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

Подождите немного. Документ загружается.

После каждого цикла разгрузки двигатель отключается и

затормаживается. Поскольку крутящий момент на барабан

передается с помощью цепной передачи, все ролики,

поддерживающие барабан, опорные (не приводные), симметрично

установлены относительно продольной оси барабана с отклонением

#=#45.

Рис.35. Круговой опрокидыватель на две вагонетки с цепным

приводом барабана: а – вид сбоку; б – поперечный разрез

1 – бандаж; 2,#6 – опорные ролики; 3 – рельсовый путь; 4 – барабан; 5 – вагонетки;

7 – приводная цепь; 8 – приводная звездочка на тихоходном валу редуктора привода

Крутящий (статический) момент (в килоньютон-метрах) на

валу ротора электродвигателя при установившемся движении

ц р п.м б

(2 )Р k fd D

i i D







, (12)

где D

, D

– диаметры опорных роликов и бандажей барабана, м;

ц#

,. i

– передаточные отношения цепной передачи и редуктора

привода; η

п.м

– КПД передаточного механизма; Р – усилие

нажатия бандажей барабана на опорные ролики с одной стороны

от оси барабана, кН,

в в б

( )

2cos

g n G G







;



– число одновременно разгружаемых вагонеток;  – угол

установки опорных роликов относительно оси барабана, град.

Остальные обозначения в формуле (12) такие же, как и для

опрокидывателя с фрикционным приводом.

При пуске опрокидывателя (разгон барабана и всех

элементов, включая ротор электродвигателя) двигатель должен

преодолеть помимо статического М

динамический момент

сопротивления:

2 2

в в б б б

2 2

ц р п.м p

( )

10 0,4 3

n G R G R

с GD

i i g t

 

 





 

 

 

 



 

 

где R

, R

– радиусы инерции вагонетки и барабана, м; n

– частота

вращения ротора электродвигателя, мин

–1

; t

– время разгона

барабана до установившейся угловой скорости, с; (GD

)

– маховый

момент быстроходного вала привода, Н·м

; с – коэффициент,

учитывающий инерцию тихоходных звеньев в системе привода,

с.



#1,1.

Величина R

зависит от расстояния центра массы груженой

вагонетки до оси барабана (или превышение центра массы вагонетки

над осью сцепного прибора). Значение R

несколько меньше D

/2 и

определяется конструкцией барабана.

Мощность двигателя привода (в киловаттах) кругового

опрокидывателя с цепным приводом барабана целесообразно

выбирать по величине пускового момента М

#=#М

#+#М

п д

дв

М n





4.3. ТОЛКАТЕЛИ И ПОДВАГОННЫЕ ЦЕПИ

4.3.1. Назначение, классификация и устройство толкателей

Толкатели предназначены для проталкивания отдельных

вагонеток или нерасцепленных составов в местах загрузки

вагонеток под люком или с головки (головного разгрузочного

барабана) конвейера; для вталкивания вагонеток (по отдельности

или нерасцепленных в составе) в опрокидыватель скипового или

конвейерного подъема шахты или рудника; для подачи отдельных

вагонеток в клеть клетевого подъема.

Толкатели подразделяются на следующие виды:

#по типу рабочего органа – цепные, канатные, поршневые,

тельферные;

#по направлению воздействия на вагонетки – нереверсивные

и реверсивные;

#по способу захвата вагонеток – с нижним и верхним

расположением толкающего кулака;

#по роду привода – с электрическим,

электрогидравлическим и пневматическим приводами;

Рис.36. Цепной толкатель: а – план;

б – схема взаимодействия кулака

с подвагонным упором вагонетки

1 – двигатель; 2 – турбомуфта; 3 – редуктор;

4, 6 – приводная и натяжная звездочки; 5 –

тяговая цепь; 7 – кулак; 8 – рама вагонетки;

9 – подвагонный упор; 10 – направляющая

для втулочно-роликовой тяговой цепи

Р.

#по способу установки в рабочей зоне – фундаментные и

бесфундаментные.

Наибольшее распространение получили цепные толкатели

нижнего действия, кулак которых взаимодействует с подвагонными

упорами вагонеток.

В качестве тягового органа чаще всего используется втулочно-

роликовая цепь, замкнутая в вертикальной плоскости на приводной и

натяжной звездочках. Кулак в виде углового рычага (или кулаки)

шарнирно закреплен на тяговой цепи, перемещающейся по

специальным рельсовым направляющим с опиранием роликов цепи на

эти направляющие. Привод оборудован турбомуфтой для

предохранения элементов толкателя (а также вагонетки) от перегрузок

и поломок (рис.36).

4.3.2. Расчет цепного толкателя

При расчете толкателей тяговое усилие необходимо

определять, учитывая возможность прицепки к уже находящемуся в

зоне установки толкателя вновь прибывшего состава. Такая

ситуация часто возникает, например, в околоствольном дворе перед

опрокидывателем.

Для исключения простоев локомотивов расчет ведут на

случай передвижения толкателем полутора груженых и половины

порожнего (уже разгруженного) составов, состоящих из Z вагонеток

каждый (рис.37).

Расчетное усилие Р на кулаке толкателя должно

преодолевать сопротивление движению W

двух сцепленных

составов, т.е. при условии Р.≥#W

. В зоне разгрузки вагонеток

рельсовые пути укладываются с некоторым уклоном в сторону

движения разгружаемых вагонеток. Поэтому сопротивление

движению двух сцепленных составов, один из которых уже

наполовину разгружен, с учетом динамической составляющей (в

ньютонах)

0 0 г.п 0 п.п 0

1,5( )( ) 0,5 ( ) (1,5 2 ) 10W gZ G G w i G w i G G а

 

       

 

Рис.37. Расчетная схема к определению усилия на кулаке толкателя

1 – бункер; 2 – толкатель; 3 – груженая вагонетка; 4 – опрокидыватель;

5 – порожняя вагонетка

где Z – число вагонеток в составе; i – уклон пути на участке

проталкивания составов, ‰; w

г.п

, w

п.п

– удельное сопротивление

движению груженой и порожней вагонеток при трогании с места, Н/

кН; а – ускорение движения сцепленных составов при их разгоне

толкателем, м/с

; обычно принимают а#=#0,1÷0,2#м/с

Тяговое усилие на приводной звездочке толкателя

(см.#рис.36) складывается из найденной величины W

сопротивлений движению тяговой цепи толкателя на верхней и

нижней ветвях с учетом дополнительных сопротивлений, вызванных

прижатием к направляющей тяговой цепи кулака с силой Р

.=.Рh/h

где h, h

– плечи кулака; h

#<#h

; h

– просвет между подвагонным

упором и осью кулака для обеспечения возможности пропуска

вагонеток через толкатель слева направо (рис.36,#б). Кроме того,

кулак поворачивается на 90, второе плечо длиной h

поднимается

вверх и не препятствует проходу вагонеток, так как h

.<.h

Тяговое усилие на приводной звездочке

т 0 ц ц т ц

1 2 '

W W K w Kgq L w

 



  

 

 

0,5Zl

1,5Zl

g(G

+ G)

где K – коэффициент, учитывающий потери на звездочках

толкателя, K#



#1,1÷1,2;



– коэффициент сопротивления

движению тяговой цепи по направляющим,



#=#0,06÷0,1; q

–

линейная масса тяговой цепи толкателя, кг/м; L

– длина толкателя

по осям приводной и натяжной звездочек, м.

Расчетная мощность двигателя привода толкателя

з т т

дв

п.м

1000

K W

N 



где K

– коэффициент запаса, K

#=#1,1÷1,15; v

– скорость движения

тяговой цепи с кулаком, м/с; 

п.м

– КПД передаточного механизма.

В зависимости от условий работы, места установки и режима

нагружения толкателя выбирается скорость v

При установке толкателя в околоствольных дворах из

условия обеспечения производительности v

#≤#0,5÷1#м/с; при

установке толкателя на других стационарных пунктах

(погрузочных) v

#≤#0,15÷0,25#м/с. Двигатель привода выбирают

кранового типа при нагружении с ПВ#=#35#%.

4.3.3. Подвагонные цепи

Подвагонные цепи служат для продвижения составов или

одиночных вагонеток и отличаются от толкателей режимом работы:

толкатель выключается после каждого хода на длину l

(рис.37)

одной вагонетки, а подвагонная цепь проталкивает состав на

большее расстояние, диктуемое условиями производства.

В качестве приводных для подвагонных цепей используют

обычные короткозамкнутые асинхронные двигатели при ПВ#=#100#%.

Конструкция подвагонных цепей аналогична конструкции

цепных толкателей. Выбор мощности двигателя привода

производится по статической нагрузке (без учета динамической

составляющей, как при расчете толкателей).

4.4. КОМПЕНСАТОРЫ ВЫСОТЫ

Компенсаторы высоты служат для подъема расцепленных

вагонеток на высоту, необходимую для обеспечения самокатного

движения вагонеток. Высота подъема Н определяется размером

«потерянной» высоты, связанной с движением вагонеток под уклон

в пределах околоствольного двора.

Компенсаторы высоты могут быть непрерывного и

циклического действия.

