Расчет подъемной установки с цилиндрическим барабаном
Расчет подъемной
установки
с цилиндрическим барабаном
Годовая производительность шахты - 500 тыс.т.
Глубина вертикального ствола шахты - Нш=500 м.
Число подъемных горизонт - 4.
Число часов работы подъема в сутки - 16.
Число рабочих дней в сутки - 300.
Объемный вес полезных ископаемых - 2,5 т/м3.
Тип подъемного сосуда - 1 эт.клеть.
Тип подъемной машины - Ц.Б.
Вид полезного ископаемого - руда.
Примечание - людской подъем.
Расчетная часовая производительность подъемной
установки:
Коэффициент резерва
производительности подземной установки (с=1,5 для скипа, с=2 для клети), число
рабочих дней в году n1=300, годовая производительность шахт Агод= 500000 т,
число часов работы подъема в сутки tc= 16.
Наивыгоднейшая грузоподъемность
скипа:
Принимаем стандартные 7 тонные клети
1КН3,1-1; высота с прицепным устройством 6350мм; длина 3100мм; ширина в свету
1370мм; масса клети 6.0т; типоразмер вагонеток- ВГ-2,2; ВГ-1,2.
Расчет каната.
Масса концевой нагрузки:
Высота копра:
Ориентировочный радиус копрового
шкива Rш=2м, высота приемного бункера, определяется в зависимость от
технологической схемы hпп=23м, высота клети с прицепным устройством hск=6,35м,
высота переподъема hпер=2,5м, принимаем высоту копра hк=34м, со шкивами,
расположенными на одной горизонтальной оси.
Длина отвеса каната:
Высота загрузки при бункере большой
емкости принята равной 30м.
Масса 1 пог.м каната:
Где υв
=160*106*g=160*106*9,81=1590*106H/м2, предел прочности проволок при растяжении,
запас прочности каната при грузовых подъемах m=6,5, фиктивная плотность каната γо=9*103кг/м3.
К навеске принимается канат с
линейным касанием проволок типа ЛК-3-6*25, ближайшим большим к расчетному
значению.
Диаметр каната dк=45мм, масса
1погрузочной машины P=7,36кг, суммарное разрывное усилия всех проволок в канате
Qz=12600Н.
Фактический запас прочности каната.
Что удовлетворяет условием грузового
подъема.
Выбор типа подъемной машины и
определение габаритов барабанов.
К установке принимает подъемную
машину, расположенную на поверхности с одним цилиндрическим разрезным
барабаном, при котором легко можно регулировать длину канатов после вытяжки в
процессе эксплуатации
Диаметр барабана:
Принимаем Dб=4м.
Высоту при подъеме в клетях:
Строительная ширина барабана,
необходимая для размещения одной ветви каната:
Резервная длина каната lp=25м, витка
трения Zтр=3, для каждой ветви, а так оставления зазора между навивающей и
свивающей ветвями (
.
Принимаем к установке подъемную
машину типа Ц-4*3,0/0,7, которая имеет навивочную поверхность барабана для одного
каната (до переставной части 3,0-0,7=2,3м). Маховой момент барабана 3000 кН
.
Принятая подъемная машина допускает
максимальную статистическую нагрузку 216кН и максимальную разность
статистических натяжений канатов 137кН при действующей статистической нагрузки.
и при действующей разности
статистического натяжения ветвей каната при неуровновейшенной системе подъема.
Диаметр направлявших шкивов:
Принимаем к установке направляющие
шкивы типа ШК - 4А с литым ободом и маховым 342 кН м2. Диаметр шкива Dш=4м;.
Принимаем редуктор одноприводный
ЦД-20 с маховым моментом 1000 кНм2.
Расположение подъемной машины
относительно ствола шахты.
Минимальное расстояние между отвесом
каната и осью барабана:
принимаем в=50м.
Длина струны каната:
где lo= 0,6 м - превышение оси
барабана над уровнем земли.
Угол наклона струны каната к
горизонту:
Угол девиации
Что допустимо.
