Раздел 5. Шахтные подъемные установки.

Тема 32. Классификация и элементы подъемных установок.

Назначение подъемных установок. Схемы подъемных установок. Основные элементы и классификация подъемных установок. Оборудование приемных площадок. Дальнейшее совершенствование подъемных установок.

Литература

Основная: [1, с.233-234]

Дополнительная: [9, с. 4-11]

Методические указания

Приступая к изучению раздела 5, необходимо хорошо усвоить назначение, схемы подъемных установок, основные элементы и классификацию их. Это позволит в дальнейшем более детально изучить элементы подъемной установки, уяснить их значение и местонахождение.

Особое внимание следует уделить изучению схем скиповой и клетевой подъемных установок.

Вопросы для самопроверки

1. Для чего предназначены подъемные установки?

2. Из каких основных элементов состоит подъемная установка?

3. По каким факторам и как классифицируются подъемные установки?

4. Каковы основные задачи по совершенствованию подъемных установок?

Тема 33. Механическая часть подъемных установок.

Назначение и типы подъемных сосудов. Устройство бадей и клетей. Основные элементы клети: каркас (кузов), подвесное устройство, парашюты, стопорные устройства, направляющие устройства. Назначение и устройство опрокидной клети. ГОСТы на клети. Требования правил безопасности при пользовании бадьями и клетьми.

Назначение и устройство скипов с опрокидывающимся кузовом и с донной нагрузкой. Определение грузоподъемности скипа. Выбор скипов.

Назначение, устройство и выбор подъемных канатов. Стандарты на канаты. Требования правил безопасности к подъемным канатам. Назначение и устройство копров и шкивов.

Общее устройство подъемных машин. Классификация машин в зависимости от диаметра. Стандарты на подъемные машины. Органы навивки малых, средних и крупных подъемных машин с бицилиндроконическим барабаном и ведущим шкивом трения. Многоканатные подъемные установки. Их преимущества и недостатки. Область применения. Назначение, устройство и смазка редуктора подъемной машины. Требования правил безопасности и правил технической эксплуатации при обслуживании подъемных машин.

Практические занятия

Изучение конструкций основных элементов механической части подъемных установок.

Литература

Основная: [1, с.235-288]; [2, с.177-289]; [3, с.104-139]

Дополнительная: [6, с. 85-101]; [8, с. 125-135]

Методические указания

Эта тема самая обширная в горной механике. Ее изучение следует разбить на отдельные подтемы так, как это сделано в учебнике Хаджикова Р.Н. и Бутакова С.А. [2]. По каждой подтеме следует составить конспект. Для закрепления материала на выбор каната и скипов необходимо рассмотреть пример расчета подъемной установки на с. 378-386 учебника.

Особое внимание следует уделить многоканатным подъемным установкам, применяемым при больших глубинах шахт и обеспечивающих большую производительность и безопасность.

ПРИМЕЧАНИЕ. В учебнике Хаджикова Р.Н. и Бутакова С.А. на с. 259 допущена ошибка. По формуле 189 определяется запас прочности выбранных канатов для случая, когда линейная масса уравновешивающих канатов меньше или равна суммарной линейной массе подъемных канатов, т.е. при n_ук = d > р.

Вопросы для самопроверки

1. Как устроена неопрокидная клеть? Требования правил безопасности к клетям.

2. Для каких целей предназначены и как устроены опрокидные клети?

3. Назначение, устройство и принцип действия парашютов. Их типы.

4. Где применяются и как устроены бадьи?

5. Для чего предназначены и как устроены скипы? Их типы.

6. Как устроен подъемный канат? Какими бывают канаты по способу свивки и форме поперечного сечения?

7. Где применяются плоские канаты и канаты закрытой конструкции?

8. Какие требования правил безопасности предъявляются к канатам?

9. Как рассчитать и выбрать подъемный канат?

10. Назначение, устройство и типы копров и шкивов.

11. Как устроены органы навивки малых подъемных машин? Их типы.

12. Как устроены барабаны крупных подъемных машин? их типы.

