Тема 5.4. Кінематика і динаміка підіймальних систем

План:

5.4.1. Визначення часу підіймальної операції.

5.4.2. Кінематика підіймальних систем.

5.4.3. Динаміка підіймальних систем.

5.4.1. Вихідними даними для розрахунку являються річна продуктивність А_р шахти і висота підйому Н.

Продуктивність підіймальної операції на годину

, (95)

де С = 1,5 – коефіцієнт резерву продуктивності згідно ПТЕ; a – коефіцієнт, що враховує видачу породи, якщо вона видається установкою; п_д = 300 – число робочих днів в році; п_г = 18 – число годин роботи на добу.

Число підіймальних операцій на годину

. (96)

Розрахунковий час підіймальної операції

. (97)

Час руху підіймальних посудин

, (98)

де t_n – час паузи, який приймають в залежності від об’єму скіпа і типу кліток.

Середня швидкість піднімання

. (99)

Орієнтовна максимальна швидкість піднімання

. (100)

Згідно ПБ для кліток v_м не повинна перевищувати 12 м/с. a _с =1,15...1,35.

5.4.2. Графічне зображення зміни швидкості і прискорення в залежності від часу називається відповідно діаграмою швидкості і прискорення.

Для кліткових підіймальних установок приймають трьохперіодні діаграми (рис. 103, а). Згідно ПТЕ приймають прискорення a ₁ = 1 м/с², сповільнення a ₃ = 0,75 м/с². Модуль прискорень

. (101)

Розрахункова максимальна швидкість

. (102)

Час і шлях прискореного руху

; . (103)

Час і шлях сповільненого руху

; . (104)

а б

Рис. 103. Діаграми швидкості і прискорень: а – трьохперідна, б – п’ятиперіодна

Шлях і час рівномірного руху

; . (105)

Час руху підіймальних посудин

. (106)

П’ятиперіодні діаграми (рис. 103, б) застосовують для неперекидних скіпів. Наявність першого і п’ятого періоду необхідна для зменшення динамічного навантаження при ході ролика по розвантажувальних кривих з прискоренням a¢ і сповільненням a¢¢, які не повинні перевищувати 0,3...0,5 м/с². Швидкість порожнього скіпа при виході з розвантажувальних кривих v¢ = 1...1,5 м/с і при вході v¢¢ = 0,5...1,2 м/с.

Максимальна швидкість піднімання

, (107)

де ; ; (108)

h_p – шлях скіпа в розвантажувальних кривих.

Прискорення і час руху ролика при виході скіпа з розвантажувальних кривих

; . (109)

Сповільнення і час руху ролика при вході скіпа в розвантажувальні криві

; . (110)

Час і шлях руху скіпа з прискоренням a ₁

; . (111)

Час і шлях руху скіпа з прискоренням a ₃

; . (112)

Шлях і час рівномірного руху ; . (113)

Час руху підіймальних посудин . (114)

Семиперіодну діаграму застосовують для перекидних скіпів. Для зменшення динамічних навантажень під час входу і виходу скіпа з розвантажувальних кривих.

Чотирьох- і шестиперіодні діаграми застосовують для відповідно для неперекидних і перекидних скіпів для зменшення часу прискореного руху і для скіпів з противагами.

5.4.3. Основне динамічне рівняння академіка М. М. Федорова для систем з врівноважуючим канатом

, (115)

де k – коефіцієнт опору повітря, k = 1,2 для кліткових установок і k = 1.15 для скіпових установок; q – лінійна маса зрівноважувального каната; m_n – приведена маса

, (116)

де L_пк і L_вк – довжина підіймального і зрівноважувального каната;

, (117)

; (118)

m¢_нш, m¢_б, m¢_зп, m¢_р – приведені маси напрямного шківа, барабана, редуктора, ротора двигуна, які визначаються за формулою

, (119)

де GD ² – маховий момент, який визначається по таблицях.

Діаграма зусиль і потужностей побудована на рис. 104, будується згідно рівняння

. (120)

Еквівалентне зусилля для кліткових установок

, (121)

де (122)

по даних акад. М. М. Федорова k_у.д = 1 і k_n = 0,38, які враховують погіршення умов охолодження під час прискореного і сповільненого руху.

Рис. 104. Трьохперіодні діаграми для систем: а – із зрівноважувальним канатом, б – статично зрівноважених, в – без зрівноважувального каната

Еквівалентне зусилля в загальному випадку для всіх діаграм

. (123)

Еквівалентна потужність

. (124)

Контрольні питання до теми 5.4:

5.4.1. Як визначається час руху підіймальної операції?

5.4.2. Як визначається максимальна швидкість руху підіймальних посудин?

5.4.3. Які діаграми застосовують для кліткових підіймальних установок?

5.4.4. Які діаграми застосовують для скіпових підіймальних установок?

5.4.5. Як визначається еквівалентне зусилля і потужність?