Кинематика подъема.
Часовая производительность
предприятия определена выше (Ач = 166,66т/ч)
Число подъемов в час:
Продолжительность одного цикла:
Продолжительность движения подъемных
сосудов при паузе Ɵ=10с:
Ориентировочная средняя скорость
движения:
Ориентировочная мощность двигателя
подъемной машины:
Коэффициент шахтных сопротивлений
к=1,15 для скиповых установок КПД зубчатой передачи ηн=0,92;
характеристика динамического режима ρ=1,4.
Ориентировочная максимальная
скорость:
Множитель скорости - α=1,2.
Необходимое число оборотов двигатели
при передаточном числе редуктора i=10,5:
и при i=11,5
Ближайшим по мощности асинхронный
двигатель является двигатель АКН-16-51-16 мощностью 1000 кВт, n=370 об/мин;
6000В; GD2 =40,1 Нм2 .
Фактическая максимальная скорость
движения в соответствии с принятым оборудованием:
эта скорость не превышает при
установленных ПБ.
Диаграмма скорости. Реальной
диаграммой скорости для проектируемой установки является пятипериуда. Исходным
данным для расчета диаграммы является Hn=523м; Т=110с; Vmax=7,38м/с; =1,87.
принимаем: ɑ1=0,7м/с2, ɑ3 =0,9т/с2,
V1=1,2 т/с, V2=0,7м/с.
Продолжительность движения в
разгрузочных кривых:
Ускорение при движении скипов в
разгрузочных кривых:
Продолжение ускоренного движения
скипов в не разгрузочных кривых:
Путь ускоренного движения в не
разгрузочных кривых:
Продолжительность замедленного
движения скипов в не разгрузочных кривых:
Путь замедления движения в не
разгрузочных кривых:
Путь равномерного движения:
Продолжительность равномерных
движений:
Фактическая продолжительность
движения:
против расчетного Т=110с.
Фактический коэффициент резерва
производительности подъемной установки:
Динамика подъема.
Степень статической
неуравновешенности:
Подъемная система статистически не
уравновешивается хвостовым канатом.
Длина одной ветви каната:
Определение массы движущихся
элементов, приведенная к окружности органа навивки:
Маховые моменты барабана
ЦР-4*3,0/0,7 (D2 б)=3000 кНм2 редуктора (i=10,5)=1000 кНм2, ротора 40,1 кНм2,
направляющего шкива типа ШК-4А=342 кНм2. Тогда, используя формулы 
и 
Суммарная масса движущихся элементов
подъемной системы, приведенная и окружности органа навивки:
Движущиеся усилия по окружности
органа навивки подсчитываются.
В начале подъема:
В конце ускоренного движения в
разгрузочных кривых:
В начале ускоренного движения вне
разгрузочных кривых:
В конце ускоренного движения вне
разгрузочных кривых:
В начале равномерного движения:
В конце равномерного движения:
В начале замедленного движения в
разгрузочных кривых:
В конце замедленного движения в не
разгрузочных кривых:
В начале замедленного движения в
разгрузочных кривых:
В конце подъема:
На рисунке представлена диаграмма
Fдв=f(t)
Таким образом, с известным
допущением значения двигающих усилий на ободе барабана в разных периодах будут
равны (ВкН)
Определение мощности двигателя
Эквивалентное движущее усилие на
окружности органа навивки:
Эквивалентная мощность двигателя:
Номинальный момент на валу
двигатель:
Максимальный момент на валу
двигателя:
перегрузка двигателя:
Для построения диаграммы мощности на
валу барабана подъемной машины и мощности потребляемой из сети.
подъемный установка
электроэнергия усиление
Расход электроэнергии и КПД
подъемной установки
Полезный расход электроэнергии за один подъем:
Фактический расход энергии за один
подъем:
Где 
Расход электроэнергии на 1т км:
КПД подъемной установки:
Расход электроэнергии на 1т груза:
Грузовой расход электроэнергии:
