Лабораторна робота №1

Дослідження стрічкових конвеєрів

1. Ціль роботи:Вивчення принципу дії , конструкції і основних складових стрічкових конвеєрів.

2. Стрічкові конвеєри, загальні відомості

Принцип переміщення вантажу на стрічці, відносно якої вантаж нерухомий. До основних складових частин конвеєра (рис.1, а, б) відносять: стрічка 1, що є тяговим і несучим органом; підтримуючу стрічку роликоопори верхньої 2 і нижньої 5 гілок; приводна станція 4, що приводить стрічку в рух; натужна станція 6 для створення натягу стрічки; опорна конструкція 3 для зміцнення роликоопор; завантажувальний пристрій 7.

Конвеєри класифікуються за наступними ознаками:

- за призначенням - загального призначення, що застосовуються на поверхні шахт, збагачувальних фабриках і т.п.; підземні; для відкритих робіт; спеціальні (для навантажувальних машин, магістральні конвеєри й ін.);

- за видом вантажів - для звичайних сипучих вантажів; для скельних шматкових вантажів;

- за видом несучої гілки - з верхньою несучою гілкою (рис.1, а); підземні стрічкові конвеєри з нижньою несучою гілкою (рис. 1, б); із двома несучими гілками (рис.1, в);

- за положенням холостої гілки - з нормальним розташуванням (рис.1, а.6), коли холоста гілка опирається на ролики брудною стороною; з поверненим розташуванням (рис. 1, г), коли холоста гілка перевертається на обох кінцях конвеєра й опирається на ролики чистою стороною;

- за формою поперечного перерізу несучої гілки - із плоскою стрічкою (рис. 1,д),з жолобчастою стрічкою (рис.1, е);

- за видом траси конвеєра - прямолінійні; криволінійні в профілі; криволінійні в плані.

Кут нахилу обмежується силами тертя між стрічкою й матеріалом, що транспортується. При гладких стрічках він становить 18—22°, а при спеціальних підвищується на 5—15°.

Довжина конвеєра залежить від міцності матеріалу, з якого виготовлена стрічка, і становить для горизонтальних конвеєрів від 300- 400 м (бавовняна стрічка) до 3-5 км(тросова стрічка). Довжина похилих конвеєрів в

3-5 разів менше.

Продуктивність конвеєрів до 1000 т/ч, кар'єрних до 20000 т/ч. Конвеєр у плані прямолінійний, але можна допустити невеликі скривлення в профілі, конвеєр може бути криволінійним. Можливе транспортування практично всіх насипних вантажів гірничих підприємств, за винятком досить липких.

Переваги: висока продуктивність; можливість транспортування як по горизонталі, так і під кутом нагору або вниз; порівняно невелика енергоємність і більша довжина в одному агрегаті; можливість автоматизації.

Недоліки: неможливість транспортування при кутах нахилу більше18—22°, а також при сильно скривленій трасі; порівняно малий термін служби роликів і стрічки й висока їх вартість; залежність роботи від кліматичних умов (для конвеєрів відкритих розробок); необхідність попереднього дроблення великорозмірного матеріалу. У вугільних шахтах вони широко застосовуються для транспортування вантажів по похилим і горизонтальним виробіткам, на рудних шахтах поки тільки в похилих стовбурах. На поверхні шахт і на збагачувальних фабриках це головний вид транспорту. На кар'єрах стрічкові конвеєри застосовуються дуже широко, із всіх видів транспорту стрічкові конвеєри найбільш перспективні.

Інші типи конвеєрів не можуть конкурувати зі стрічковими, їх застосовують тільки тоді, коли за якимись причинами не можна застосувати стрічкові (великий кут нахилу, скривлення в плані й ін.).

Рис.1

Стрічки

Стрічки виготовляються загального призначення й спеціальні: вогнестійкі незаймисті при пробуксовці); що не електризуються (з антистатичними добавками, що запобігають запалення метано-повітряного середовища поверхневими електростатичними зарядами); морозостійкі (до -55° С) або теплостійкі (до +100° С). Стрічки загального призначення працюють при температурі від -25° С до +60° С.

Класифікація стрічок по конструктивній ознаці наведена на рис. 2 .

Тканинні нарізні стрічки складаються із прокладок 1, які утворюють каркас стрічки, що захищається від ушкоджень і проникнення вологи верхньої 2, нижньої 3 і бічними 6 обкладками, які можуть підсилюватися шаром брекерної тканини 5. Між прокладками є шари гуми 4 (сквіджи). Прокладочна тканина (бельтинг) виготовляється з бавовни або із синтетичних матеріалів (капрон, перлон, нейлон, лавсан, терилен, штучний шовк, скловолокно). Застосовуються й комбіновані тканини: основа із синтетичного волокна, а утік - з ниток бавовни.Загорнені стрічки мають підвищену стійкість проти розшарування бортів.

Каркас кордових стрічок утворюється із шарів кордової тканини, яка представляє собою шар поздовжніх шнурів (кордів), переплетених в поперечному напрямку тонкими нитками. Кордові стрічки міцніші тканинних, менше витягаються, добре протистоять ударним навантаженням, але більше складні у виготовленні. Однопрокладочні стрічки мають один шар кордів з підсиленим поперечним переплетенням або один шар товстої тканини. Ці стрічки дуже міцні, стійкі проти зношування бортів, не розшаровуються, добре протистоять ударам гострогранних шматків матеріалу при навантаженні.

Рис.2. Типи стрічок Тросові стрічки мають каркас із одного ряду сталевих тросиків.

Їх переваги: більша міцність, значний термін служби. Недоліки: велика вага, тривалість стикування, значні діаметри приводних барабанів.

Монолітні стрічки виготовляються з холоднокатаної сталі (звичайної або нержавіючої). Вони дешеві, але дуже незручні в експлуатації й практично не застосовуються.

Сітчасті стрічки виготовляються зі сталевого дроту. Застосовуються на брикетних фабриках для охолодження брикетів.

Заповнювач (матеріал обкладок) для стрічок загального призначення - з гуми, для морозостійких або теплостійких стрічок з гуми зі спеціальними добавками, для вогнестійких стрічок з полівінілхлориду (ПХВ), неопрена і т.п.

Приводні станції стрічкових конвеєрів

За способом передачі тягового зусилля станції ділять на звичайні і спеціальні. Тягове зусилля звичайними станціями (рис.3 а-з) передається тертям за рахунок притиснення стрічки до барабана від її натягу. Станції спеціальних типів мають додаткові засоби притиснення стрічки до барабана: притискні ролики (рис.7.5, і, л), притискні стрічки (рис. 3, к) і ін. Вони не одержали поширення через ускладнення конструкції і їх малої ефективності.

За кількістю привідних барабанів станції ділять на однобарабанні (рис.3, а-в) і двобарабанні. Останні можуть бути із твердим кінематичним зв'язком барабанів (рис.3, г), коли вони зв'язані зубчастою передачею; з диференціальним редуктором (рис.3, д), коли барабани обертаються від півосей диференціала, та із самостійними двигунами (рис. 3, е, ж).

Пристрій приводної станції . Барабани за конструкцією можуть бути

гладкими, нагостреними (сталь або чавун) або для підвищення тертя покриті фрикційними матеріалами (футеровкою) з гуми, стрічки, пластмас і ін. Редуктори застосовують шестерні закриті. З метою компактності двигун і редуктор однобарабанного привода можна змонтувати усередині барабана (електробарабан). Гальмо призначене для зупинки конвеєра за заданий час. На похилих й бремсбергових конвеєрах він потрібний також для втримання конвеєра в нерухливому стані після вимикання двигуна. Гальмо встановлюють на одній з муфт приводної станції. Він може мати електрогідравлічний або електромагнітний привід, що спрацьовує при включенні й вимиканні двигуна приводного барабана.

Рис.3. Принципові схеми приводних станцій: а-г - однобарабанні, д-з - двобарабанні, и-л - спеціальні.

Рис. 4. Основні елементи приводної станції:

1 - приводний барабан; 2 - стрічка; 3 - пристрій для очищення стрічки; 4 - розвантажувальний барабан; 5 - барабан, що відхиляється; 6 - редуктор; 7 - муфта; 8 - двигун; 9 - рама привода; 10 - гальма.

Натяжні станції стрічкових конвеєрів

Натяжні станції поділять на нерегульовані (тверді), регульовані ( автоматичні) і комбіновані. У перших (рис. 5) при працюючому конвеєрі натяжний барабан не переміщується. Стрічка натягається періодично, в міру ослаблення.

Переваги: простота й компактність, відсутність чутливості до забруднення; Недолік: відсутність контролю натягання стрічки.

Рис. 5. Схеми нерегульованих (твердих) натяжних станцій:а) гвинтовий; б) з ручною лебідкою й нерухомою рамою; в) з ручною лебідкою і нерухомою рамою; г) з електричною лебідкою й рухомою рамою. 1- натяжний барабан; 2- рама; 3- черевик, що переміщається по рамі; 4 - гвинт; 5 - канат; 6- ручна лебідка; 7- електрична лебідка.

Недолік усувається, якщо стрічку натягають перед кожним пуском контролюючи натяг датчиками. В автоматичних станціях довжина контуру стрічки змінюється на ходу.

Переваги: зменшення натягів стрічки, автоматична компенсація залишкової витяжки.

Недоліки: складність, значні розміри, чутливість до забруднення, значна потужність привода натяжної станції в тому випадку, якщо вона працює як автоматична в період пуску конвеєра в хід, коли потрібна значна швидкість переміщення натяжного барабана.

Комбінована (напівавтоматична) станція працює в період пуску як тверда - натяжний барабан перед пуском конвеєра відтягується й у період пуску залишається на місці. Після закінчення пуску станція працює як автоматична.

Завданням регулювання натягу автоматичними натяжними станціями може бути підтримка одного постійного натягу стрічки; підтримання двох постійних значень натягу (підвищеного при пуску і нормального при сталому режимі); підтримка постійного відношення натягів набігаючої й збігаючої гілок приводної станції; підтримка мінімального натягу, що гарантує відсутність зриву зчеплення стрічки. У першому варіанті при сталому режимі в середніх умовах роботи стрічка випробовує завищене натягування, оскільки воно вибирається за пуском в хід у найгірших умовах; В: другому варіанті стрічка працює під підвищеними натягами тільки короткочасно; в інших варіантах натяг стрічки змінюється залежно від тягового зусилля. На практиці застосовуються варіанти

першої і другої - інші поки опрацьовані недостатньо.Станції, що підтримують постійний натяг (одне або два), за типом

привода ділять на вантажні, механічні й гідравлічні.Вантажні станції виконують по наступним схемам (рис. 7.10):

а - проста; б - з канатами й блоками; в - з поліспастами; з - з лебідкою для підняття вантажу (натяжний барабан має хід, який у багато разів більший за хід вантажу).

У блоках і поліспастах через тертя з’являється зона нечутливості, у якій натяжна станція не реагує на зміни режиму роботи конвеєра. У деяких випадках станція перетворюється практично у тверду.

У механічних станціях (рис. 7.10) натяжний барабан переміщається лебідкою, яка керується від апарата контролю натягу стрічки. Датчик натягу 8 встановлюють безпосередньо на канаті. Сигнали датчика посилюються й подаються в схему керування лебідкою 7.