13. Особенности подъемных машин с разрезным барабаном.

14. Как устроены и для чего предназначены механизмы перестановки барабанов? Какие они бывают? Как ими пользоваться?

15. Для чего применяются подъемные машины с бицилиндроконическим барабаном? Их типоразмеры и конструкции.

16. Как определить диаметр и ширину цилиндрического барабана?

17. Как устроена и по какому принципу работает подъемная машина со шкивом трения?

18. Особенности, преимущества и недостатки многоканатных подъемных машин. Их типоразмеры.

19. Как устроены канатоведущие и отклоняющие шкивы многоканатной подъемной машины? Каково назначение отклоняющих шкивов?

20. Как определяется диаметр и давление на футеровку канатоведущего шкива многоканатной подъемной машины?

21. Как устроены подвесные устройства подъемных сосудов? Их разновидности. Особенности подвесных устройств многоканатных установок.

22. Как устроен редуктор подъемной машины? Особенности конструкции редукторов многоканатных подъемных машин.

Тема 34 . Расположение подъемных установок относительно ствола.

Схемы расположения подъемных установок относительно ствола в зависимости от типа подъемной машины и способа размещения шкивов на копре. Определение основных элементов схем расположения: высоты копра, расстояния от оси ствола до оси барабана, длины струны каната, угла наклона струны к горизонту, углов отклонения струны каната от плоскости шкива. Особенности схем расположения подъемных установок при применении многоканатных подъемных машин.

Литература

Основная: [1, с.288-293]

Дополнительная: [6, с. 87-97]; [7, с. 222-225]

Методические указания

Расположение подъемных машин зависит от их типов, компоновки поверхностных сооружений, типа подъемных сосудов, схемы поверхностного транспорта. Многоканатные подъемные машины устанавливают непосредственно на капоре, одноканатные машины - в отдельном здании на уровне поверхности земли со стороны укосины копра, причем фундамент укосины копра во избежание вибраций не должен соприкасаться с фундаментом машинного здания. По этой же причине и во избежание вибрации каната, которая может повлечь за собой выскакивание каната из реборд направляющих шкивов, согласно §364 ПТЭ [6] максимальная длина струны каната не должна превышать 650-75 м, а угол между струной каната и ее проекцией на горизонтальную плоскость должен быть в пределах 30-50°. По рис. 165-167 в учебнике Хаджикова Р.Н. и Бутакова С.А. необходимо найти основные элементы расположения подъемных установок, вычертить их в конспекте и указать допустимые согласно ПТЭ значения.

Вопросы для самопроверки

1. Как могут располагаться одна и две одноканатные подъемные установки относительно ствола шахты?

2. Из каких элементов складывается высота копра при наземном расположении подъемной машины и при расположении ее на копре?

3. Какие допускаются высоты переподъема при клетевых и грузовых подъемных установках согласно правилам технической эксплуатации?

4. Какие максимальные значения углов отклонения каната на барабане допускаются правилами технической эксплуатации?

Тема 35. Кинематика и динамика подъемных установок

Понятие о кинематике подъемных установок. Определение расчетной продолжительности движения подъемных сосудов в течение подъемного цикла. Разновидности диаграмм скорости и ускорения. Расчет трех- и пятипериодной диаграмм скорости

Понятие о динамике подъемных систем. Вывод основного уравнения динамики. Приведенная масса подъемной системы.

Особенности кинематики и динамики подъемных систем с противовесом, шкивом трения и бицилиндроконическим барабаном.

Практические занятия

Построение и расчет диаграмм скорости, усилий и мощностей.

Литература

Основная: [1, с.294-318]; [3, с. 104-113]

Дополнительная: [6, с. 86-97]

Методические указания

Изучение этой темы базируется на знаниях, полученных при изучении соответствующих разделов технической механики.

Вначале следует уяснить, от каких факторов зависит производительность подъемной установки и продолжительность подъемной операции, определить среднюю и максимальную скорости подъема, сравнить максимальную скорость подъема с допустимой по правилам безопасности.

