Раздел 4 шахтные подъемные установки

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВОК

Общие сведения о подъемных установках

 

Подъемные установки классифицируют по:

высоте подъема для шахт: неглубоких — до 500 м; средней глубины — от 500 до 1000 м; глубоких от 1000 до 1500 м; сверхглубоких — более 1500 м;

назначению: главные — для подъема полезного ископаемого; вспомогательные — для спуска-подъема людей и транспортирования различных грузов (породы, оборудования, материалов), причем они могут быть людские, грузовые и грузолюдские; проходческие — для транспортирования грузов и людей при проходке и углубке стволов шахт;

ориентировке пути транспорта: вертикальные, наклонные (последние изучаются в курсе шахтного транспорта);

типу подъемных сосудов: с бадьями, с неопрокидными клетями, со скипами, с опрокидными клетями;

типу органов для навивки подъемного каната: с органами навивки постоянного радиуса (цилиндрические барабаны, ведущие шкивы трения), с органами навивки переменного радиуса (бицилиндроконические барабаны и др.);

числу подъемных канатов: одноканатные, многоканатные;

уравновешиванию: неуравновешенные системы, уравновешенные системы (с уравновешивающим подвесным канатом при органах навивки постоянного радиуса, с органами навивки переменного радиуса); типу электропривода: с асинхронным электроприводом, с приводом постоянного тока. Подъемные установки с двухэтажными неопрокидными клетями и со скипами показаны на рис. 1.

 

 

 

 

При клетевом подъеме (рис. 1, а) разгрузочно-погрузочные операции производятся одновременно в клети 1 на нижнем I или промежуточном II горизонтах шахты (соответственно нижняя и промежуточная приемные площадки) и в клети 2 в надшахтном здании III (верхняя приемная площадка).

Движение клетей производится подъемной машиной 3 при помощи подъемных канатов 4, переброшенных через направляющие шкивы 5 на копре 6. При вращении двигателем органов навивки канатов один канат навивается, а другой свивается с них, благодаря чему происходит одновременный подъем одной клети и спуск другой.

При скиповой установке (рис. 1, б) груженая вагонетка 1 разгружается при помощи опрокидывателя 2 в бункер 3, откуда через дозатор 4 загружается скип 5. Одновременно загрузкой скипа 5 разгружается скип 6 в бункер 7 на поверхности.

При установке с опрокидными клетями загрузка их полезным ископаемым аналогична загрузке обыкновенных клетей, разгрузка в бункер на поверхности осуществляется поворотом платформы клети вместе с вагонеткой на угол 135°.

Иногда вместо двухклетевой и двухскиповой установок применяется одноклетьевая или односкиповая установка с подъемным сосудом на одной ветви каната и противовесом на другой.

Подъемная машина состоит из органов навивки подъемных канатов, редуктора, подъемного двигателя, аппаратуры управления и защиты и располагается либо в здании на уровне земли, как показано на рис. 1, либо на копре при многоканатных установках.

 

Подъемные сосуды

Бадьи применяют при проходке и углубке стволов шахт для спуска - подъема людей и транспортирования породы, материалов и оборудования.

Бадья (рис. 2, а) состоит из сварного кузова 1 и дуги 2. Кузов и днище бадьи изготовляют из листовой стали толщиной соответственно 6...8 и 10... 12 мм.

Бадьи делятся на самоопрокидывающиеся (БСП) и неопрокидные (БП).

Самоопрокидывающаяся бадья в нижней части кузова имеет две цапфы 3, вокруг которых она поворачивается при разгрузке. Цапфы входят в гнезда 4 направляющей рамки (рис. 2, б), которая перемещается в проводниках, обеспечивая устойчивое положение бадьи при движении ее по стволу. Для предохранения людей, находящихся в бадье, от случайно падающих предметов направляющая рамка имеет зонт 5.

Неопрокидная бадья по конструкции аналогична самоопрокидывающейся.

Для разгрузки ее на днище закреплены два кольца.

Концевая нагрузка на канат складывается из массы бадьи, подвесного устройства, направляющей рамки и содержимого бадьи.

Бадью подвешивают к канату с помощью подвесного устройства (рис. 3). Дуга бадьи входит в зев крюка 1 (рис. 3, а) с защелкой 2. Крюк опирается на упорный подшипник 3,

 

Рис. 2 - Самоопрокидывающаяся бадья: а – общий вид; б – направляющая рамка

вмонтированный в нижнюю траверсу 4. Верхняя траверса 5 соединяется с нижней щеками 6. Канат закрытой конструкции закрепляется в основной клиновой муфте 7 и страхующей игольчатой муфте 8. Обе муфты рассчитаны на полную нагрузку, действующую на прицепное устройство. В клиновой муфте канат удерживается тремя запрессо­ванными секторными клиньями. В игольчатой муфте распущенный конец каната расклинен секторными и игольчатыми клиньями.

Подвесное устройство для прядевых канатов (рис. 3, б) аналогично описанному, причем канат закрепляется в клиновой муфте 9. В этом устройстве применены контрольные жимки 10, упорный жимок 11 и шайба-амортизатор 12.

Данные о бадьях приведены в приложении 6. Неопрокидные клети применяют для спуска — подъема людей и различных грузов.

На шахтах в настоящее время применяют одноэтажные и двухэтажные клети на одну, реже — две вагонетки в этаже.

Клеть (рис. 4) состоит из каркаса 1, образуемого горизонтальными рамами с вертикальными стойками, подвесного устройства 2, парашюта 3, направляющих башмаков или роликов 4 для направления клети по проводникам ствола, стопоров 5 для удержания вагонетки в клети, направляющих муфт 6 (при применении парашютов, действующих на тормозные канаты 7), дверей 8, надеваемых при спуске — подъеме людей с торцевых сторон клети и крыши 9. Стенки клети изготавливают из листовой перфорированной стали толщиной 2 — 3 мм.

