Плютов Ю.А. Транспортные машины

Подождите немного. Документ загружается.

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 39. Общее устройство подвесной канатной дороги



Транспортные машины. Конспект лекций -221-

Рис. 39.8. Погрузочная станция двухканатной кольцевой дороги

Разгрузочная станция включает в себя криволинейный жесткий рельс,

по которому движутся вагонетки после отцепки от тягового каната (движе-

ние вагонеток осуществляет толкающий конвейер); приемный бункер, в ко-

торый разгружается кузов вагонетки; отбойный брус (аншлаг), отклоняющий

рычаг защелки, удерживающей кузов в вертикальном положении; блоки,

башмаки и спрофилированные направляющие для отсоединения и присоеди-

нения тяг

ового каната к вагонеткам.

Угловые станции располагают в местах поворота трассы канатной до-

роги. Обычно угловые станции совмещают с приводными станциями, и в

этом месте вагонетка отцепляется от тягового каната и самокатом проходит

поворот по криволинейному рельсу. Если по какой-либо причине нельзя сов-

местить угловую станцию с приводной, то устраивают батареи обводных ро-

ликов или устанавливают поворотные шкивы. На та

ких угловых станциях ва-

гонетка проходит поворот без отцепки тягового каната.

Промежуточные станции устраивают на дорогах большой протяженно-

сти между отдельными несущими канатами. В этих местах вагонетка с одно-

го каната на другой переходит по рельсу без отцепки тягового каната.

Контрольные вопросы

1. Каково общее устройство подвесной канатной дороги?

2. Каковы основные параметры вагонетки подвесной канатной дороги?

3. Какие типы опор используются для подвесных канатных дорог?

4. В чем заключается разница между тяговым и несущим канатами?

5. Как производится загрузка и разгрузка вагонеток?

6. Как определяется потребная грузоподъемность вагонетки?

7. В чем заключается проверка прочности тягового каната по допусти-

мому натяжению?

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 40. Подземные скреперные установки



Транспортные машины. Конспект лекций -222-

План лекции

1. Расчет подвесной канатной дороги: цель, порядок.

2. Область применения.

3. Общее устройство.

Целью расчета подвесной канатной дороги является определение необ-

ходимой грузоподъемности вагонетки, прочностных характеристик несущего

и тягового канатов, мощности двигателя приводной станции.

Исходными данными являются: годовая производительность карьера;

параметры, характеризующие режим работы предприятия; физико-

механические свойства транспортируемого груза; расстояние транспортиро-

вания и выс

ота подъема груза.

Расчет подвесных канатных дорог включает:

1) установление плана и продольного профиля трассы ПКД;

2) определение часовой производительности;

3) определение грузоподъемности и вместимости кузова вагонетки;

4) расчет распределенных сопротивлений движению груза;

5) определение сосредоточенных сопротивлений движению груза, на-

пряжений тягового каната, тягового усилия и мощности привода;

6) установление прочностных характеристик тягового и несущего кана-

та.

После выбора трассы строят продольный профиль дороги, подбирая

высоту оп

ор такой, чтобы обеспечить надежное прилегание несущих канатов

к башмакам.

По результатам расчета осуществляют выбор грузоподъемности ваго-

неток, определяют максимальное натяжение тягового каната, мощность при-

водного устройства, прочность несущего каната, тип приводного устройства,

тяговый и несущий канаты.

Часовую производит

ельность канатной дороги вычисляют по формуле

(

)

÷ãîäíãñ

/QQkïï

, (40.1)

где Q

– часовая производительность дороги, т; k

– коэффициент неравно-

мерности подачи груза на канатную дорогу, k = 1,1-1,2; n

– число рабочих

дней в году; n

– число рабочих часов в сутки (при двухсменном режиме

≠ 12 ч, при трехсменном п

= 18 ч).

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 40. Подземные скреперные установки



Транспортные машины. Конспект лекций -223-

Часовая производительность канатных дорог, как правило, находится в

диапазоне 100–400 т/ч. При больших значениях рекомендуется устанавливать

параллельно несколько дорог.

Скорость тягового каната принимают в соответствии с рекомендуе-

мым параметрическим рядом 1,6; 2; 2,5; 3,15 м/с, причем большие значения

принимают для коротких дорог с меньшей производительностью.

