1.Полностью расшифровать и определить назначение всех элементов, входящих в подъемную систему с частично разгруженным хвостовым канатом.(нашел только головные)

На рис. 1.6 представлены примеры подъемных систем с частично разгруженными головными канатами.

Обозначения на рис. 1.6: ГК — головные канаты; ПМ — подъемная машина; С — подъемные сосуды; ХК — хвостовой канат; УГ — уравнительные грузы (противовесы); УК — уравнительные канаты; УБ —уравнительные блоки; УШ — уравнительные шкивы.

Уравнительный груз УГ с уравнительным блоком УБ системы подъема, представленной на рис. 1.6, а, может располагаться как на поверхности, так и ниже горизонта погрузки в шахтном стволе.

В подъемной системе, показанной на рис. 1.6, б, используются два уравнительных груза УГ по одному на каждый подъемный сосуд.

Хвостовой уравновешивающий канат в таких подъемных системах при относительно небольших высотах подъема может присоединяться к уравнитель-ным грузам УГ, что обеспечивает возможность обслу-живания нескольких горизонтов в шахте.

2.Способы статического уравновешивания подъемных систем и область их применения.

статически уравновешенные, в которых силы тяжести всех элементов системы подъема, в том числе и головных канатов, уравновешены и не воспринимаются приводом (рис. 1.5);

На рис. 1.5 представлены два способа статического уравновешивания подъемных систем:

● подвеска хвостового равновесного каната (см. рис. 1.5, а);

● применение барабанов переменного радиуса (см. рис. 1.5, б).

Рис. 1.5: ГК — головные канаты; ПМ — подъемная машина; С — подъемные сосуды; ХК — хвостовой канат.

Оба способа статического уравновешивания систем канатного подъема имеют свою область рационального применения. Барабаны переменного радиуса целесообразны в тех случаях, когда применение хвостовых канатов нежелательно, например, при обслу-живании подъемной системой нескольких добычных горизонтов в шахте.

3. Область рационального применения однососудных ( с противовесом и без противовеса) и двухсосудных подъемных систем.

По количеству подъемных сосудов, приво-димых в движение одной подъемной машиной:

а) двухсосудные или двухконцевые, предпола-гающие приведение в движение одновременно двух сосудов одной подъемной машиной (см рис. 1.4, а);

б) однососудные (одноконцевые) без проти-вовеса (рис. 1.4, б);

в) однососудные (одноконцевые) с противо-весом (рис. 1.4, в).

Рис. 1.4: ГК — головные канаты; ПМ — подъемная машина; С — подъемные сосуды.

Использование двух сосудов в подъемной системе, помимо увеличения производительности, обеспечивает компенсацию на валу подъемной машины нагрузки, обусловленной собственным весом подъемного сосуда.

Однососудные подъемные системы без противовеса являются наиболее энергоемкими, так как в общей нагрузке привода значительную долю составляют сила собственного веса сосуда и сила веса головного каната. Однако такие подъемные системы имеют простую конструкцию и легкую управляемость (высокую маневренность) и применяются только как однобадьевые на проходческих установках.

Использование противовеса позволяет компенсировать на валу подъемной машины не только нагрузку, обусловленную собственным весом подъемного сосуда, но и частично вес поднимаемого груза.

Однососудные подъемные системы с противовесом имеют преимущественное применение на вспомогательных подъемных установках, когда важное значение имеет не производительность установки, а ее достаточная грузоподъемность, чтобы обеспечить спускподъем оборудования необходимого тоннажа.

?4.Область применения и эксплуатационные особенности скиповых, клетевых и бадьевых подъемных установок.

По типу подъемного сосуда:

а) клетевые; б) скиповые; в) бадьевые.

Бадьи как подъемные сосуды используются только на проходческих подъемных установках при строительстве шахтных стволов.

Клети

1.1. Неопрокидные клети — наиболее универ-сальные подъемные сосуды.

По назначению подразделяются на грузолюдские и людские.

Людские клети применяются преимущественно на инспекционных подъемных установках, предназначенных для обслуживания персонала Госгортехнадзора. Единственным отличием людских клетей от грузолюдских является отсутствие в них устройств для размещения и фиксирования грузовых вагонеток.

1.2. Опрокидные клети имеют рамную конструкцию и подвижной кузов.

Различают два типа опрокидных клетей:

● с поворотом кузова на 135;

● с поворотом кузова на 45.

В отечественной горной практике опрокидные клети имеют ограниченное применение. Причем используется только один тип клетей — с поворотом кузова на 135 (см рис 2.3).

