РАСЧЕТ ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ БАРАБАНАМИ

Стр 1 из 3Следующая ⇒

РАСЧЕТ ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ БАРАБАНАМИ

Исходные данные для расчета

годовая производительность А_г=950 тыс. т;

глубина шахты Н_ш=500 м.

Часовая производительность подъемной установки

, (1.1)

где N=300 - число рабочих дней в году, дней;

t=18– число часов работы подъема в сутки, часов;

С=1, 15 – коэффициент неравномерности работы подъемов;

Грузоподъемность скипа для одноканатного подъема

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

(1.2)

где θ =10 – пауза между подъемами, сек;

Модель скипа 2СН7-1

Грузоподъемность, т (уголь/порода) 5, 6

Высота скипа с прицеп. устр. 8625 мм

Ширина, мм 1590

Длина, мм 1850

Тип затвора сект.

Масса с подвесным устр., т 7, 54

Общий путь в кривых 2170

Минимальное расстояние между проводниками 1670

Определение максимальной скорости движения

Число подъемов час:

(1.3)

где Q – подставляется стандартное.

Продолжительность одного цикла подъема:

, (1.4)

Время движения скипов:

(1.5)

где θ =9 – пауза между подъемами принимается по табл.1, сек;

Средняя и максимальная скорости подъема соответственно:

; (1.6)

где - высота подъема, м

h_заг=20 – высота загрузки, м;

h_раз=20 – высота разгрузки скипов на поверхности, м;

α – множитель скорости, для скипов 1, 25-1, 35;

h_р – превышение рамы скипа над кромкой бункера, из характеристики скипа, ориентировочно для не опрокидных скипов 0, 3м.

Выбор подъемного каната

Линейная масса каната определяется по формуле:

P= , кг/м, (1.7)

где - масса концевой нагрузки, кг;

Здесь и далее значения Q₀, Q и Q_m необходимо принимать в кг;

γ ₀ – фиктивная плотность каната, для линейного касания γ ₀=9400кг/м³;

Н₀=H_ш+h_заг+h_к - длина отвеса каната (от точки схода каната со шкива до нижнего положения подъемного сосуда), H₀=557м

m=6, 5 – коэф. запасов прочности;

h_пер – высота переподъема, согласно ПБ для скипов и опрокидных клетей h_пер=6м;

P= =6, 4 кг/м..

Исходя из данных выбирается подъемный канат ЛК-РО 3х36 с характеристиками, p=6, 5 кг/м; =41 мм; Q=1100000 Н.

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

; (1.8)

Высота копра h_к =37 м.

Подъемный канат выбирается по линейной массе и маркировочной группе прочности по ГОСТ 7668-80. Из ГОСТа выписывается диаметр каната d_к, линейная масса Р и суммарное разрывное усилие всех проволок каната Q_z,Н. Выбранный канат проверяется на действительный запас прочности по формулам.

При Н< 600м.

Q_z – суммарное разрывное усилие всех проволок каната,

Q_z₌1100000

(1.10)

Максимальное статическое натяжение ветви каната

Максимальное статическое натяжение ветви каната определяется по формуле:

, (1.11)

Максимальное статическое неуравновешенное окружное усилие

Максимальное статическое неуравновешенное окружное усилие, то есть наибольшая разность натяжений ветвей канатов определяется по формуле:

Н, (1.12)

где q-линейная масса уравновешивающего каната;

Выбор органа навивки

Диаметр барабана подъемной машины и направляющих шкивов, в соответствии с требованиям ПБ, определяют по формуле: для поверхностных подъемов

D_б=D_ш≥ 79d_k, мм, (1.13)

D_б= D_ш =79·41=3239 мм.

Принимаем, по статическим натяжениям ветвей каната ( ) подьемную машину двухбарабанную с разрезным барабном 2Ц-4х1, 8.

Техническая характеристика подъемной машины 2Ц-4х1, 8.

