Контрольная работа по горнотранспортным машинам, Упражнения и задачи из Горное дело
ailan-zhumadilov
ailan-zhumadilov

Контрольная работа по горнотранспортным машинам, Упражнения и задачи из Горное дело

57 стр-ы.
199Количество просмотров
Описание
Расчет и выбор подъемной установки на шахте
20 баллов
Количество баллов, необходимое для скачивания
этого документа
Скачать документ
Предварительный просмотр3 стр-ы. / 57
Это только предварительный просмотр
3 стр. на 57 стр.
Это только предварительный просмотр
3 стр. на 57 стр.
Это только предварительный просмотр
3 стр. на 57 стр.
Это только предварительный просмотр
3 стр. на 57 стр.

Содержание

Введение……………………………………………………………….2

Исходные данные…………………………………………………….3

1. Выбор скипа. Ориентировочные скорости подъема………...4

2. Расчет подъемного каната. Расчет уравновешивающего каната………………………………………………………………………8

3. Выбор органа навивки каната…………………………………11

4. Выбор расположения подъемной машины у ствола шахты..13

5. Углы отклонения каната от плоскости шкива………………15

6. Кинематика и динамика подъемной системы………………..17

7. Расчет приведенной массы………………………………………23

8. Расчет движущих усилий………………………………………..25

9. Расчет мощности………………………………………………….28

10. Расход энергии и КПД подъемной установки в целом………30

Приложения…………………………………………………………..31

Список литературы………………………………………………….58

1

Введение

При подземной разработке полезных ископаемых используют гравитационные транспортные устройства, скребковые и ленточные конвейеры, локомотивные составы, самоходные вагоны, гидро- и пневмотранспортные

2

установки, а на рудниках также скреперы и автосамосвалы; на открытых разработках - локомотивные составы, большегрузные автосамосвалы, ленточные конвейеры и гидротранспортные установки.

В данной контрольной работе мы произведем расчет и выбор подъемной установки для угольной шахты с известными данными.

Скип — подъёмный, саморазгружающийся короб (клеть), служащий для подъёма сыпучих и мелкокусковых грузов, движущийся с помощью канатов по направляющим приспособлениям скипового подъёмника. Скипы служат для подъёма на поверхность угля, руды и других полезных ископаемых в горно-рудной промышленности.

3

Исходные данные

Вид производства – угольная шахта.

Число подъемных горизонтов – 1.

Годовая производительность шахты – Аг=1450 тыс.т. в год.

Глубина шахты – Нш=500м.

Тип подъемной установки – двухскиповая установка с цилиндрическими барабанами.

Назначение – подъем угля.

4

5

1. Выбор скипа. Ориентировочные скорости подъема.

Часовая производительность подъемной установки:

, т/ч (1.1)

где С - коэффициент неравномерности работы подъемов, (таблица 1),

С=1,5.

N - число рабочих дней в году, (таблица 1);

N=300

t - число часов работы подъема в сутки, (таблица 1).

t=18 часов.

Грузоподъемность скипа для одноканатного подъема для угольных шахт определяется по формуле проф. Г.М. Еланчика:

6

, т (1.2)

где - пауза между подъемами ориентировочно принимается 10с;

- глубина вертикального ствола, м.

=500м.

Полученные значения Q округляются до ближайшего большего стандартного значения по ГОСТ (таблица 2).

Из таблицы выписывается техническая характеристика выбранного скипа:

- модель – 2СН15-1;

- тип – уголь;

- ёмкость – 15м3;

- грузоподъемность Q=15т;

- масса скипа с подвесным устройством Qc=10,8т;

- высота с прицепным устройством hc=2170мм;

- ширина, 1740мм;

- длина, 2230мм; 7

- тип затвора - секторный;

- путь разгрузки (общий путь в кривых) hp=2170мм;

- минимальное расстояние между проводниками, 1830мм;

- превышение рамы скипа над кромкой бункера hp, мм?

Число подъемов в час:

, (1.4)

где Q – грузоподъемность скипа.

.

Продолжительность одного цикла подъема:

, с (1.5)

Время движения скипов:

, с (1.6)

где - пауза между подъемами принимается по таблице 3.

8

Т=89,46-15=74,46с.

Средняя и максимальная скорости подъема соответственно:

, м/с; (1.7)

, м/с (1.8)

где - высота подъема, =550м;

- множитель скорости, (таблица 1).

=1,2

Vср=550/74,46=7,39м/с;

Vm=1,2·7,39=8,87м/с.

Высота подъема:

(1.9)

где - глубина вертикального ствола, 500м;

- высота загрузки скипа у подземного бункера, 25м, (таблица 4);

9

- высота разгрузки скипа у надземного бункера, 25м, (таблица 4).

.

2. Расчет подъемного каната. Расчет уравновешивающего каната.