Натяжения тягового каната в различных точках и тяговое усилие опре-

деляют методом обхода контура тягового ка

ната по точкам. При этом мини-

мальное натяжение из условия ограничения провеса между вагонетками

(

)

min ê

600 800Sg m≥− , (40.2)

где m

– масса 1 м тягового каната (ориентировочно можно принять равной

1–1,5 кг); S

min

– минимальное натяжение тягового каната, Н.

Сопротивление, Н, рассчитывают по следующим формулам:

на участках груженой ветви – по формуле

()

Ãð ê

ños sin

WL mg W

⎛⎞

+ω⋅β±β+Δ

⎜⎟

⎝⎠

;

(40.3)

на участках порожняковой ветви – по формуле

()

ïîð ê

cos sin

WL mg W

⎛⎞

=+ ω⋅β±β+Δ

⎜⎟

⎝⎠

(40.4)

где L – длина расчетного участка; м; G – грузоподъемность вагонетки, т;

а – масса вагонетки, т; m

– расстояние между вагонетками, м; т

– масса 1 м

тягового каната, т; β – угол наклона участка дороги, град; ω – коэффициент

сопротивления движению вагонеток, ω = 0,0065–0,0075; ΔW – дополни-

тельное сопротивление на отклоняющих шкивах, роликовых обоймах и т.д.

на расчетном участке, которое учитывают коэффициентом k

увеличения на-

тяжения каната при огибании указанных элементов. При угле обхвата α

= 90

= 1,02–1,03, при α

= 180

= 1,04–1,06.

По максимальному натяжению S

max

, Н, которое получают так же, как и

при расчете ленточного конвейера (методом обхода контура тягового каната

по точкам), принимают канат с необходимым запасом прочности (не менее

4,5). Тяговый канат должен обладать достаточной гибкостью, поэтому его

диаметр не рекомендуют брать более 32 мм.

По соотношению натяжений набегающей S

нб

, Н, и сбегающей S

, Н, с

приводного шкива ветвей тягового каната определяют необходимую тяговую

способность привода и сравнивают ее с фактическим тяговым фактором. При

этом должно соблюдаться условие

íá ñá

/SS å

≤ . (40.5)

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 40. Подземные скреперные установки



Транспортные машины. Конспект лекций -224-

Если оно не выполняется, то увеличивают угол обхвата установкой

противостоящих (неприводных) шкивов или двух приводных устройств.

Мощность двигателя, кВт, вычисляют по следующим формулам:

при тяговом режиме работы дороги – по формуле

(

)

(

)

íá ñá

/10NS S

−υ η; (40.6)

при тормозном режиме работы дороги – по формуле

(

)

íá ñá

/10NS S=−υη, (40.7)

где υ – скорость тягового каната, м/с; η – КПД механической передачи от

двигателя к приводному шкиву (принимают η = 0,85–0,95) .

Несущий канат рассчитывают по максимальной силе, действующей на

канат от груженой вагонетки, с учетом усилий, связанных с его скольжением

по поддерживающим башмакам и долговечностью каната:

(

)

âãðê

Ðmm magT

++ +, (40.8)

где Р – максимальная сила, действующая на канат, Н; Т – продольное усилие,

которое тем выше, чем больше угол перегиба тягового каната на башмаках (в

приближенных расчетах его принимают равным 0,35 Н).

Сила нажатия, Н, одного колеса на несущий канат

ê0

/PÐï

, (40.9)

где ξ

– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения веса

вагонетки с грузом на колеса, ξ

= 1,1; п – число колес в тележке.

Условное число проходов колес за год

ïð ã ñ

0,7Ñinïï

, (40.10)

где i – интенсивность движения вагонеток, число вагонов в час, i = 3600/t; t –

интервал времени между поступлением вагонеток на трассу, с.

Необходимую прочность несущего каната определяют по формуле

ðïð

160SÑ

′

= , (40.11)

где S'

– разрывное усилие каната, Н; R – сила нажатия одного колеса на ка-

нат, Н.

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 40. Подземные скреперные установки



Транспортные машины. Конспект лекций -225-

Максимальное натяжение S'

mах

, Н, несущего каната находят по выраже-

нию

max 0 ê òð

SS mÍgT

′′ ′

+ , (40.12)

где S'

– начальное натяжение каната, Н; т'

– масса 1 м несущего каната, кг;

Н – наибольшая разность высот между конечными участками каната, м; Т

тр

–

сила трения несущего каната по башмакам, Н,

âãð

òð ê ê ã

Òg mmLf

⎛⎞

′

=++

⎜⎟

⎝⎠

, (40.13)

где

– горизонтальная проекция расчетного участка несущего каната, м; f’ –

коэффициент трения несущего каната по башмаку (принимают

f’ = 0,16).

