4.10.2 Кинематика подъемных систем

Графическое изображение изменения скорости подъемных сосудов в зависимости от времени называется диаграммой скорости подъема.

Заданными для определения элементов диаграммы скорости являются: расчетная продолжительность движения подъемных сосудов Т_р (с); путь (высота) подъема H — расстояние от нижней до верхней приемной площадки, причем при скиповом подъеме нижней приемной площадке соответствует уровень загрузки скипа в зумпфе, м; ускорение a₁, согласно ПТЭ, при спуске и подъеме людей принимается не более 1 м/с²; для грузовых подъемов величина ускорения определяется проектом; замедление а₃ не должно превышать 0,75 м/с.

Трехпериодные диаграммы скорости и ускорения (рис. 43) применяют при клетевом подъеме.

1 Максимальная скорость подъема. Путь подъемных сосудов за время одной подъемной операции складывается из путей h₁, h₂ и h₃, пройденных сосудами соответственно за время ускоренного t₁ равномерного t₂ и замедленного t₃ движения, т.е.

H = h₁+h₂+h₃ (45)

Выразив путь через максимальную расчетную скорость и продолжительности движения t₁, t₂ и t₃, имеем:

.

Так как продолжительность движения подъемных. сосудов за время одной подъемной операции T_p=t₁+t₂+t₃, то

Следовательно,

(46)

Обозначим

(47)

откуда модуль ускорений (м/с )

(48)

Далее на основании (46) — (48)

и окончательно (м/с)

(49)

По данным о подъемных машинах определяют фактическую максимальную скорость подъемных сосудов, причем для обеспечения заданной производительности необходимо, чтобы v_max ≥ v_pm.

2 Продолжительность (с) и путь (м) ускоренного движения

(50)

(51)

3 То же, замедленного движения

(52)

(53)

4 Путь и продолжительность равномерного движения

h₂= H-h₁-h₃ (54)

(55)

5 Продолжительность движение подъемных сосудов (с)

T=t₁+t₂+t₃ (56)

С другой стороны, если в формулу (56) подставить t₁ и t₃ с (40) и (42), а вместо t₂ — его значение из (55), то

(57)

При правильном расчете величина T по формулам (56) и (57) одинаковая.

Формула (57), так же как и приводимые ниже формулы (73) и (80), используют не только для проверки правильности расчета диаграмм скорости, но и для определения в эксплуатируемых установках величины Т, что необходимо при пребывании возможной пропускной способности подъемной установки.

Так как v_max ≥ v_pm, то Т ≤ Т_р, и поэтому фактический коэффициент резерва производительности подъемной установки будет равной или большее расчетного.

(58)

Пятипериодные диаграммы скорости и ускорения (Рис. 44) применяют при подъеме в неопрокидных скипах.

Наличие первого и пятого периодов в диаграмме скорости объясняется тем, что для уменьшения динамической погрузки на разгрузочные кривые, разгрузочный ролик и затвор скипа при движении скипа при ходе ролика по разгрузочным кривым должно быть с пониженным ускорением а' и замедлением а".

Рис. 44 - Пятипериодные

диаграммы скорости (а) и ускорения(б)

Скорость порожнего скипа при выходе его ролика из разгрузочных кривых и скорость груженого скипа при входе ролика в разгрузочные кривые v" принимают равными υ’' — l ... 1,5 м/с и υ” = 0,5 ... 1,2 м/с с таким расчетом, чтобы ускорение а' и замедление а" в разгрузочных кривых не превышало 0,3 ... 0,5 м/с².

Расчет элементов пятипериодной диаграммы скорости производят так же, как и трехпериодной диаграммы, но с учетом дополнительных периодов движения подъемных сосудов. В самом деле, можно, иметь трапецеидальную диаграмму с основанием Т₀. Площади треугольников abc и a'b'c' представляют путь h_P рамы скипа (путь разгрузки) за время движения ролика соответственно порожнего и груженого скипа в разгрузочных кривых.

1 Максимальная скорость подъема (м/с)

(59)

г

(60)

де a_м определяется по формуле (48);

(61)

В соответствии с данными подъемных машин определяют фактическую максимальную скорость υ_max, причем, υ_max ≥ υ_р.м.

2 Ускорение а' (м/с²) и продолжительность t” - (с) движения порожнего скипа при ходе ролика его по разгрузочным кривым

(62)

(63)

3 Замедление а" (м/с²) и продолжительность t" (с) движения груженого скипа при ходе ролика его по разгрузочным кривым

(64)

(65)

4 Продолжительность t₁ (с) в путь h₁; (м) движения скипа с ускорением a₁

(66)

(67)

5 То же, t_з и h_э — с замедлением a₃.

(68)

(69)

6 Путь h_m (м) и продолжительность t₂, (с) равномерного движения

h₂=H-2h_p-h₁-h₃ (70)

(71)

7 Продолжительность движения подъемных сосудов (с)

T=t’+t₁+t₂+t₃+t “ (72)

С другой стороны, аналогично формуле (57) .

(73)

Семипериодную диаграмму скорости и ускорения (рис. 45) применяют при опрокидных подъемных сосудах. Равномерное движение подъемного сосуда во время хода его ролика по разгрузочным кривым и схода его с этих кривых необходимо для того, чтобы избежать динамических нагрузок на разгрузочные кривые и ролик, это особенно важно при опрокидных сосудах, когда по разгрузочным кривым двигается значительная масса полезного груза и кузова сосуда. Значение ускорений и скоростей при этом те же, что и для пятипериодной диаграммы скорости с той только разницей, что скорость порожнего сосуда при выходе его ролика из разгрузочных кривых может быть v’ = 2,5 м/с.

Такую же диаграмму скорости применяют и при проходческих подъемных установках, при этом h_p — путь нагруженной и пустой бадей при их движении не по проводникам (от забоя до предохранительного полка).

1 Максимальную скорость подъема, модуль ускорений и путь H₀ определяют соответственно по формулам (59), (58) и (60), причем

T_o = T_p - t' - t'₁ - t''1 - t'' + (74)

(75)

(76)

(77)

(78)

В соответствии с данными подъемных машин определяют фактическую максимальную скорость v_max, причем v_max ≥ v_pm.

2 Величины t₁ и h_1; t₂ и h₂; t₃ и h₃ находят по соответствующим формулам пятипериодной диаграммы скорости.

3 Продолжительность движения подъемных сосудов (с)

T = t'' + t₁' + t₁ + t₂ + t₃ + t₁'' + t'' (79)

С другой стороны, аналогично формуле (57)

(80)

причем H₀ предварительно находится по формуле (60).

Д ля уменьшения времени ускоренного движения, а следовательно, и общей продолжительности подъемной операции при неопрокидных скипах можно применять четырехпериодные диаграммы скорости и ускорения (рис. 46, а), а при опрокидных сосудах шестипериодные диаграммы (рис. 46, б). Шестипериодную диаграмму применяют для неопрокидных скипов при управлении установкой с периодом дотяжки , если = υ _доп ≤ 0,5 м/c

Рис. 46 - Четырехпериодная (а) и шестипериодная (б) диаграммы скорости и ускорение