Автоматическая разгрузка опрокидных клетей существенно упрощает и сокращает длительность разгрузочных операций на поверхности.

Главным недостатком является значительная динамическая неуравновешенность опрокидных клетей в начале подъема, когда опрокинутый кузов верхней клети существенную долю своего веса передает на разгрузочные кривые и соответственно на копер, уменьшая тем самым натяжение верхней ветви каната.

Это приводит к увеличению разности статических натяжений канатов в период пуска подъемной системы, когда нагрузка в приводе к тому же возрастает за счет инерционной составляющей.

2. СКИПЫ — специализированные подъемные сосуды для подъема горной массы.

По назначению скипы подразделяются на уголь-ные, породные и рудные.

По способу разгрузки на поверхности различают три типа скипов:

● опрокидные (с опрокидным кузовом);

● с отклоняющимся кузовом;

● с неподвижным кузовом.

Опрокидные скипы обладают высокой надеж-ностью, как в отношении меньшего числа отказов по сравнению со скипами других типов, так и в части герметичности кузова и отсутствия просыпи горной массы при движении скипа в шахтном стволе. Кроме того, они лучше противостоят ударам при загрузке в них горной массы высокой плотности и значительной крупности.

Основной недостаток — значительная динамичес-кая неуравновешенность при движении скипов в разгрузочных кривых.

Скипы с отклоняющимся кузовом обладают существенно меньшей динамической неуравновешен-ностью по сравнению с опрокидным скипом. Недостаток скипа — низкая эксплуатационная надежность его клапанного устройства, подверженного ударному воз-действию при загрузке в скип горной массы повы-шенной плотности и большой кусковатости.

Скипы с неподвижным кузовом считаются наи-более технологичными в эксплуатации, обладают самой высокой динамической уравновешенностью, так как их кузов не взаимодействует с разгрузочными кривыми.

3. БАДЬИ ПРОХОДЧЕСКИЕ

Бадьи проходческие являются основными подъ-емными сосудами для спуско-подъемных операций при строительстве и углубке шахтных стволов, а также при проходке геолого-разведочных шурфов.

В настоящее время преимущественное приме-нение имеют бадьи проходческие самоопрокидные БПСМ с модернизированными приспособлениями для их опрокидывания на поверхности.

Общее устройство разгрузочного комплекса для бадей БПСМ вместимостью до 3 м³ включительно и схема их разгрузки представлены на рис. 2.18.

Наряду с проходческими бадьями БПСМ в эксплуатации находятся бадьи самоопрокидные БПС и бадьи обычные БП (БПО). Разгрузочные упоры бадей БПС выполнены в виде направляющих роликов и закреплены на внешней поверхности корпуса.

Бадьи БП не имеют специальных приспособлений для самоопрокидывания.

На днищах бадей БП и БПС закреплены две петли для предварительного зацепления перед опрокидыва-нием на наклонной разгрузочной ляде.

5.Как определяется масса противовеса онососудной подъемной установки?

Использование противовеса позволяет компенси-ровать на валу подъемной машины не только нагрузку, обусловленную собственным весом подъемного сосуда, но и частично вес поднимаемого груза.

Оптимальная масса противовеса —

,

где Q_c и Q_гр – масса соответственно подъемного сосуда и размещаемого в нем полезного груза.

6.Формулы для определения производительности и мощности подъемной установки.

Производительность подъемной установки —масса полезного груза, поднимаемого в единицу времени (в час).

При заданной грузоподъемности установки ее часовая производительность (т/ч) —

,

где п_ч – частота рабочих циклов в час, (интенсивность работы подъемной установки).

. Идеальная мощность подъемной установки — средняя полезная мощность, развиваемая установкой за время подъема груза (кВт):

.

9. Номинальная мощность — мощность привода подъемной установки (кВт):

,

где М_н  номинальный (расчетный) крутящий момент на валу подъемного двигателя, Нм;

F_н  соответствующее этому моменту расчетное движущее усилие на поверхности канатоведущего органа подъемной машины, Н;

_н  номинальная скорость вращения подъемного двигателя, с^-1;

v_max  соответствующая этой скорости вращения линейная скорость на поверхности канатоведущего органа, равная максимальной скорости движения подъемного сосуда, м/с;

_р  коэффициент полезного действия редуктора подъемной машины.

Численное значение _р зависит от общего устрой-ства подъемной установки и ее рабочего режима.

Следовательно:

,

где  = _р/_р  характеристикой динамического режима подъемной системы.

7.Влияние ускорений пуска и останова на характеристику динамического режима и мощность подъемной установки при прочих равных условиях.

Мощность, реализуемая на валу подъемной машины любой заданный момент времени, ―

где ω и v ― угловая скорость канатоведущего органа и линейная скорость на его поверхности;

М и F — крутящий момент на валу и движущее усилие на поверхности канатоведущего органа.

Диаграмма мощности N_в за цикл подъема определяется путем перемножения диаграмм движу-щих усилий F (моментов М) и линейных v (угловых ω) скоростей.

Очевидно, что аналогично, с коррекцией на КПД редуктора, изменяется мощность на валу самого подъемного двигателя.

Построим диаграмму мощности на валу подъемной машины применительно к трехпериодной диаграмме скорости и статически неуравновешенной подъемной системе.

Необходимая (расчетная) мощность подъемного двигателя ―

где F_р ― некоторое расчетное движущее усилие;

v_max ― максимальная линейная скорость на поверхности канатоведущего органа, соответствующая номинальной частоте вращения п_н двигателя.

Задача определения N_н сводится к нахождению F_р при заданной диаграмме изменения движущих усилий в течение рабочего цикла системы подъема.

Период пуска (а = а₁ = const):

● начало периода (t = 0 и х = 0) ―

● конец периода (t = t₁ = v_max/a₁ и x = h₁ =

= v_maxt₁/2 = v²_max/(2a₁) = a₁t₁²/2) ―

.

Движущее усилие является линейной функцией перемещения х, а само перемещение пропорцио-нально квадрату длительности t (x = a₁t²/2).

Поэтому зависимость движущего усилия от t является параболической, причем парабола в данном случае имеет выпуклость, направленную вверх по отношению к оси абсцисс t. Кроме того, движущее усилие умень-шается от начала к концу периода: F_1к < F_1н .

Период останова (а =  а₃ = const):

● начало периода (t = t₁ + t₂ и x = h₁ +h₂ = = H – h₃) ―

● конец периода (t = T и x = H) ―

.

В пределах периода останова по тем же причинам, что и при разгоне подъемной системы, изменение движущего усилия будет параболическим. Причем парабола имеет выпуклость, направленную вниз по отношению к оси t, так как ускорение является отрицательным. Кроме того, как и в предыдущих двух периодах, движущее усилие уменьшается к концу периода: F_3к < F_3н .

Тонкой линией показано изменение статического сопротивления, а стрелками ― направление действия инерционных сил.

8.Эксплуатационные особенности трех конструкций скипов и область их применения.

СКИПЫ — специализированные подъемные сосуды для подъема горной массы.

По назначению скипы подразделяются на уголь-ные, породные и рудные.

По способу разгрузки на поверхности различают три типа скипов:

● опрокидные (с опрокидным кузовом);

● с отклоняющимся кузовом;

● с неподвижным кузовом.

На рис. 2.6 представлены общее устройство и схема разгрузки скипов с опрокидным и отклоняющимся кузовами.

Оба скипа имеют подвижный кузов, соединенный с несущей рамой при помощи шарнирных устройств.

Рис. 2.6: 1 — кузов скипа; 2 — несущая рама; 3 — шарнирное устройство; 4 — отклоняющие ролики; 5 — направляющие башмаки; 6 — опорный башмак несу-щей рамы; 7 — разгрузочные кривые; 8 — клапан, выполненный в виде желоба (рештака); 9 — шарнирное устройство; 10 — опорные ролики.

Опрокидные скипы обладают высокой надеж-ностью, как в отношении меньшего числа отказов по сравнению со скипами других типов, так и в части герметичности кузова и отсутствия просыпи горной массы при движении скипа в шахтном стволе. Кроме того, они лучше противостоят ударам при загрузке в них горной массы высокой плотности и значительной крупности.

Основной недостаток — значительная динамичес-кая неуравновешенность при движении скипов в разгрузочных кривых.

Скипы с отклоняющимся кузовом обладают существенно меньшей динамической неуравновешен-ностью по сравнению с опрокидным скипом. Недостаток скипа — низкая эксплуатационная надежность его клапанного устройства, подверженного ударному воз-действию при загрузке в скип горной массы повы-шенной плотности и большой кусковатости.

Скипы с неподвижным кузовом считаются наи-более технологичными в эксплуатации, обладают самой высокой динамической уравновешенностью, так как их кузов не взаимодействует с разгрузочными кривыми.