Компенсаторы высоты непрерывного действия обычно с

цепным тяговым органом, замкнутым в вертикальной плоскости на

приводной и натяжной звездочках. Компенсаторы высоты

периодического действия выполняются в виде подъемника с

кривошипно-шатунным приводом (радиус кривошипа равен

половине высоты подъема).

Расчетная производительность цепного компенсатора

непрерывного действия (рис.38) определяется известным (заданным)

количеством n

поднимаемых вагонеток за час работы.

Расстояние между вагонетками на компенсаторе (в метрах):

3600

 v

где v

– скорость движения тяговой цепи компенсатора, м/с.

Рис.38. Расчетная схема компенсатора высоты



Число одновременно находящихся на компенсаторе

вагонеток Z#=#L/a, где L#=#H/sinβ; здесь Н – требуемая высота

подъема вагонеток, м; β – угол наклона компенсатора к горизонту.

Из условия продольной устойчивости вагонеток принимают

β#≤#15÷20º.

Тяговое усилие на валу приводной звездочки компенсатора

(в килоньютонах)

0 в ц ц ц

(sin cos ) 10W gK ZG w q L w



 

 

    

 

где K – коэффициент, учитывающий дополнительные

сопротивления движению на звездочках, а также в направляющих от

давления кулаков (см. п.4.3.2), K.=. 1,2÷1,3; q

– линейная масса

тяговой цепи, кг/м; w – коэффициент сопротивления движению

вагонеток по рельсовому пути (при G

#=#G

#+#G w'#=#



; при G

.=.G

w.=.



);



– коэффициент сопротивления движению цепи,

=#0,13÷0,15; L

– длина цепного контура, м, L

##2,25L; L – длина

наклонного участка компенсатора,#м.

Мощность двигателя привода

0 ц

дв

п.м

N 



где v



#0,3#м/с.

Двигатель привода компенсатора выбирается так же, как и

для подвагонных цепей.

5. ПОГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ

5.1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Погрузочные машины относятся к группе самоходных

машин и предназначены для погрузки в транспортные средства

непрерывного и периодического действия полезного ископаемого и

пустой породы при проведении главным образом подготовительных

выработок, т.е. при ведении горных работ в узких забоях.

Основными операциями, выполняемыми погрузочными

машинами, являются захват отбитой горной массы и ее передача на

транспортное средство (вагонетку, конвейер).

Разнообразие горно-технических условий предопределяет

многообразие конструкционных типов погрузочных машин, которые

различаются по следующим основным признакам:

#по способу захвата горной массы – черпающие (с

ковшовым рабочим органом) и нагребающие (с рабочим органом в

виде нагребающих лап, гребков, гребковых роторов);

#по характеру взаимодействия рабочего органа со штабелем

отбитой горной массы – с нижним, верхним и боковым захватом;

#по принципу действия рабочего органа – циклического и

непрерывного действия;

#по способу передачи загружаемой горной массы в

транспортное средство – прямой и ступенчатой погрузки (рабочий

орган – конвейер или бункер – транспортное средство);

#по оборудованию ходовой части – машины на колесно-

рельсовом, гусеничном или пневмоколесном ходу;

#по конструкции рабочего органа (рис.39) – одноковшовые

(а), многоковшовые или элеваторные (б), лопастные (в), с

нагребающими лапами (г), с цепными барабанами (д), с рифлеными

дисками (е), с заборной вибрационной плитой (ж);

#по типу применяемого силового оборудования –

электрические, электрогидравлические, пневматические, с

двигателями внутреннего сгорания (ДВС).

Главные отличительные признаки погрузочной машины

заложены в ее марку, в которой указано ее назначение (П –

погрузочная), принцип действия (П – периодического действия, Н –

непрерывного действия) и характер взаимодействия рабочего органа

со штабелем горной массы (Н – с нижним захватом, В – с верхним

захватом, Б – с боковым захватом).

Таким образом, все машины с указанными выше признаками

можно свести к шести группам: ППН; ППБ; ППВ; ПНН; ПНБ; ПНВ.

Наибольшее распространение на горных предприятиях

получили машины периодического действия с ковшовым рабочим

органом, обеспечивающие нижний захват груза из штабеля

(ППН), а также погрузочные машины непрерывного действия с

нагребающими лапами, обеспечивающими боковой захват груза

из штабеля (ПНБ).

5.2. ОДНОКОВШОВЫЕ ПОГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ

С НИЖНИМ ЗАХВАТОМ

Одноковшовые погрузочные машины с нижним захватом

горной массы (ППН) выпускаются как прямой, так и ступенчатой

погрузки.

Погрузочная машина прямой погрузки (рис.40) чаще всего

используется на рельсовом ходу, а в качестве силового

Рис.39. Типы рабочих органов погрузочных машин