За схемою д можуть бути виконані тверді станції, що працюють із двома рівнями натягів: пуск із одним (більшим) натягом, а робота при встановленому режимі - з іншим натягом (меншим),при встановленому оператором за допомогою датчика натягів і лебідки.

На рис. 7.10, е показана схема автоматичної натяжної станції зі зрівнювальним приводом Донгіпроуглемаша. Натяжні барабани 7 огинаються з привода гілками стрічки, що набігає й збігає . Залежно від заданого передаточного відношення зрівняльного механізму ЗМ підтримується постійне співвідношення натягів гілок, що набігають й збігають. Лебідкою Д створюється первісне натягування стрічки.

Основними параметрами станцій є натяг стрічки, швидкість переміщення натяжного барабана і його хід. Хід компенсує пружне й залишкове подовження стрічки, дає можливість укоротити стрічку при стикуванні після обриву. При малому ході залишкове подовження доводиться компенсувати частим вирізанням відрізків стрічки.

Роликоопори

Роликові опори (роликоопори) призначені для підтримки стрічки, центрування її ходу, додання стрічці необхідної форми.

За призначенням роликоопори класифікують на рядові й спеціальні.Рядові (рис. 6, а, б, в) призначені для підтримки стрічки й надання їй необхідної форми. Спеціальні діляться на:

- центруючі (регулюють положення стрічки відносно повздовжньої осі конвеєра)

- амортизуючи (вони пом’якшують удари шматків матеріалу об стрічку), - очисні (очищають стрічку від матеріалу, який налипає).

Рис. 5. Роликоопори стрічкових конвеєрів:а-в – рядові, г-з – центруючі, і – амортизуюча;

1 – ролик, 2 – кронштейн, 3 – балка, 4 – рама конвеєра, 5 – гнучкий вал,6 – диски гнучкої роликоопори, 7 – підшипниковий вузол, 8 – канатний став, 9 – бічний центруючий ролик, 10 – ось обертання самоцентруючої опори, 11 – дефлекторний ролик, 12 – кронштейн дефлекторного ролика, 13 – гумові диски, 14 – гумовий амортизатор.

За кількістю роликів в одній опорі роликоопори ділять на одно-, дво-, трьох, чотирьох- і пятироликові. Вантажна гілка конвеєра може мати будь-які із цих опор, порожня найчастіше однороликові, рідше - двороликові (при широких стрічках) для поліпшення центрування її ходу (рис 6. ж) і для підвищення жорсткості, що зменшує амплітуду вертикальних коливань стрічки між роликами.

За конструкцією осей ролики ділять на ролики із твердими й із гнучкими осями. Перші можуть бути на осі й на цапфах, другі - на осі з каната (рис. 6, в) або ланцюга.

За способом змащення підшипникових вузлів ролики бувають із довгостроковим заставним змащенням і з регулярним змащенням.

Центруючі тверді трьохроликові роликоопори для лоткової стрічки (рис. 6, е) мають бічні ролики 9, які можна встановлювати й закріплювати під кутом до осі О-О (в плані). Самоцентруюча роликоопора для лоткової стрічки (рис. 6, д) повертається в потрібному напрямку в плані навколо вертикальної осі 10 за рахунок сили натискання стрічки, що зійшла убік, на вертикальний

(дефлекторний) ролик 11, що закріплений на важелі 12 балки 3. Сила тертя FЦ між бічним роликом, що займе положення, аналогічно (рис. 6, г) і стрічкою центрує її. Нижня гілка центрується або не перпендикулярною установкою частини роликів, або доданням стрічці лоткової форми по (рис. 6, е) або (рис. 6, ж). Очищає плоску стрічку й центрує її ролик, виконаний із двох спіралей, які навиті у різні сторони (рис. 6, з).

