Тарасов Ю.Д., Николаев А.К. Горно-транспортные машины периодического действия

Подождите немного. Документ загружается.

Вес скрепера при выбранном значении Р и

определенном В

.=.РВ.

Полученное значение G

должно быть проверено из

условия выполнения неравенства:

(0,4 0,6) ,G G 

где G – вес перемещаемой скрепером горной массы, кН.

Ширина скрепера, используемого в подземных

условиях, проверяется по ширине выработки, по которой будет

осуществляться транспортирование горной массы:

выр

(0,4 0,5)B B 

где В

выр

– ширина выработки в свету, м.

2.2.2. Скреперные лебедки

В зависимости от используемой транспортной схемы

применяют скреперные лебедки двух- и трехбарабанные с соосным

и параллельным расположением двигателя и барабанов. Все

скреперные лебедки имеют одну кинематическую схему и способ

включения барабанов, реализуемый с помощью фрикционных

планетарных муфт, и отличаются лишь размерами отдельных

элементов. Типоразмерный ряд отечественных скреперных лебедок

разработан институтом «Гипроникель».

Кинематическая схема двухбарабанной скреперной

лебедки показана на рис.4. Трехбарабанная лебедка отличается от

нее дополнительным (третьим) барабаном.

Приводной электродвигатель и вал лебедки жестко

кинематически связаны через двухступенчатый редуктор. Вал с

помощью закрепленных на нем солнечных зубчатых колес

кинематически связан с водилом каждого барабана с помощью

сателлитов (по три на каждый барабан). Водило жестко связано с

канатным барабаном, а свободно установленные на водилах сателлиты

постоянно сцеплены с внутренними зубчатыми венцами тормозных

шкивов. Последние свободно установлены на центральном валу и

снабжены ленточными тормозами, являющимися механизмами

включения канатных барабанов.

Изменение направления движения скрепера осуществляется

без изменения направления вращения вала двигателя путем

включения того или иного барабана и отключения барабана со

сматывающимся канатом.

Ленточный тормоз обеспечивает также предохранение от

перегрузки лебедки благодаря проскальзыванию обода

относительно ленты тормоза при увеличении тягового усилия сверх

нормативного.

Передаточное отношение одноступенчатого планетарного

редуктора каждого канатного барабана выбирается в зависимости от

Рис.4. Кинематическая схема двухбарабанной скреперной лебедки

1, 5 – барабаны; 2, 4 – водило; 3, 7 – ленточный тормоз; 6 – сателлит; 8 – тормозной

шкив с внутренним зубчатым венцом; 9 – солнечное колесо; 10 – двухступенчатый

редуктор; 11 – электродвигатель; 12 – рама; 13 – приводной вал

заданной скорости движения скрепера (при рабочем или холостом

ходе).

Двух- или трехбарабанные лебедки комплектуются с различным

числом унифицированных блоков канатных барабанов. Способ

управления скреперной лебедкой может быть ручной или

дистанционный. В последнем случае ленточные тормоза (механизмы

включения барабанов) оснащаются пневмо- или гидроцилиндрами,

электрогидравлическими или электровинтовыми приводами в системе

управления.

Диаметр барабанов скреперной лебедки D

.=.220450#мм,

диаметр тяговых канатов d

и диаметр навивки барабанов связаны

соотношением D

.=.18d

Канатоемкость барабана L.=.m

.+.m

), где m

, m

#–

число рядов и слоев каната на барабане при полной навивке каната

на барабан.

Число рядов и слоев каната на барабане

m 

;

бр





где l

– длина барабана, м; D

– диаметр реборды барабана, м.

Расчетная тормозная сила ленточного тормоза (в ньютонах)

SР

max



где S

max

– максимальное рабочее натяжение тягового каната, Н; D

#–

диаметр тормозного шкива, м.

Натяжения тормозной ленты в точках сбегания и набегания

на тормозной шкив (в ньютонах)

сб

(е 1)

Т 



;

нб

(е 1)

Т 



где f – коэффициент трения между тормозным шкивом и лентой; #–

угол обхвата лентой тормозного шкива, рад.

2.2.3.Тяговые канаты

В качестве тяговых канатов используются стальные

проволочные канаты двойной свивки (открытые) с мягким

сердечником при максимальном диаметре проволок, формирующих

наружный слой каната. Предел прочности на разрыв не более

1600#МПа.

