Особенности системы с противовесом и системы с шкивом трения

 

П о д ъ е м н ы е у с т а н о в к и c п р о т и в о в е с о м применяют в том случае, когда в стволе не могут быть размещены четыре подъемных сосуда, что бывает при расположении двух подъемных установок в одном стволе. Одна из этих установок одноклетьевая (или односкиповая) с противовесом.

Установки с противовесом в последнее время широко применяют при многоканатных подъемных системах на шахтах, где разработка месторождения ведется на нескольких горизонтах.

Как показывает практика, две односкиповые установки с противовесами выгоднее одной двухскиповой установки, так как при этом обеспечивается независимость работы с нескольких горизонтов, устраняется влияние вытяжки каната и повышается надежность работы, поскольку при возможном выходе из строя одной установки сохраняется возможность работы второй установки.

Противовес, так же как и подъемный сосуд, с помощью своего каната перемещается в стволе и необходим для уравновешивания собственной массы подъемного сосуда и части полезного груза.

Согласно ПБ подъемный канат противовеса должный быть одинаковым с подъемным канатом подъемного сосуда, и в отношении надзора и испытания к нему предъявляются те же требования, что и к канату сосуда. Масса противовеса Q для установок, предназначенных исключительно для подъема и спуска людей, должна быть равна массе клети плюс половинная масса максимального числа людей, помещающихся в клети, а для грузолюдских установок — не менее массы клети плюс половина массы максимального расчетного груза поднимаемого в клети.

Число людей в клети определяется в соответствии с требованием ПБ, чтобы на 1 м² площади пола клети находился не более пяти человек. Масса одного человека примерно равна 80 кг.

Особенность кинематики скиповой подъемной системы с противовесом состоит в том, что закон ее движения определяется не требованием к кинематике противовеса, а требованием к кинематике скипа, так как противовес не входит в разгрузочные кривые и не выходит из них. Поэтому закон движения для поднимающегося скипа изобразится диаграммой, показанной на рис. 46, а, опускающегося — ее зеркальным отображением.

Основное динамическое уравнение подъемной системы с противовесом

F = [kQ_n + Q_c – Q_np - (H - 2h_x)(q-p)]g + m_пa (101)

При опрокидных сосудах в начале и конце подъемной операции необходимо учесть нарушение уравновешивания собственных масс [см. формулы (98) и (99)].

Для определения m_п — массы движущихся частей подъемной установки, приведенной к окружности навивки каната, используют формулу (85), но вместо 2Q_c ставят Q_c+Q_пр.

По уравнению (101) определяют движущие усилия, а по выражению (100) - мощности в характерных точках диаграммы скорости.

В подъемных установках со шкивом трения как в одноканатной, так и в много канатной должно быть соблюдено условие нескольжения каната по ведущему шкиву:

(102)

F_max - наибольшее возможное натяжение одной ветви каната, охватывающего ведущий шкив;

F _min - наименьшее натяжение другой ветви каната; е ≈ 2,72 - основание натурального логарифма;

f - коэффициент трения между канатом и футеровкой ведущего шкива; при футеровке из полихлорвинилового пластиката f = 0,25 для круглопрядных и фасоннопрядных канатов и f = 0,2 для канатов закрытой конструкции; ά — угол охвата ведущего шкива канатом, рад.

На основании формулы (281)

(103)

Разность натяжений каната F_max - F_min стремится вызвать проскальзывание каната, чему противодействует сила трения возникающая между канатами и футеровкой шкива.

Для неподвижной системы и при равномерном ее движении введено понятие о статическом коэффициенте безопасности против скольжения:

(104)

Для безопасной работы необходимо, чтобы k_c. _б ≥ 2. Во время движения подъемной системы при определенных значениях ускорения и замедления может быть проскальзывание первом случае шкива по канату, а во втором — каната по шкиву.

Во избежание этого на основании формула (102) устанавливают допустимое значение ускорения и замедления.

При многоканатной системе в период ускоренного движения и подъеме груза максимальным будет натяжение (Н) набегающей на шкив ветви каната

(105)

Минимальным будет натяжение (Н) сбегающей ветви каната

(106)

В формулах (105) и (106): р и q — суммарная линейная масса соответственно всех подъемных и всех уравновешивающих канатов, кг/м; - сопротивление движению одной ветви каната; - длина подъемного каната от уровня верхней приемной площадки до точки соприкосновения его с ведущим шкивом трения; h_К — высота копра; h_В — высота от уровня земли до верхней приемной площадки; — приведенная масса всех отклоняющих шкивов.

Для упрощения обозначим:

(107)

(108)

(109)

 

Подставив значения F_max и F_min ввыражение (102) и решая относительно а _{1 max}(м/с²), получим

(110)

Окончательно принимаемое ускорение a₃ ≤ 0.8a_3max для обеспечения безопасности против скольжения должно быть меньше максимального, т. е. a_i <0, 8a_1max.

Аналогично определяют допустимое замедление а_3шах (м/с²), которое будет наименьшим во время спуска груза, причем в этом случае максимальным является натяжение сбегающей ветви каната, а минимальным набегающей ветви:

(111)

Окончательно а₃ < 0,8a_3max.

По ПТЭ замедление в процессе предохранительного торможения при спуске груза должно быть не менее 1,5 м/с².

Аналогично определяют ускорение а₁ и замедление a₃ при одноканатных установках с ведущим шкивом трения.