Підтримуючі конструкції стрічкових конвеєрів

Підтримуючі конструкції служать для зміцнення роликоопор. Вони бувають зі сталевого прокату, трубчасті, канатні залежно від часу роботи конвеєра на одному місці стаціонарні й нестаціонарні (переносні, пересувні). Для зручності під час перевезення й монтажу підтримуючі конструкції із прокату й труб звичайно виготовляють окремими секціями довжиною 2~5 м, кратної кроку роликоопор. Секції канатного ставу мають довжину (між анкерами) приблизно 100 м. Секції стаціонарних конвеєрів збирають у тверді рами за допомогою болтів, рідше зварювання й заклепок; секції переносних конвеєрів мають легкороз'ємні, а пересувні - шарнірні з'єднання або зовсім без з'єднань.

Транспортування великорозмірних скельних вантажів при твердих опорах викликає удари на роликоопори вже при швидкостях близько 2 м/с. Для скельних вантажів потрібні податливі опори, конструкції яких перебувають у стадії розробки.

Завантажувальні пристрої стрічкових конвеєрів

Стрічкові конвеєри можна завантажувати в одному або одночасно в декількох місцях по довжині. Місця завантаження обладнюють завантажувальними пристроями, призначеними для запобігання стрічки від ударів падаючих шматків.

Уловлювачі стрічки

Уловлювачі, призначені для запобігання відходу вниз стрічки похилого конвеєра у випадку її обриву й встановлюються при кутах нахилу більше 10. Їх ділять на ті, які вмикаються від сигнальної системи, реагують на розрив стрічки, що включаються безпосередньо від впливу ролика або стрічки, що обірвалася.

Розвантажувальні пристрої стрічкових конвеєрів

Розвантаження здійснюють через один з кінцевих барабанів (кінцеве розвантаження) або в будь-якому місці по довжині (проміжне розвантаження). У першому випадку в розвантажувальний барабан монтують прийомну воронку, у другому - конвеєр устатковують спеціальними розвантажувальними пристроями. Останні залежно від

часу роботи на одному місці ділять на стаціонарні й пересувні, а за конструктивною ознакою на плужкові, барабанні, механічні й пристрою зі зворотною лотковістю, (жолобами).

Плужкові скидачі застосовують при транспортуванні неабразивних матеріалів при швидкості до 1,5 м/с. Вони прості за конструкцією, однак інтенсивно зношують стрічку, а однобічні зрушують її убік.

Двосторонні механічні скидачі використовують для проміжного розвантаження матеріалів, ушкодження (подрібнення) яких при розвантаженні небажано (наприклад, брикети).

Для розвантаження абразивних шматкових матеріалів, а також на конвеєрах великої продуктивності із широкою (більше 1,2 м) стрічкою й великою швидкістю застосовують розвантажувальні візки-двобарабанні розвантажувальні пристрої. Вони зношують стрічку менше, ніж плужкові, але мають більші габарити й вагу.

Рис.7 Схеми завантажувальних пристроїв:а) завантажувальна воронка для сипучих неабразивних матеріалів, б) воронка з короткими знімними колосниками (для великої руди), в) вирва з відбійним щитом (для руди й інших абразивних матеріалів), г) пункт навантаження із завантажувальним конвеєром; 1 - прийомна воронка, 2 - дно жолоба (лотка), 3 - напрямні борти, 4 - футеровочна гума (стрічка) направляючих бортів, 5 - батарея жорстко укріплених або підресорених роликів (роликовий стіл), 6 - знімні колосники, 7 - відбійний щит, який охороняє воронку від зношування й ушкоджень ударами шматків матеріалу, 8 - завантажувальний конвеєр;

Лабораторна робота №2

ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ОПОРУ РУХУ СТРІЧКИ ПО

РОЛИКООПОРАМ

1. Ціль роботи: Вивчення факторів, що впливають на величину коефіцієнта опору руху стрічки по роликоопорам конвеєра.

2. Основні теоретичні положення

Загальний опір руху стрічки складається з розподілених (на горизонтальній і похилій прямолінійній ділянках) і зосереджених опорів (на барабанах, що відхиляють, роликових батареях, завантажувальних і розвантажувальних пристроях, у місцях очищення стрічки). Сили опору при переміщенні вантажу визначаються величиною коефіцієнта опору руху й у загальному випадку можуть бути виражені формулою

W =q L ωI (1)де q- вага вантажу на одному метрі довжини конвеєра; L - довжина конвеєра; ωI-загальний коефіцієнт опору руху. Звідси видно, що загальний коефіцієнт опору руху являє собою відношення сил опору до ваги переміщуваного вантажу.

Значення цього коефіцієнта не однакові для різних ділянок конвеєра. Розглянемо опір руху на прямолінійній горизонтальній ділянці навантаженої галузі конвеєра (рис 1).

При русі стрічки по роликах доводиться переборювати опору від тертя в

підшипниках роликів, тертя катання роликів по стрічці й перегинів стрічки на роликоопорах.

Загальний опір групи роликів можна визначити по формулі

Рис. 1

W =2 M 0

D p (2)

де M0 – момент опору обертанню групи роликів; Dр - діаметр ролика.Момент опору обертанню групи роликів визначимо в такий спосіб.

Момент опору обертанню одного ролика

M 0=M 1+M 2 (3)де M1 – момент опору обертанню ролика в опорах; M2 - момент

опору від кочення ролика по стрічці.Ці моменти визначаються з виражень

(4)

(5)де Pван + Pс - навантаження на ролик від маси вантажу й стрічки; d –

діаметр цапфи ролика; f - коефіцієнт тертя в підшипнику ролика, наведений до діаметра цапфи; k – коефіцієнт тертя катання ролика по стрічці; Gр – вага обертових частин роликоопори.

Загальний момент опору групи роликів

(6)

При цьому

(7)

(8)

де qван, qс, qр- відповідно вага вантажу, стрічки й обертових частин роли-коопор на одному метрі конвеєра; l – довжина розглянутої ділянки.

Звідси

(9)

Загальний опір

, (10)

Де (10)

У практиці проектування через труднощі визначення коефіцієнтів f і k залежать від безлічі факторів і міняються залежно від умов роботи, втрати в роликових опорах ураховуються коефіцієнтом опору руху , отриманим експериментально. Його значення, що рекомендуються, (по даним ВНИИПТМАШ) наведені в табл. 1.

Таблиця 1Режим роботи Роликоопори

прямі жолобчастіЛ 0,018 0,020С 0,022 0,025Т 0,035 0,040

При специфічних умовах роботи й нестандартних роликоопорах коефіцієнт опору руху можна визначити по формулі (10). Значення коефіцієнтів f і k приймаються по табл. 2.

Таблиця 2

Режим роботиКоефіцієнт тертя f в

підшипникахКоефіцієнт

тертя катання kкочення ковзання

Л 0,010 0,1 0,06С 0,025 0,2 0,08Т 0,045 0,25 0,10

Значення ω' можна визначити експериментально. Якщо стрічку з вантажем покласти на ролики, закріплені на рамі, а потім цю раму нахиляти в площині обертання роликів, то при певному куті нахилу стрічка з вантажем почне рухатися. Цей кут і буде характеризувати коефіцієнт опору руху. Залежність між кутом нахилу й коефіцієнтом можна вивести з наступної умови. Стрічка з вантажем (мал. 14) починає рухатися, коли

(11)де P" = Psinβ - дотична складова від ваги вантажу й стрічки; T=Pcosβω'- сила опору руху.Звідси умова руху (12)

(13)Значення цього коефіцієнта залежить від умов роботи й діаметра

роликів, а також величини навантаження на ролик.У даній роботі необхідно експериментально визначити значення

коефіцієнта опору руху, а також досліджувати вплив діаметра роликів і навантаження на величину цього коефіцієнта.

Робота виконується на установці, схема якої дана на рис. 15. Установка складається з відрізка стрічки 1 і двох роликоопор 2 зі змінними роликами 3. Роликоопоры встановлені на поворотній рамі 4, що може

змінювати своє положення щодо стаціонарної рами 7 за допомогою гвинта 6 і маховика 5. Для зупинки стрічки служить упор 9.

3. Порядок виконання роботи

1.Ознайомитися з лабораторною установкою.2. Визначити розрахункові значення коефіцієнта опору руху, для чого

скористатися формулою (10). Значення d і Dр визначити виміром, f і k – див. табл. 6. Режим роботи в лабораторії - Л. Розрахунок провести для двох діаметрів роликів. Всі виміри й розрахунки звести в таблицю за формою 1.

Форма 1

Параметр Dр, див

d, див

f k, див

з'Значення

параметрів

3. Визначити фактичне значення лабораторній установці. Для збільшення точності заміряти не кут, а відношення висоти підйому рами Н (по лінійці 8) до довжини Lу, тому що

Виміри провести для двох діаметрів роликів при різному навантаженні на ролик. Всі виміри й розрахунки звести в таблицю за формою 2.

Форма 2

Навантаження на ролик P, H

Для ролика діаметром D

′p=60мм

Для ролика діаметром

D "p=89мм

H, мм

H, мм0

Значення величини Н приймається як середнє за результатами трьох вимірів.

4. Побудувати залежність = f(P) і дати аналіз відповідності результатів з розрахунку й експериментальному визначенню коефіцієнта .

Зрівняти ці значення з рекомендованим для даних умов (див. табл. 1).

4. Зміст звіту1.Назва, короткий опис мети й змісту роботи.2.Основні теоретичні положення3.Схема лабораторної установки й опис принципу її дії.4.Таблиці з результатами всіх вимірів і розрахунків по формах 11 і 12.

Лабораторна робота №3.

Вивчення підйомних канатів.

1. Ціль роботи: вивчити конструкції підйомних канатів, їх типи та маркування, визначити сумарне розривне зусилля різних канатів.

2. Основні теоретичні положення

Призначення та область використання.

Сталеві канати являються основним типом гнучких органів, що використовуються у вантажопідйомних машинах.

До переваг використання канатів відносять:1. високу міцність;2. невелику погонну масу;3. високу гнучкість;4. можливість працювати на великих швидкостях;5. безшумність роботи;6. високу довговічність та надійність.

а) б) в)

Рис. 1. Канати.а) канат намотаний на котушку; б) склад канату; в) напрямок завивки

канатів.1 - канат, 2 - сердечник, 3 - жмут, 4 - дротик.

Канати для підйомних установок виготовляють із стальних дротів діаметром 0,5...4,0 мм і тимчасовим опором розриву σт=1,4...2,2ГПа. Канат 1 (рис.1,б) має сердечник 2 з органічного матеріалу або м'якої сталі, навкруги якого по гвинтовій лінії звиваються дротики 4 (одинарна завивка), жмут 3 із дротиків 4 (подвійна завивка) або жмут із жмутів або стренги (потрійна завивка).

Класифікуються канати по наступним ознакам: За формою поперечного перерізу канати розділяють на круглі і

плоскі. Поперечний переріз круглого каната близький до кола. Плоскі канати виготовляють зшивкою декількох круглих чотирьохжмутних канатів (стренг), поперечний переріз цього каната близький до прямокутника.

По основній конструктивній ознаці розрізняють канати одинарної, подвійний і потрійний завивки. Канати одинарної завивки (спіральні) складаються з дротів, звитих по спіралі в один чи кілька концентричних шарів. Канати одинарної завивки, скручені тільки з круглого дроту, називають звичайними спіральними канатами.

Спіральні канати, що мають у зовнішньому шарі фасонні дроти, називають канатами закритої і напівзакритої конструкції. У цих канатах фасонний дріт при обриві утримується сусідніми дротами.