2.3. РАСЧЕТ КАНАТНО-СКРЕПЕРНОЙ УСТАНОВКИ

2.3.1. Вместимость скрепера и производительность

канатно-скреперной установки

Техническая производительность канатно-скреперной

установки как транспортного устройства периодического действия (в

тоннах в час)

3600

 V

(2)

где Т

– продолжительность цикла, с; V – вместимость скрепера, м

;

 – насыпная плотность горной массы, т/м

;  – коэффициент

заполнения скрепера.

В зависимости от крупности и формы кусков горной массы,

гранулометрического состава .=.0,61.

Время цикла Т

.=.t

.+.t

, где t

, t

– время

заполнения скрепера горной массой, рабочего и холостого хода и

паузы, необходимой для переключения барабанов (реверса

скрепера) и разгрузки скрепера (в секундах),

t 

;

)( 



;

t 

, V

– скорость движения скрепера при его заполнении, рабочем

и холостом ходах, м/с; L – длина скреперной дороги, м; L

#– путь, на

котором происходит заполнение скрепера,#м.

Расчетное значение t

#=#35#с.

Скорость скрепера при рабочем ходе обычно V

#=#11,3#м/c,

а при холостом ходе V

#=#1,51,8#м/с. Рекомендуемое соотношение

между скоростями рабочего и холостого ходов V

#=#(1,31,5)

Из формулы (2) следует, что показатель Q резко

уменьшается с увеличением времени цикла Т

, а последнее

пропорционально длине скреперной дороги (см. рис.2).

Поэтому область рационального использования канатно-

скреперных установок – доставка грузов на расстояние не более 100#м.

Обычно длина скреперной дороги L составляет 40-60#м, что вполне

достаточно, например, при доставке руды из камер при камерной

системе разработки месторождений.

В том случае, когда задана эксплуатационная

производительность Q

канатно-скреперной установки, выбирается

потребная вместимость скрепера (в кубических метрах)

цэ

ТQ





3600

где k

– коэффициент машинного времени.

Полученное значение V проверяется по кусковатости

транспортируемой горной массы. В этом случае должно

выполняться условие V.#кV

, где к – коэффициент

пропорциональности, к#=#28 – в зависимости от максимальной

крупности кусков (минимальные значения принимаются для

крупнокусковой горной массы); V

#– объем куска, м

; например, при

#=#0,010,03#м

к#=#48; при V

#=#0,10,4#м

к#=#22,5.

Вес размещаемого в скрепере транспортируемого груза (в

килоньютонах) при #=#1

G.=.gV.

2.3.2. Тяговые усилия в течение цикла транспортирования

Тяговые усилия на ободе барабанов скреперной лебедки

меняются в течение цикла транспортирования и определяются

следующим образом (рис.5).

При рабочем ходе максимальное натяжение тягового каната

##K[G(f

cos##sin).+.G

cos##sin)],

где G, G

– вес горной массы в скрепере и вес скрепера, кН; K –

коэффициент, учитывающий сопротивления движению тяговых

канатов (двух или трех, в зависимости от типа скреперной лебедки#–

двух- или трехбарабанной), вызванные трением канатов о почву и

стенки выработки, а также потерями на отклоняющих блоках; f, f

#–

коэффициент трения (сопротивления движению) груза и скрепера по

почве выработки;  – угол наклона скреперной дороги.

Учитывая некоторую неопределенность условий работы

скреперной установки, принимают K#=#1,41,5.

При холостом ходе максимальное натяжение тягового каната

(в килоньютонах)

#=#KG

cos##sin).

При зачерпывании горной массы натяжение тягового каната

зач

.=.S

, где K

– коэффициент зачерпывания, в зависимости от

Рис.5. Расчетная схема канатно-скреперной установки: а – схема скреперной

установки; б – схема для определения сопротивления движению скрепера

1 – скреперная лебедка; 2, 5 – головной и хвостовой тяговые канаты; 3#–

транспортируемый груз; 4 – скрепер; 6 – скреперная дорога; 7 – разгрузочный полок



крупности, формы кусков и насыпной плотности горной массы,

#=#1,52,2.

Коэффициенты сопротивления движению горной массы и

скрепера по почве выработки соответственно f#=#0,60,8;

#=#0,40,6.