Затем приступают к изучению, построению и расчету наиболее простой трех-периодной диаграммы скорости, которая применяется для клетевого подъема. При этом по расчетной максимальной скорости подъема определяют требуемую частоту вращения двигателя, принимают стандартную частоту вращения, а затем определяют фактическую максимальную скорость подъема, по которой и рассчитывают остальные элементы диаграммы. Расчет пятипериодной диаграммы скорости приведен в примере расчета подъемной установки на с. 378-383 в учебнике Хаджикова Р.Н. 2. При построении этой диаграммы следует обратить внимание на первый и пятый периоды, необходимые для уменьшения динамической нагрузки на разгрузочные кривые.

Изучая динамику подъемных систем, необходимо по схеме ознакомиться с силами, которые должен преодолеть двигатель, создавая движущее усилие, научиться определять массу всех движущихся частей подъемной системы, приведенную в окружности органа навивки каната.

Анализируя основное динамическое уравнение, уяснить, какие величины в нем являются переменными, научиться определять движущие усилия на ободе барабана и мощности на валу подъемного двигателя в наиболее характерных точках диаграмм скорости.

Применив уравнение М.М. Федорова к подъемным системам постоянного и переменного радиуса навивки каната, статически неуравновешенным и уравновешенным хвостовым канатом, нужно научиться строить диаграммы усилий и мощности.

Особенности кинематики скиповой подъемной установки с противовесом заключаются 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. Поэтому закон движения для поднимающегося скипа изобразится четырехпериодной диаграммой, а при опрокидных сосудах - шестипериодной.

Для подъемных систем с бицилиндроконическим барабаном диаграммы скорости будут пятипериодные, и строятся они отдельно для поднимающейся и опускающейся ветвей каната.

Вопросы для самопроверки

1. Как определить продолжительность движения подъемных сосудов, зная годовую производительность установки?

2. какие разновидности диаграмм скорости применяются для различных подъемных сосудов?

3. Каков порядок расчета и построения трех- и пятипериодной диаграмм скорости?

4. Вывести основное уравнение динамики академика Федорова М.М.

5. Как рассчитываются и строятся диаграммы движущих усилий и мощности при трехпериодной диаграмме скорости?

6. В чем особенности кинематики и динамики подъемных систем с противовесом и с переменным радиусом навивки каната?

Тема 36. Электрооборудование подъемных установок.

Определение мощности двигателя подъемной установки и расхода электрической энергии. Коэффициент полезного действия подъемной установки.

Асинхронный двигатель в качестве привода подъемных машин. Принципиальная электрическая схема включения двигателя в сеть. Анализ режимов работы асинхронного подъемного двигателя. Диаграмма механических характеристик.

Двигатель постоянного тока в качестве привода подъемных машин. Принципиальная электрическая схема включения двигателя постоянного тока по системе Г-Д (ТП-Д). Преимущества и недостатки. Анализ режимов работы. Механические характеристики привода постоянного тока. Требования правил безопасности при работе с электрооборудованием подъемных установок.

Литература

Основная: [1, с.318-334]; [3, с. 104-126]

Дополнительная: [6, с. 85-110]; [8, с.315-320]; [9, с.232-290]

Методические указания

При изучении этой темы необходимо ознакомиться с особенностями работы подъемного двигателя, требованиями, которым он должен соответствовать, и типами, применяемых для привода подъемных машин. Изучить конструктивные особенности, принцип работы каждого привода, принципиальные схемы управления подъемными двигателями. По механическим характеристикам произвести анализ работы подъемного двигателя во всех режимах, отметив при этом преимущества и недостатки различных приводов.

Как видно из ранее рассмотренных диаграмм усилий и мощностей, двигатель подъемной машины испытывает неравномерную нагрузку. Поэтому мощность его определяется по эквивалентному вращающему моменту, а при органах навивки постоянного радиуса - по эквивалентному движущему усилию.