Коэффициент запаса прочности несущего каната для грузовых дорог не

должен быть менее трех, т.е.

max ð

/3SS

′

≤

Натяжной груз определяют из условия допустимого провеса – несуще-

го каната между соседними опорами и условия значительного превышения

силы трения каната о башмак для обеспечения свободного скольжения по

нему:

(

)

ãð òð

/0,35mÒ g≥ , (40.14)

где

гр

– масса натяжного груза, кг.

Стрелу провеса, м, рассчитывают по формуле

âãð

max ê

8cos

mz g

⎛⎞

′

⎜⎟

⎝⎠

, (40.15)

где

l – расстояние между опорами, м; S

– начальное натяжение каната в про-

лете, равное весу натяжного груза, H; β = arctg

h/h

град; h – разность конеч-

ных точек несущего каната в пролете, м;

z – число вагонеток, одновременно

находящихся в пролете;

а – расстояние между вагонетками, м. Стрела прове-

са не должна превышать 0,1

Переходим к изучению подземных скрепежных установок.

Принцип действия скреперных установок основан на перемещении

груза по почве скрепером с помощью скреперной лебедки, канатов и системы

блоков (рис. 40.1

Наибольшее распространение получили скреперные установки в под-

земных рудниках черной и цветной металлургии для доставки дробленой ру-

ды из очистных забоев в штреках и ортах скреперования и для уборки взо-

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 40. Подземные скреперные установки



Транспортные машины. Конспект лекций -226-

рванной горной массы при проходке горизонтальных и наклонных выработок

с уклоном до 300. Доставка горной массы в подземных условиях производит-

ся, в основном, на грохот или полок по прямой или переменной трассе с по-

мощью двух- и трехбарабанных лебедок. Длина доставки составляет от 5 до

100 м.

а б

в г

Рис. 40.1. Схема скреперных установок: а, б – доставка по прямой трассе, соответ-

ственно, к грохоту и к полку; в – доставка по ломаной трассе; г – доставка по прямой пря-

молинейной трассе трехбарабанной лебедкой; 1 – лебедка; 2 – грохот; 3, 6 – канаты;

5, 7, 8 – подвесные, концевые, отклоняющие блоки; 9 – полок

В зависимости от горно-геологических условий средняя производи-

тельность скреперной установки составляет 150–300 т/см, максимальная –

700–800 т/см. Транспортироваться могут любые кусковые грузы размером до

1000 мм, насыпной плотностью до 3 т/м

Наибольшее распространение на подземных работах получили гребко-

вые односекционные жесткие скреперы (рис. 40.2

) и ящичные, изготав-

ливаемые по ТУ 48-3-96-80. Скреперы легких моделей изготовляются для

доставки горной массы насыпной плотностью до 2 т/м

и тяжелых моделей –

для горной массы с насыпной плотностью более 2 т/м

. Углы внедрения

скрепера оставляют 30, 45 и 60

Тип скрепера выбирают по свойствам груза и условиям эксплуатации.

Для мелких сыпучих грузов принимают ящичные скреперы с углом внедрения

до 45

, для крупнокусковых – гребковые с углом внедрения 45 и 60

Скреперные блоки предназначены для поддержания и изменения на-

правления движения рабочих и холостых канатов скреперных установок. По

назначению и расположению в скреперной установке различают концевые,

подвесные и направляющие блоки.

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 40. Подземные скреперные установки



Транспортные машины. Конспект лекций -227-

Рис. 40.2. Гребковый скрепер

Концевой блок устанавливается на холостой ветви каната и служит для

изменения направления каната на 180

. В крепких породах этот блок обычно

крепится при помощи штыря с кольцом и клина, которые вставляют в специ-

ально пробуренный шпур.

Подвесные и направляющие блоки крепят в выработках с крепкой по-

родой к стенкам аналогично концевому, в выработках с металлической кре-

пью – на крепи с помощью хомутов. Могут применяться и другие способы

креплени

я. Однако любая система закрепления блоков должна выдерживать

толчки и максимальные динамические усилия, которые может создавать

скреперная лебедка.

С целью уменьшения износа деталей блока и канатов установка должна

быть нежесткой и допускать поворот (самоустанавливаться).