2.3.3. Мощность двигателя привода скреперной лебедки

При ярко выраженной неравномерности нагружения привода

скреперной лебедки в течение цикла потребную мощность двигателя

привода следует подсчитывать как среднеквадратичную величину

мощностей, развиваемых двигателем в отдельные периоды цикла:

при заполнении скрепера в начале рабочего хода, движении

загруженного скрепера после его заполнения и при возвращении

порожнего скрепера в исходное положение за новой порцией горной

массы (в киловаттах):

зр

зз

дв

tNtNtN





где N

, N

– мощность привода в периоды времени t

, t

, кВт,

з з

п.м

S V

N 



р р

п.м

S V

N 



х х

п.м

S V

N 



;



п.м

– КПД передаточного механизма лебедки (одноступенчатого

планетарного и двухступенчатого редукторов); при этом можно

принимать V

##V

3.ОБОРУДОВАНИЕ ЛОКОМОТИВНОЙ

ОТКАТКИ

3.1.ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЛОКОМОТИВНОЙ ОТКАТКИ

К рельсовой локомотивной откатке относятся следующие

основные элементы:

#рельсовые пути с комплексом вспомогательных устройств;

#рудничные вагонетки;

#тяговая сеть;

#преобразовательные и зарядные подстанции.

Тяговая сеть необходима при откатке контактными и

индукционно-высокочастотными электровозами.

Преобразовательные подстанции используются при откатке

контактными электровозами, а зарядные подстанции – при откатке

аккумуляторными электровозами (зарядка батарей), гировозами

(раскрутка маховика) и пневмовозами (смена баллонов со сжатым

воздухом).

3.2. РУДНИЧНЫЕ РЕЛЬСОВЫЕ ПУТИ

3.2.1. Характеристика рельсовых путей

Расположение рельсового пути в пространстве определяется

трассой, планом и профилем.

Трасса – ось пути, нанесенная на карту (на план выработки)

или разбитая на местности с помощью реперов.

План пути – проекция трассы на горизонтальную плоскость.

Профиль пути – проекция развернутой (не искаженной по

длине) трассы на вертикальную плоскость.

Рельсовый путь состоит из двух основных частей: нижнего

(основания) и верхнего строений.

К нижнему строению относится земляное полотно с

искусственными сооружениями (мостами, путепроводами,

акведуками), а для подземных путей – почва выработки с

соответствующими продольными и поперечными уклонами и

водоотливными канавками.

Верхнее строение составляет балластный слой, шпалы, рельсы,

рельсовые скрепления и различное путевое оборудование.

Рельсовые пути, представляющие собой две нити

скрепленных между собой рельсов (рис.6), характеризуются

шириной рельсовой колеи S

, которая измеряется расстоянием

между внутренними поверхностями головок рельсов.

Колесная колея S

– расстояние между наружными

(рабочими) кромками реборд колес подвижного состава

(локомотивов и вагонеток). Связь между рельсовой и колесной

колеей следующая:

,xSS 

кp

где x – игра колеи, обеспечивающая центрирование колесных пар

(или полускатов) в движении и предотвращающая возможность

расклинивания реборд колес между головками рельсов, для

подземных рельсовых путей x.=.10#мм.

Что касается ширины рельсовой колеи, то она для угольных

шахт может быть 600 и 900#мм, для рудников – 750#мм. На

поверхности, в карьерах, чаще используется нормальная колея

#=#1524#мм. Колея меньше 1524#мм называется узкой колеей.

Допуски на колею для подземных рельсовых путей – 2#+#4#мм.

Для рудничного рельсового транспорта применяют рельсы с

различными линейными массами: 18, 24, 33#кг/м и более. Выбор

типа рельса определяется величиной нагрузки на колесную пару от

Рис.6.#Схема взаимодействия ходовой части подвижного состава

с рельсовым путем

1, 3 – рельсы; 2 – колесная пара или полускат

подвижного состава и степенью ответственности рельсового пути. В

последнее время применяют, как правило, тяжелые рельсы.

Балластный слой предназначен для распределения давления

от шпал на возможно бόльшую площадь нижнего строения,

образования под шпалой упругой подушки, предупреждения

относительного смещения шпал, дренажа воды и создания

постоянного уклона на участках рельсового пути.

Для формирования балластного слоя используют щебень

из изверженных пород фракции 20-40#мм и дробленый гравий

фракции 3-20#мм.

Шпалы предназначены для укрепления на них рельсов и

передачи давления от рельсов на балластный слой. Применяют

шпалы деревянные (предварительно пропитанные антисептиком),

металлические и из предварительно напряженного бетона.

Рельсовые скрепления служат для соединения смежных

рельсов в стыках и для прикрепления рельсов к шпалам, стык

располагают между сближенными шпалами.



Рис.7.#Схемы устройств

для перевода подвижного

состава на другой путь:

а, б, в – правый, левый и

симметричный стрелочные

переводы; г – съезд (правый)