Число слоев навивки 2

Диаметр, м 4

Ширина, м 1, 8

Статическое напряжение, кН 220

Разность статических напряжений канатов, кН 160

Скорость подъема, м/с 12

Момент инерции машины, т*м² 75

Передаточное число 11, 5

Масса машины, т 70

При двухбарабанной машине требуемая ширина каждого барабана:

, (1.14)

где l =30 предназначена для повторного испытания канатов;

z -витки трения(для барабанов футерованных-5);

=2-3мм-зазор между витками каната;

Выбор схемы расположения подъемной машины ствола шахты

Углы девиации

Угол девиации согласно ПБ для цилиндрических барабанов должен быть не более . Схемы для определения углов девиации приведены на рис.1.3

Формулы для определения углов девиации:

а) для двухбарабанных машин с расположениям шкивов на одной геометрической оси:

, (1.19)

где а-расстояние между внутренними ребордами барабанов

S-расстояния между центрами сосудов, мм

Угол =0 ,

Выбор привода и редуктора

Ориентировочная мощность подъемного двигателя определяется по формуле:

, (1.20)

где К – коэффициент шахтных сопротивлений, для скипов;

η _зп – кпд зубчатой передачи;

ρ – характеристика динамического режима работы;

V - средняя скорость движения;

кВт.

При мощности двигателя до 1250 кВт принимается однодвигательный асинхронный привод.

Число оборотов двигателя:

, (1.21)

где i-передаточное отношения редуктора принятой машины;

По значениям и n выбираем двигатель в соответствии с рекомендациями норм проектирования из характеристики двигателя.

Динамика подъемной системы

Принимаем уравновешивающий канат при однократном подъеме при глубоких более 500 м при отношении

(1.35)

Принимаем редуктор Ц0-18 с передаточным числом i=11, 5

Расход энергии

(1.49)

кВт (1.50)

(1.51)

(1.52)

% (1.53)

2. Расчет водоотливных установок

Исходные данные для расчета:

притоки – нормальный Q_н=210м³/ч и нормальный Q_м=270м³/ч;

Н=500м;

нормальная вода;

срок – 9 лет;

Максимальный приток – 8 недель

1. Минимальная подача насоса

(1.54)

2. Ориентировочный напор насоса

(1.55)

3. Приняв ориентировочную высоту всасывания 3 метра и превышения расположения труб над уровнем устья ствола шахты 1 метр, определяем геометрический напор насоса

(1.56)

Выбираем насос ЦНС 300-120: 600

Оптимальная подача 300 м /ч

Число ступеней насоса: 2-10

Напор одного рабочего колеса- 60кН, м

К.П.Д. - 0.71

Синхронная частота вращения двигателем-1500 об/мин

Необходимое число последовательно соеденённых рабочих колёс:

(1.57)

Принимаем z=10.

Оптимальный напор насоса

(1.58)

Окончательно принемаем насос ЦНС 300-600

7. Напор насоса при нулевой подаче

(1.59)

8. Проверяем выбранный насос на наличие рабочего режима и устойчивость, т.е. на соблюдение условий Н_г< 0, 95Н₀; так как 504≤ 636, рабочий режим будет устойчивым.

Расчёт трубопровода

Предусматриваем оборудование водоотливной установки двумя напорными трубопроводами, закольцованными в насосной камере в коллектор. Длину подводящего трубопровода примем равной 13 м l = l =13 м. В его арматуру входят приёмная сетка с клапаном и 3 колена.

Приняв длины участков в камере l = 30 м, в трубном ходке l = 35 м и превышение трубного ходка над уровнем околоствольного двора 7 метров определяем длину напорного трубопровода:

L =500+30+35-7=558 м.

Находим оптимальный диаметр для труб

(1.60)

=0, 198 м

Принимаем трубы с диаметром 219 мм.

Требуемая толщина стенки (мм):

(1.61)

Принимаем для напорного трубопровода трубы с внутренним диаметром 201 мм.

Для обеспечения большей надёжности всасывания наружный диаметр подводящего трубопровода должен быть на 25-50 мм больше чем у напорного, трубы для него принимаем с внешним диаметром 273 мм, а внутренний диаметр подающего равным 259 мм, так как толщина стенок 9 мм. Диаметр подающего трубопровода принимаем равным диаметру второго напорного трубопровода, т.е мм.

Вычисляем скорость воды в подводящем трубопроводе:

(1.62)

м/с

(1.63)

м/с

Вычисляем коэффициент гидравлического трения в подводящем трубопроводе и на участке :

(1.64)

(1.65)

Суммарные коэффициенты местных сопротивлений:

(1.66)

(1.67)

(1.68)

Потери напора в подводящем трубопроводе и на участках и :

(1.69)

(1.70)

(1.71)

Суммарные потери в трубопроводе:

м (1.72)

Напор насоса

м (1.73)

м (1.74)

Следовательно H=504+0.00048888 (1.75)

Из полученного уравнения построим таблицу значений H по фиксированным значениям Q. Значения Q принимаем исходя из рабочей характеристики выбранного насоса.