Скреперные блоки должны быть легкими и прочными, а их конструк-

ция обеспечивать быструю и удобную подвеску, сняти

е блоков и заправку

канатов, возможность пропуска связок каната, легкое вращение, самоориен-

тирование блока в направлении скреперования, надежное уплотнение под-

шипников от попадания в них пыли и утечки смазки. Диаметр скреперного

блока должен быть не менее 15–18 диаметров каната.

Скреперные блоки (рис. 40.3

), предназначенные для применения со

скреперными подземными лебедками и вспомогательными шахтными лебед-

ками, изготовляются двух типов: одинарные и спаренные (с двумя ролика-

ми), с крюком (рис. 40.3,

а) и со скобой (рис. 40.3, б).

Скреперные подземные лебедки могут применяться для выполнения

различных вспомогательных работ при откатке вагонеток по горизонтальным

путям и обслуживании складов сыпучих и кусковых материалов и т.п. Лебед-

ки изготовляются двухбарабанные и трехбарабанные с соосным и параллель-

ным расположением барабанов и электродвигателя.

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 40. Подземные скреперные установки



Транспортные машины. Конспект лекций -228-

а б

Рис. 40.3. Блок скреперный: а – с крюком; б – со скобой

ВНИПИрудмашем выполнена модернизация скреперных лебедок. В

обозначение типов модернизированных лебедок добавлена буква А. На мо-

дернизированных лебедках на 10 % увеличена средняя скорость каната рабо-

чего и холостого ходов, в 1,5-2 раза повышены надежность и долговечность

планетарных редукторов, снижено усилие на рукоятках управления до 60 Н.

Модернизированная скреперная лебедка (рис. 40.4

) состоит из электро-

двигателя

1, редуктора привода 3, блоков рабочего барабана 4 и холостого

барабана

5 с планетарными редукторами, тормозами 7 и направляющими

устройствами для канатов

6, рычагов ручного управления 10, съемного огра-

ждения

9, орошения 8 и рамы 2.

Лебедка с параллельным расположением электродвигателя (рис. 40.5

) от-

личается компоновкой и отдельными составными частями от лебедки с осе-

вым расположением. Корпус редуктора и рама позволяют устанавливать

электродвигатель параллельно оси барабана.

Трехбарабанная лебедка имеет два холостых и один рабочий барабаны

(рис. 40.6

). Такая конструкция лебедки обеспечивает скреперование на ши-

роком фронте работ при изменении трассы движения. Трехбарабанная лебед-

ка собирается из тех же сборочных единиц, что и двухбарабанная, но имеет

большую длину рамы и центрального вала. Управление тормозом рабочего

барабана осуществляется ножной педалью, а тормозами холостых барабанов

– ручными рычагами управления.

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 40. Подземные скреперные установки



Транспортные машины. Конспект лекций -229-

Рис. 40.4. Лебедка скреперная подземная 55ЛС2СМА

Рис. 40.5. Лебедка скреперная подземная 55JIС2ПМА

Для передачи крутящего момента на вал двигателя всех лебедок наса-

жена шестерня, которая находится в зацеплении с шестерней редуктора при-

вода. Редукторы – двухступенчатые, передачи – цилиндрические косозубые.

ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ

Лекция 40. Подземные скреперные установки



Транспортные машины. Конспект лекций -230-

В параллельном исполнении редуктора имеется паразитное колесо. Корпуса

редукторов литые и снабжены двумя фланцами: один – для соединения с

электродвигателем, другой – для соединения с корпусом блока рабочего или

холостого (в трехбарабанной лебедке) барабанов. Тормоз одностороннего

действия выполнен по дифференциальной схеме. Поэтому при изменении

направления скреперования его передемонтируют.

Рис. 40.6. Лебедка скреперная подземная 55ЛС3СМА

Рама, представляющая собой сварную металлоконструкцию, выпол-

ненную из проката, служит для установки и закрепления на ней с помощью

болтов рабочего и холостого барабанов, редуктора привода, двигателя и ры-

чажной системы управления.

Направляющее устройство для канатов состоит из корпуса, осей и ро-

ликов, образующих прямоугольное окно для прохода рабочего и холостого

канатов. В зави

симости от условий работы направляющее устройство может

устанавливаться ниже или выше барабанов лебедки.

Для создания безопасных условий труда и удобства обслуживания ле-

бедка комплектуется ограждением, оросительной системой и сиденьем.

Контрольные вопросы

1. На чем основан принцип действия скреперных установок?

2. По какой схеме выполнен тормоз одностороннего действия?

3. Как выбирают тип скрепера?