Изучая эту тему, следует выписать в конспект формулы для определения эквивалентного момента и эквивалентного усилия, научиться определять коэффициенты перегруза и мощность подъемного двигателя. Для определения расхода электроэнергии подъемной установкой необходимо использовать диаграммы изменения мощности на валу подъемного двигателя.

Вопросы для самопроверки

1. Какие типы двигателей применяются для одно- и многоканатных установок в зависимости от мощности двигателя?

2. Как определяется мощность подъемного двигателя? Почему она определяется не по максимальной, а по эквивалентной нагрузке?

3. В каких режимах может работать подъемный двигатель?

4. Каков принцип работы системы Г-Д (ТП-Д)?

5. Как определяется коэффициент перегруза двигателя?

6. Как определяется расход электроэнергии подъемной установкой?

7. Как определить к.п.д. подъемной установки и подъемной машины?

Тема 37. Аппаратура управления и тормозные устройства подъемных установок. (4 часа)

Назначение и устройство аппаратуры управления: пульта управления, реверсора, командоаппарата, реостата, магнитной станции.

Назначение и устройство тормоза подъемной машины. Конструкции исполнительных органов тормозов. Приводы тормозов, их типы. Устройство и принцип работы тормозов малых и средних подъемных машин, наладка и регулировка тормозов. Схемы тормозных систем. Их преимущества и недостатки. Требования правил безопасности и правил технической эксплуатации, предъявляемые к тормозам.

Практические занятия

Изучение устройства аппаратуры управления подъемных установок.

Изучение конструкции тормоза подъемных машин и схемы тормозного устройства.

Литература

Основная: [1, с.334-352]; [2, с.194-234, 280-288, 322-346]; [3, с.115-126]

Дополнительная: [6, с. 85-87]; [8, с.149-187]; [9, с. 156-263, 299-302]

Методические указания

Изучая аппаратуру управления, особое внимание следует уделить схеме цепей управления реверсора, металлическим реостатам типа КФ, жидкостному реостату типа ВЖР, схеме контакторного управления реверсором и реостатом и бесконтактным командоаппаратам.

При изучении тормозных устройств ознакомиться с элементами тормозной системы (трех- и четырехходовыми кранами, регуляторами давления, исполнительными органами и приводами различных тормозов), их взаимодействием. Затем по конкретной схеме рассмотреть торможение и оттормаживание машины рабочим и предохранительным тормозом.

Вопросы для самопроверки

1. Как устроены и где применяются пульты управления ПТТТП и ПММ?

2. Как устроен реверсор типа РВМ? Принцип действия схемы.

3. Для чего применяются реостаты? Какими они бывают? Как работают?

4. Как устроен и как работает сельсинный командоаппарат?

5. Как устроена и для чего применяется магнитная станция?

6. Как устроена и как работает тормозная система с гидроприводом?

7. Как устроена и как работает тормозная система с пневмоприводом?

8. Какие требования предъявляются правилами безопасности к тормозным устройствам подъемных машин?

Тема 38. Аппаратура контроля и защиты подъемных установок.

Измерительные приборы для контроля работы подъемных установок. Назначение и устройство скоростеметров и указателей глубины.

Аппаратура защиты. Назначение, общее устройство и принцип действия конечных выключателей, ограничителей скорости; Защиты от провисания струны каната, от напуска в ствол, от износа колодок. Регулятор хода.

Максимальная и нулевая защита. Электрические схемы защиты. Требования правил безопасности, предъявляемые к аппаратуре защиты.

Практические занятия

Изучение устройства измерительных приборов и аппаратуры защиты.

Литература

Основная: [1, с.352-364]; [2, с.190-313, ]; [3, с.104-126]

Дополнительная: [6, с. 87]; [9, с.204-231]

Методические указания

Из аппаратуры контроля более детально необходимо рассмотреть электрические указатель глубины и скоростемер, а также аппарат задания и контроля хода АЗК и регулятор хода.

Далее следует изучить различные типы конечных выключателей, ограничителей скорости, их электрические схемы, принцип работы, уяснить, где они располагаются, для чего предназначены и какие требования к аппаратам защиты предъявляются правила безопасности.