Днище кузова жестко соединено с тремя его боковыми стенками и выполнено наклонным, с углом наклона 45―50. В некоторых конструкциях скипов стальной лист, образующий внутреннюю поверхность днища скипа, имеет подкладку, набранную из деревянного бруса, что способствует смягчению ударов при загрузке большегрузных скипов горной массой повышенной плотности и крупности.

Выпускное отверстие располагается в нижней части кузова со стороны одной из его торцевых стенок, что исключает прямые удары кусков породы по затвор-ным устройствам и способствует повышению их эксплу-атационной надежности.

Для перекрытия выпускных отверстий скипов с неподвижным кузовом используются три типа затворов: секторные, клапанные и шиберные (см. рис. 2.7).

9.Какие из 3х конструкций скипов обладают:

а)наибольшей(наименьшей)динамической неуравновешенности при перемещении в разгрузочных кривых.

Скипы с отклоняющимся – значительная существенная динамичес-кая неуравновешенность при движении скипов в разгрузочных кривых.

Скипы с неподвижным кузовом считаются наи-более технологичными в эксплуатации, обладают самой высокой динамической уравновешенностью, так как их кузов не взаимодействует с разгрузочными кривыми.

б)Допускают большую или меньшую величину ускорений при пуске подъемной установки.

Скипы с неподвижным кузовом большую..

Опрокидные скипы-меньшую.

в)целесообразны для большегрузных и многоканатных подъемных установок.

Скипы с неподвижным кузовом Выпускное отверстие располагается в нижней части кузова со стороны одной из его торцевых стенок, что исключает прямые удары кусков породы по затвор-ным устройствам и способствует повышению их эксплу-атационной надежности.

10.Как влияет грузоподъемность скипа на мощность двигателя при одной и тойже производительности подъемной установки.

Грузоподъемность установки численно равна грузоподъемности подъемного сосуда, так как только один сосуд, как правило, присоединяется в качестве концевого груза к головному канату.

С ориентацией на оптимальную продолжитель-ность подъема наивыгоднейшая (оптимальная) грузоподъемность грузовых канатных подъемных установок будет следующей:

Грузоподъемность установки с ее производитель-ностью связаны следующим соотношением:

где а_с = 2 для одноконцевых (однососудных) подъ-емных установок и а_с = 1 при двухконцевом (двухсосудном) подъеме грузов.

Следовательно, заданная производительность грузовой подъемной установки в общем случае может быть обеспечена подъемными сосудами любой грузоподъемности при соответствующем выборе час-тоты циклов п_ч или соответственно продолжитель-ности Т и средней скорости v_ср подъема сосуда.

Следовательно:

,

где  = _р/_р  характеристикой динамического режима подъемной системы.

Характеристика динамического режима показы-вает во сколько раз номинальная мощность превышает идеальную мощность подъемной установки.

5. Производительность подъемной установки —масса полезного груза, поднимаемого в единицу времени (в час).

При заданной грузоподъемности установки ее часовая производительность (т/ч) —

,

11.Определить по представленному сечению каната его конструктивный тип.

а)одинарной, двойной или тройной свивки.

б)Закрытый, полуоткрытый, открытый.

По степени защиты внутренней части каната от воздействия окружающей среды подъемные канаты подразделяются на открытые и закрытые.

Наружный ряд проволок канатов закрытого типа (см. рис. 3.1, а), часто называемых спираль-ными, набирается из проволок специального профиля (z-образных или 8-образных).

в)раскручивающийся и нераскручивающийся канат.

Нераскручивающиеся канаты должны быть предусмотрены в следующих случаях: Для поднятия незакрепленных грузов в одноветвьевом режиме Для поднятия незакрепленных грузов с помощью нескольких канатных ветвей и на большую высоту Нераскручивающиеся канаты могут работать как с вертлюгами (шарнирными соединениями), так и без них.

Раскручивающиеся канаты должны быть предусмотрены в следующих случаях: Для поднятия закрепленных грузов Для поднятия свободных грузов с помощью нескольких канатных ветвей и на небольшую высоту Для поднятия грузов при парном применении канатов правой и левой свивки Раскручивающиеся канаты не могут работать с вертлюгами (шарнирными соединениями).

г)пригодный для проходческой установки.

В качестве канатных проводников проходческих подъемов должны применяться такие же однослойные круглопрядные канаты закрытой конструкции как с металлическим, так и с органическим сердечником, а также многопрядные канаты, имеющие наружные проволоки диаметром не менее 1,5 мм.

д)пригодных в качестве хвостового.

Плоские проволочные канаты используются только как хвостовые.