Вкатывание вагонеток в клеть производится их самокатным движением или толкателем. Вкатываемая вагонетка выталкивает вагонетку, находящуюся, в клети.

Присоединение подъемных канатов к клетям и скипам производится при помощи подвесных устройств, которые могут отсоединяться от грузонесущей конструкции подъемных сосудов.

По ПБ запас прочности подвесного устройства подъемных сосудов, в которых транспортируются люди, должен быть 13-кратным по отношению к максимальной статической нагрузке, а для сосудов исключительно грузовых подъемов — 10-кратным.

Подвесное устройство состоит из прицепного устройства, к которому присоединяется подъемный канат, и элементов подвески, соединяющей прицепное устройство с грузоподъемной конструкцией подъемного сосуда.

К прицепным устройствам относятся безжимковые рычажно-клиновые коуши и клиновые безжимковые коуши с односторонним зажатием каната, а также грушевидные жимковые коуши.

 

 

 

 

 

 

 

В рычажно-клиновом коуше КРГ (рис.5, а) сосуд своей массой воздействует на рычаги 1, которые с помощью вертикальных 2 и горизонтальных 3 клиньев передают усилие на обратные клинья 4, удерживающие подъемный канат. Корпус 5 прикрыт снизу опорной втулкой 6, не допускающей ослабления зажима при напуске каната. Втулка позволяет ослабить зажим при перепанцировке каната. Ниже втулки на расстоянии 40 мм устанавливают контрольный зажим, который при случайном проскальзывании каната в коуше упрется во втулку.

Рис. 5 - Прицепные устройства подъемных сосудов - коуши: а – рычажно-клиновой; б – клиновой; в - грушевидный

В описанном коуше сильный пережим каната в жестких клиньях вызывает у входа каната в коуш большие напряжения изгиба и контактные напряжения, в связи с чем снижается работоспособность и долговечность канатов.

Этого недостатка нет в безжимковом клиновом коуше ККБ с односторонним зажимом каната (рис. 5, б). В корпус такого коуша входит подвижный клин 1. Щеки корпуса 2 соединены между собой болтами 3. На клине 1 имеется футерованная вставка 4. Канат 5 охватывает ручей клина, проходит через опорный вкладыш 6 и кренится к скобе 7. На канате имеется контрольный зажим 8, со стороны входа каната установлен гаситель поперечных колебаний 9 — цилиндрическая втулка, закрепленная на коуше, с набором резиновых колец различной жесткости. Винтовое натяжное устройство 10 необходимо для фиксации клина в зажатом положении. С подъемным сосудом коуш соединяется пальцем 11.

Грушевидный коуш 1 (рис. 5, в) охватывается канатом, уложенным в его ручей. Свободный конец каната крепится к рабочей части его шестью—восьмью жимками или хомутами 2, расположенными на расстоянии 200 — 300 мм друг от друга. Подъемный сосуд подвешен к тяге 3, предохранительные цепи 4 приспущены. Такое прицепное устройство применяют на устаревших конструкциях подъемных сосудов.

Шарнирное П-образное подвесное устройство (см. рис. 4) для клетей с рычажно-клиновым коушем может отклоняться по длине и ширине клети, что улучшает условия работы подъемного каната. В этом устройстве стойки 10 шарнирно соединены с балкой 11 и с проушинами 12 клети. Поворот стоек ограничивается кронштейнами 13 и швеллерами, соединяющими балку. Нагрузка от коуша 14 передается на балку через опоры 15. Угольники 16, приваренные к балке, являются направляющими для коуша 14 при напуске подъемного каната. При обрыве основной подвески, образуемой стойками 10 и балкой 11, клеть удерживается на предохранительной подвеске, включающей в себя коуш 14, тяги 17, траверсу 18 и шток подвески 19.

Подвесное устройство типа УПК с клиновым коушем (рис. 6) является наиболее совершенным.

Подвесные устройства многоканатных установок бывают безуравнительные и уравнительные.

Основными деталями безуравнительного подвесного устройства являются (рис. 7, а) коуши 1 и винтовые устройства 2 регулирования натяжения канатов. Эти устройства присоединены к траверсе 3 или непосредственно к несущей балке сосуда. Равномерное натяжение канатов достигается периодической их перепанцировкой и, помимо этого, — изменением длины подвески при помощи винтовых устройств 2.

 

Рис. 6 - Подвесное устройство УПК с клиновым коушем: 1 - коуш; 2 – верхняя балка; 3 — стойки; 4 — шток подвески

 

Безуравнительные устройства обладают сравнительно малой массой, конструктивно просты, но не обеспечивают постоянного равенства натяжения каната, что вызывает повышенный износ футеровки канатоведущего шкива.

Уравнительные подвесные устройства, будучи более тяжелыми, обеспечивают автоматическое равномерное распределение нагрузок на канаты. В одном из них — балансирном уравнительном устройстве (рис. 7, б) — канаты прикрепляются к коушам 1, которые при помощи штанг 2 присоединяются к балансирам 3, каждый из которых выравнивает натяжение между двумя канатами.

Натяжение между парами канатов выравнивается нижним балансиром 4, соединенным штангой 5 с несущей балкой 6 подъемного сосуда.

Для плавного движения подъемных сосудов параллельно оси ствола шахты применяют металлические или деревянные проводники, закрепленные вдоль ствола. Для каждой клети имеется по два проводника, расположенных по отношению к клети с одной или двух длинных ее сторон.

 

Рис. 7 - Подвесные устройства сосудов многоканатных подъемных установок: