически отсоединяется от вагонетки,

которая по кольцевым рельсам движется самокатом либо при помощи специ-

ального цепного конвейера 12.

Широкое распространение получили несущие канаты закрытой конст-

рукции (рис. 39.2

) с наружным слоем из проволок S-образного сечения

(рис. 39.2, а

) и одним (рис. 39.2, б) или двумя (рис. 39.2, в) внутренними

слоями проволок фасонного клиновидного сечения. Отдельные отрезки не-

сущих канатов соединяют коническими муфтами (рис. 39.2, г

), которые со-

стоят из двух половин 1 и стяжного винта 2, имеющего левую и правую резь-

бы. Концы канатов заводят в обе половины муфты, расплетают, а затем поло-

вины стягивают винтом. При этом происходит расклинивание расплетенных

концов канатов. Диаметры несущих канатов на современных дорогах прини-

мают равными от 30,5 до 100 мм, разрывное напряжение в ка

натах равно 1,2–

1,8 ГПа.

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 39. Общее устройство подвесной канатной дороги



Транспортные машины. Конспект лекций -215-

Рис. 39.1. Схема двухканатной кольцевой дороги

а б в

Рис. 39.2. Сечения несущих канатов и соединительная муфта

Наиболее широко используют металлические опоры на бетонном фун-

даменте (рис. 39.3

). Они имеют две пары консолей (рис. 39.3, а). Верхняя па-

ра 1 служит для поддержания несущих канатов, которые ложатся на шарнир-

но укрепленные башмаки (рис. 39.3, б

). Такое крепление уменьшает переги-

бы канатов при подходе вагонеток к опорам. Нижние консоли 2 служат для

поддержания тягового каната при провисании его между вагонетками, для че-

го на них устанавливают направляющие рамки с роликами 3. Кроме того, рам-

ки гасят поперечные колебания вагонеток и тягового каната, возникающие

при боковом ветре, и стабили

зируют их движение.

Стандартные опоры имеют высоту от 5 до 25 м. В отдельных случаях

при прохождении широких и глубоких ущелий изготовляют специальные

мачты высотой 50–100 м и раскрепляют их для устойчивости расчалками.

Расстояние между опорами принимают в зависимости от профиля трассы.

Например, существуют канатные подвесные дороги, в которых соседние

мачты установлены на расстоянии 800 м. На стандартных опорах допуст

и-

мая нагрузка на консоль, поддерживающую несущий канат, составляет 60

или 100 кН. Значительно реже применяют деревянные П-образные опоры.

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 39. Общее устройство подвесной канатной дороги



Транспортные машины. Конспект лекций -216-

Рис. 39.3. Металлическая опора на бетонном фундаменте (а)

и башмак для поддержания несущего каната (б)

Вагонетки (рис. 39.4

) состоят из следующих основных узлов: ходовой

тележки 1 (двух-, четырех- или восьмиколесной), подвески 2 и кузова 3.

Кузова бывают глухие, разгружающиеся опрокидыванием и с разгруз-

кой через открывающееся днище.

Глухой кузов для лучшего высыпания груза при опрокидывании вы-

полняют трапециевидного поперечного сечения. На торцовых стенках укреп-

ляют полуоси 5, которыми вагонетка шарнирно опирается на крючья 4 по

двес-

ки. Полуоси располагают немного ниже оси, проходящей через центр тяже-

сти груженой вагонетки, и выше центра тяжести порожней, кроме того, они

сдвинуты немного вбок (рис. 39.4

Такое положение обеспечивает самоопрокидывание вагонетки при раз-

грузке и возврат порожнего кузова в вертикальное положение. От про-

извольного опрокидывания кузов удерживается защелкой 6, запорный конец

которой входит в вырез запорной планки 7, и пружиной 8. Для более надеж-

ного возврата кузова в вертикальное положение на боковой стенке имеется

палец, на который воздейст

вуют спрофилированные шины, принудительно

возвращающие кузов в исходное положение.