Элементы всех аппаратов защиты необходимо отыскать на схеме цепи защиты, уяснить, как они воздействуют на контактор тормоза предохранительного КТП, электромагнит тормоза предохранительного ТП и реверсор. В конспекте вычертить схему цепи защиты.

Вопросы для самопроверки

1. Как устроены механический и электрический указатели глубины?

2. Каково устройство и принцип действия электрического скоростемера?

3. Какие функции и как выполняет аппарат задания и контроля хода?

4. Какие элементы защиты содержит цепь защиты подъемной установки?

5. Каково назначение элементов защиты и где они устанавливаются?

6. Каково устройство и принцип действия магнитного конечного выключателя ВМ?

7. Принцип действия электрического ограничителя скорости.

8. Какие требования предъявляются правилами безопасности к аппаратуре защиты подъемных установок?

Тема 39. Монтаж и эксплуатация подъемных установок.

Общие положения монтажа подъемных установок. Эксплуатация подъемных установок. Техническое обслуживание. Осмотры, ремонты, ревизии и наладки. Замена подъемных канатов. Регулирование их длины. Требования правил безопасности и правил технической эксплуатации при монтаже и эксплуатации подъемных установок.

Практические занятия

Техническое обслуживание и эксплуатация подъемных установок.

Литература

Основная: [1, с.370-375]; [2, с.313-321, ]; [3, с. 104-139]

Дополнительная: [9 с. 305-363]; [13, с.4-7]

Методические указания

В этой теме следует различать монтаж и эксплуатацию одноканатных и многоканатных подъемных установок. Особенностью последних являются меньшие размеры, расположение машины на копре, неравномерное натяжение канатов и возможность их проскальзывания, наличие уравновешивающих канатов и др.

Особое внимание необходимо уделить навеске, смене и регулированию длины канатов, так как это одна из самых ответственных и трудоемких операций.

Вопросы для самопроверки

1. Как размещается оборудование в здании при наземном расположении машины и при расположении ее на копре?

2. Каковы основные работы по монтажу подъемной установки?

3. Какая документация должна быть в здании подъемной установки?

4. Какова периодичность осмотров, ревизий, наладок и испытаний подъемной машины, парашютов канатов, тормозов?

5. Объем работ при ежесуточном осмотре подъемной установки.

6. Как производится навеска, смена и регулирование длины подъемных канатов?

7. Как производится навеска и смена уравновешивающего каната?

8. Какие требования предъявляются правилами безопасности к эксплуатации подъемных установок?

Тема 40. Проектирование установок. Требования правил безопасности к проектированию правилами безопасности. Исходные данные. Выбор типа подъемной машины, подъемных сосудов, способов управления, электрического привода. Порядок расчета подъемной установки. Методы снижения расхода электроэнергии подъемной установкой.

Литература

Основная: [1, с.373-404]; [2, с.170-177]; [3, с.104-139]

Дополнительная: [9 с. 345-371]

Методические указания

Эта тема является самой сложной в горной механике и обобщает материал, изученный в разделе 5. Для качественного усвоения материала необходимо внимательно рассмотреть решение примера расчета подъемной установки в учебнике Хаджикова Р.Н. и Бутакова С.А. [2] на с. 378-386, ознакомиться с требованиями правил безопасности [4] и повторить все темы раздела 5.

Особое внимание следует уделить расчету и выбору скипа, каната и подъемного сосуда, параметры которых будут неоднократно встречаться в дальнейшем расчете.

Вопросы для самопроверки

1. Как рассчитать и выбрать подъемный сосуд и подъемный канат?

2. Как выбрать подъемную машину?

3. Как определяются элементы расположения подъемной машины относительно ствола?

4. Каков порядок расчета и выбора двигателя подъемной машины?

5. Как определить расход электроэнергии, к.п.д. подъемной установки и подъемной машины?

СТАНДАРТЫ ПО ПРОФИЛЮ ДИСЦИПЛИНЫ

Предыдущая 1 2 3 4 5 678 Следующая