Линейная масса каната определяется по формулам:

при Н<600м

, кг/м (1.10)

где =10010+10800=20810 - масса концевого груза, кг;

Qc - масса скипа с подвесным устройством, кг, (таблица 2);

- предел прочности проволоки на растяжение, маркировочная группа прочности, 1568МПа=160кг/мм2, (таблица 1);

- коэффициент запаса прочности каната, 6,5(таблица 5);

- фиктивная плотность каната, 9400кг/м3, (таблица 1);

- ускорение свободного падения, 9,81м/с2;

- максимальная длина отвеса каната.

Максимальная длина отвеса каната:

, м (1.12) 10

где - высота копра, м.

Высота копра при шкивах, расположенных на одной геометрической оси, определяются по формуле:

(1.13)

где - высота скипа, м;

- высота переподъема для неопрокидных скипов принимается равной не менее 3м.

- высота разгрузки скипа у приемного бункера, 25м (таблица 4);

= 2м - ориентировочный радиус направляющего шкива, м.

.

Подъемный канат выбирается по линейной массе и маркировочной группе прочности по ГОСТ 7668-80 и ГОСТ 7669-80 (таблицы 7, 8). Из ГОСТа выписываются:

- диаметр каната, dK, 53,5мм;

- линейная масса 1 м смазанного каната, , 11,15кг/м;

- суммарное разрывное усилие всех проволок каната QZ , 1885000Н;

- предел прочности проволоки на растяжение, , 1666МПа.

11

Согласно ПБ, при навеске канатов должны быть удовлетворены запасы прочности при подъеме.

Выбранный канат проверяется на фактический запас прочности по формулам:

при Н < 600 м

(1.16)

Применять уравновешивающий канат при однократном подъеме следует при глубинах более 550 м., если коэффициент статической неуравновешенности удовлетворяет данное условие:

(1.19)

где - коэффициент шахтных сопротивлений, (таблица 1).

В качестве уравновешивающих канатов рекомендуется принимать плоские канаты с маркировочной группой прочности не ниже 1372 МПа (140 кг/мм2). Линейную массу уравновешивающего каната принимают равной или близкой к линейной массе подъемного каната по ГОСТ-3091-80 (таблица 9, 10). Из ГОСТа выписываются:

- диаметр каната, dK=2,2, мм;

- линейная масса 1 м смазанного каната, , 11,5кг/м;

12

- суммарное разрывное усилие всех проволок каната QZ , 1715000Н;

- предел прочности проволоки на растяжение, , 1568МПа.

Максимальное статическое натяжение ветви каната:

(1.20)

Максимальная разность между статическими натяжениями канатов:

g, Н (1.21)

где – линейная масса уравновешивающего каната.

Н

3. Выбор органа навивки каната.

Диаметр барабана подъемной машины и направляющих шкивов, в соответствии с требованиями ПБ, определяются по формулам: для поверхностных подъемов:

13

(1.22)

для подъемных машин, расположенных под землей:

(1.23)

где – диаметр принятого каната, мм.

По диаметру барабана и статическим натяжениям ветвей каната (и ) по таблице 11 выбирается подъемная машина двухбарабанная или однобарабанная с разрезным барабаном. Выбираем ЦР5х3/0,6

Техническая характеристика подъемной машины ЦР5х3/0,6.

Число слоев навивки 1

Диаметр,D=5м

Ширина, B= 3м

Статическое напряжение, кН 280

Разность статических напряжений канатов, кН 210

Скорость подъема,м/с 14

Момент инерции машины,кН м2 6800

Передаточное число 11,5

14

Масса машины,т 94

Принятая машина проверяется на размещение каната на барабане.

При однобарабанной подъемной машине с разрезным барабаном требуемая ширина:

(1.25)

где витка - расстояние между витками навивающейся и свивающейся ветвей.

=30 м - резервная длина каната для испытаний;

- число витков трения (для барабанов без футеровки принимается 5, футерованных-3);

=2 – 3 мм – зазор между витками каната.

4. Выбор расположения подъемной машины у ствола шахты.

Подъемные машины с цилиндрическим барабаном располагаются в отдельном здании на небольшом расстоянии от уровня земли. Типовые схемы показаны на рисунках 1.1 и 1.2.

15

Рисунок 1.1 - Схема расположения подъемной установки относительно ствола шахты при размещении направляющих шкивов на одном уровне

С учетом норм ПБ диаметр направляющего шкива должен быть:

при наличии отклоняющих шкивов Dш ≥ 100dк;

16

при отсутствии отклоняющих шкивов Dш ≥ 80dк.

Dш ≥ 80·53,5=4280мм

По полученному предварительному и диаметру основного подъемного каната выбираем стандартный шкив по таблице 12 со следующими техническими характеристиками:

- тип ШК-5;

- диаметр, =4950, мм;

- маховой момент шкива – 715 кН·м2.

17

Рисунок 1.2 – Схема расположения подъемной установки относительно ствола шахты при размещении направляющих шкивов в одной вертикальной плоскости

Минимальное расстояние между отвесом каната и осью подъемной машины и стана копра, определяются по формуле:

, м (1.27) , м

18

Принимаем действительное Е Еmin=87м

Длина струны каната (расстояние между точками схода каната со шкива и барабана) для подъемной установки с расположением направляющих шкивов на одной горизонтальной оси:

(1.28)

где - расстояние от уровня земли до оси вала барабана, принимается 1-2 м.

Проверка угла φ производится для подъемной установки с расположением шкивов на одной горизонтальной оси по формуле:

(1.30)

5. Углы отклонения каната от плоскости шкива

Угол отклонения (девиации) – линейные отклонения каната на барабане от плоскости шкива. Согласно ПБ для цилиндрических барабанов углы отклонения должны быть не более . Схемы для определения углов девиации приведены на рисунке 1.3.

19

6.

Рисунок 1.3 – Схемы к расчету углов отклонения струны каната

Линейные отклонения каната на барабане (ан и ав), для подъемной машины с одинарным цилиндрическими барабаном при расположении направляющих шкивов на одной горизонтальной оси (рисунок 1.3г):

(1.36)

(1.37) - ширина, соответствующая виткам трения, мм.

20

, (1.34) где =2 – 3 мм – зазор между витками каната.

Величины наружного и внутреннего углов отклонения каната:

(1.40)

(1.41)

где L – длина струны каната (в случае расположения направляющих шкивов в одной вертикальной плоскости, расчет следует вести на короткую струну).

Согласно ПБ при цилиндрических барабанах должны быть удовлетворены следующие условия:

(1.42)

6. Кинематика и динамика подъемной системы

21

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

Пятипериодные диаграммы скорости и ускорения применяют при подъеме в неопрокидных скипах (Приложение 2).

Принимаем нормальное ускорение скипа вне кривых загрузочного бункера , основное замедление , скорости .

Время движения скипа с максимальной скоростью:

(1.42) где - путь разгрузки скипа, общий путь в кривых, 2,170м, (таблица 2).

Пусть скипа с максимальной скоростью:

(1.43)

Максимальная скорость подъема:

(1.44)

22

где - модуль ускорений, м/с2

Модуль ускорения:

(1.45)

Требуемая частота вращения приводного двигателя:

(1.46) где i=10,5 - ориентировочное передаточное отношение редуктора.

Ориентировочная мощность подъемного двигателя:

(1.47) где - коэффициент динамического режима установки - 1,5 (таблица 17);

Н – высота подъема – 550м;

- коэффициент шахтных сопротивлений – 1,15 (таблица 1);

=0,93 – ориентировочный КПД двигателя.

По ориентировочной мощности и частоте вращения двигателя выбираем двигатель(-и) для подъемной установки (таблицы 13-15). При мощности двигателя до 1250 кВт принимается однодвигательный асинхронный привод, при

23

мощности до 2500 кВт – двухдвигательный асинхронный, свыше 2500 кВт применять тихоходные двигатели постоянного тока.

Выбираем асинхронный двухдвигательный привод. Выбираем двигатель

Тип Мощн ость, кВТ

Ток, А

Частота Вращения, об/мин

Ном.скольже ние, %

КПД, %

Перегруз.

способност ь

Ротор Маховой момент, кНм2Напр., В Ток, А

АКН2-18-5 3-16УХЛ4

1250 166 375 1,24 94,5 2,4 805 950 45

Фактическая максимальная скорость:

при быстроходных двигателях:

(1.48) где - фактическая частота вращения выбранного приводного двигателя.

Крутящий момент на тихоходном валу редуктора, создаваемый двигателем(-и):

(1.49) где - мощность выбранного двигателя, кВт;

- частота вращения выбранного двигателя, об/мин;

- маховой момент ротора (якоря);

- перезагрузочная способность двигателя;

- радиус барабана;

24

=10,5 - ориентировочное передаточное число редуктора;

- КПД двигателя.

Выбираем редуктор по таблице 16 по передаточному отношению и величине крутящего момента. Если приведенные в таблице 16 редукторы не могут удовлетворить условию (1.49), тогда можно переходить на двухдвигательный привод. В этом случае редуктор обеспечивает передачу крутящего момента, удвоенного по сравнению с данными в таблице 16

Выбирам редуктор ЦО-14

Ускорение и замедление в разгрузочных кривых:

(1.50)

Продолжительность движения с ускорением и замедлением в загрузочных и разгрузочных кривых:

(1.51)

Продолжительность движения скипа с ускорением :

(1.52)

Путь скипа с ускорением

25

Здесь пока нет комментариев
Это только предварительный просмотр
3 стр. на 57 стр.