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 39. Общее устройство подвесной канатной дороги



Транспортные машины. Конспект лекций -217-

Рис. 39.4. Четырехколесная вагонетка

с опрокидным кузовом

Ходовая тележка (рис. 39.4) состоит из рамы 10, к которой шарнирно

крепятся сцепной прибор 9 и балансиры 10 с ходовыми колесами 11. На каж-

дом балансире установлено по два колеса, а балансиры соединены с корпу-

сом вертикальным и горизонтальным шарнирами, что обеспечивает, с одной

стороны, равномерное распределение веса вагонетки между колесами, а с

другой – хорошее вписывание тележки в кривые на концевых станциях.

Сцепной прибор (рис. 39.5

) предназначен для сцепления вагонеток с

тяговым канатом. Он состоит из неподвижного зажима 1, укрепленного на

корпусе ходовой тележки, и подвижного зажима 5, представляющего собой

двуплечный рычаг, поворачивающийся вокруг шарнира 6 и прижимающий

щеку 3 к неподвижной щеке 2 (рис. 39.5, а

),. Прижатие осуществляется бла-

годаря тому, что на длинное плечо зажима 5 действует вес вагонетки, которая

через подвеску укреплена на шарнире 7. К подвеске крепится ползун 8, кото-

рый скользит в направляющих рамы 9 тележки.

Под действием веса вагонетки с подвеской ползун опускается вниз и

поворачивает зажим 5 вокруг шарнира 6. При этом прои

сходит сжатие тяго-

вого каната 4 неподвижной и подвижной щеками. Соотношение плеч зажим-

ного рычага выбирают таким, чтобы сопротивление движению вагонетки

вверх по наклонному несущему канату было меньше силы сцепления тягово-

го каната со щеками сцепного устройства.

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 39. Общее устройство подвесной канатной дороги



Транспортные машины. Конспект лекций -218-

На рис. 39.5, б показана схема сил,

действующих на тяговый канат и на рабо-

чие элементы сцепного устройства. Исхо-

дя из этой схемы, условие, при котором

тяговый канат будет увлекать груженую

вагонетку вверх без скольжения в сцеп-

ном устройстве, имеет вид

()

()()

ïê

òï ê

2sin

sin ños ,

mmG f

mmmG

++ β>

>+++ β+ω⋅β

(39.1)

где а, b – соответственно, плечи сил при-

жатия щек к канату и веса подвески и ку-

зова с грузом, м; β – угол наклона несу-

щего каната, град; f – коэффициент тре-

ния тягового каната о щеки сцепного

устройства (принимают f = 0,3); m

, m

– соответственно, массы тележки,

подвески и кузова, т; ω – коэффициент

сопротивления движению вагонетки (при-

нимают ω = 0,006-0,0075), причем боль-

шие значения относятся к более легким

вагонеткам; G – грузоподъемность ваго-

нетки, т.

Пренебрегая массой тележки (m

= 0),

по формуле (39.1)

получаем

2tg

>β+ω.

Рис. 39.5. Сцепной прибор (а)

и схема сил, действующих в сцеп-

ном приборе на тяговый канат (б)

Примем коэффициент запаса от скольжения тягового каната в сцепном

устройстве k > 1 и получим выражение, определяющее максимальный угол

наклона β

max

по указанному условию,

max

tg 2

⎛⎞

=−ω

⎜⎟

⎝⎠

Для зажимного устройства, показанного на рис. 39.5

, при коэффициен-

те запаса от скольжения k = 2 получим β

max

= 47

. Обычно угол наклона трас-

сы на канатных подвесных дорогах не рекомендуют принимать более 45

Основной элемент приводных устройств канатных подвесных дорог –

один или два приводных шкива. В любом приводе трения с гибким тяговым

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 39. Общее устройство подвесной канатной дороги



Транспортные машины. Конспект лекций -219-

органом тяговое усилие, передаваемое шкивом, зависит от коэффициента

трения, угла обхвата и натяжения набегающей на приводной шкив ветви ка-

ната. Шкивы выполняют одно- или двухжелобчатые и футеруют их рабочую

поверхность специальными пластмассами, обеспечивающими коэффициент

сцепления со стальным канатом μ = 0,3. В приводных устройствах исполь-

зуют схемы обводки шкива тяговым канатом (рис. 39.6

), которые обеспечи-

вают угол обхвата от α

= π до α

= 3π.

а б

в г

Рис. 39.6. Схема обводки тяговыми канатами приводных шкивов

при α = π (а), α = (1,5 + 1,65)π (б), α = 2π (в) и α = (2,5 + 2,6) π (г)

Рис. 39.7. Приводное устройство канатной дороги

с двумя приводными шкивами

В качестве примера на рис. 3

9.7 показано приводное устройство двух-

канатной дороги с двумя одножелобчатыми шкивами. Применяют также и

двухжелобчатые приводные шкивы. В этом случае одним шкивом можно

обеспечить большие тяговые усилия, но, как показала практика, вследствие

неравномерного износа желобов происходит нарушение нормального режима

работы привода.

Шкивы 1 через редукторы 2 соединяются с электродвигателями 3. При-

водное устройство снабжено тормозом 4 и микроприводом 5. Рабочую ско-

рость на ободе шкива принимают в д

иапазоне 2,5–3,5 м/с. При осмотре и ре-

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 39. Общее устройство подвесной канатной дороги



Транспортные машины. Конспект лекций -220-

монте вагонетки протягивают посредством микропривода со скоростью 0,4–

0,6 м/с.

В приводных устройствах канатных подвесных дорог используют элек-

тродвигатели с фазовым ротором, позволяющие осуществлять плавный пуск

дороги, что особенно важно на дорогах, предназначенных для перевозки лю-

дей. На некоторых дорогах применяют двигатели постоянного тока, полу-

чающие питание от генератора (система Г–Д). Разрабат

ываются приводные

устройства с частотными тиристорными преобразователями и асинхронными

короткозамкнутыми электродвигателями, а также с тиристорными выпрями-

телями и двигателями постоянного тока.

Натяжные устройства служат для создания предварительного натяже-

ния тягового каната. В канатных дорогах применяют натяжные устройства

грузового типа. Они представляют собой каретку с горизонтально установ-

ленным концевым шкивом для тягового канат

а. Один конец натяжного кана-

та присоединяют к каретке, а к другому, после того как его пропустят через

систему отклоняющих блоков, подвешивают натяжной груз.

Погрузочные станции включают в себя бункер, вместимость которого

рассчитана на двухчасовую работу дороги и пластинчатый или ленточный

питатель для загрузки вагонеток. Иногда бункера оборудуют специальными

дозаторами или секторными затворами.

На рис. 3

9.8 показан план погрузочной станции двухканатной подвес-

ной дороги. Прибывшая на станцию порожняя вагонетка 2 отцепляется при

помощи спрофилированных шин 3 и отклоняющих башмаков от тягового ка-

ната 4 и переходит на жесткий рельс 5, где скорость ее снижается. Далее ва-

гонетка перемещается толкающим конвейером 6 до спирали 13, которая воз-

вращает кузов вагонетки в вертикальное положение. При подходе вагонетки

к загрузочному устройству 14 она воздействует на специальный выключа-

тель, останавливающий толкающий к

онвейер и одновременно включающий

механизм загрузочного устройства.

После завершения загрузки толкающий конвейер снова автоматически

включается и выталкивает вагонетку к направляющим 18, где происходит

подсоединение к вагонетке тягового каната. Для повышения производитель-

ности погрузки сооружают станции с разветвленными жесткими рельсами и

нескольки

ми загрузочными пунктами.

На плане погрузочной станции показано расположение оборудования и

служебных помещений. Натяжное устройство 19 тягового каната, якорь 1 не-

сущего каната, привод 17 толкающего конвейера и его натяжное устройство

16 расположены в приемной галерее. В помещении погрузочных бункеров 14

расположены путевые выключа

тели 15, смотровая площадка 12 и спираль 13

для подъема вагонеток. В единый блок погрузочной станции входят машин-

ное помещение для приводной станции 9, помещение 8 для электроаппарату-

ры, ремонтная мастерская 10, склад 11 запасных частей и бытовые помеще-

ния 7.