Канати одинарної завивки, призначені для наступної завивки, називають жмутами. Канати подвійної завивки складаються з жмутів, звитих в один чи кілька концентричних шарів. Канати подвійної завивки можуть бути одношарові чи багатошарові. Багатошарові канати поряд з підвищеною гнучкістю і великою опорною поверхнею забезпечують можливість одержання властивостей каната, що не розкручуються.

Широке поширення одержали одношарові шестипрядні канати подвійної завивки. Канати подвійної завивки, призначені для наступної завивки, називають стренгами. Канати потрійний завивки складаються зі стренг, звитих по спіралі в один концентричний шар.

За формою поперечного перерізу жмута розрізняють канати кругло- і фасонопрядні (трьохграно - плоско - і овальнопрядні). Фасонний канат має значно велику поверхню прилягання до шківа, чим круглопрядний.

За типом жмутів розрізняють канати з точковим торканням дротів між шарами (тип ТК), з лінійним торканням дротів у жмутах (тип ЛК), з точково-лінійним торканням дротів у жмутах (тип ТЛК). Жмути з точковим торканням дротів виготовляють за кілька технологічних операцій у залежності від числа шарів дротів. При цьому виходять різні кроки завивки дротів по шарам жмута, дроти між шарами перехрещуються. Таке розташування дротів збільшує їх зношення при зрушеннях у процесі експлуатації, створює значні контактні напруги, що сприяють розвитку втомлюваних тріщин у дротах, і зменшує коефіцієнт заповнення перетину каната металом.

Жмути з лінійним торканням дротів виготовляють за один технологічний прийом; при цьому зберігається сталість кроку завивки дротів у всіх шарах жмута. Для одержання лінійного торкання діаметр дроту і жмута вибирають в залежності від її конструкції. Так, у жмуті типу ЛК-О дроти по шарах застосовують однакового діаметра, у жмуті типу ЛК-Р дроти в зовнішньому шарі застосовують різного діаметра та у жмуті типу ЛК-З використовують дроти заповнення.

У тришарових жмутах лінійного торкання одержують різні сполучення зазначених вище типів жмутів.

Працездатність канатів з лінійним торканням дротів у жмутах при правильному виборі конструкції каната значно вище, ніж працездатність канатів із точковим торканням дротів.

Жмути точко-лінійного торкання застосовують при необхідності заміни в жмутах лінійного торкання центрального дроту семидротовим жмутом, коли на двошаровий жмут типу ЛК укладається шар дротів однакового діаметра з точковим торканням. Жмути точко-лінійного торкання забезпечують можливість виготовлення багатодротових жмутів на машинах, що нававивають жмути, з порівняно невеликою кількістю шпуль і можуть при відповідному виборі параметрів завивки володіти підвищеними властивостями нерозкручованості.

По матеріалу сердечника розрізняють канати з органічним чи металевим сердечником 2 (рис.1б). У більшості конструкцій канатів для забезпечення необхідної гнучкості і пружності в якості сердечника у центрі каната, а іноді й у центрі пасом, використовують просочені змащенням органічні сердечники з пеньки, маніли, сизалі і бавовняної пряжі. Такі канати називаються канатами з органічним сердечником.

Допускається застосування сердечників з азбестового шнура і штучних матеріалів.

Металевий сердечник доцільно застосовувати тоді, коли треба підвищити структурну міцність каната при багатошаровій навивці його на барабан, зменшити конструктивні подовження каната при розтяганні, а також при підвищеній температурі середовища, у якій працює канат. Розповсюдженою конструкцією металевого сердечника є канат подвійної завивки із шести семи дротових жмутів, розташованих навколо центрального семидротового жмута. Металевий сердечник може бути виготовлений зі звичайно канатного дроту (м.) чи м'якого дроту (м.с.м.) з тимчасовим опором розриву не більш 900 Н/мм2.

Параметри завивки. Крок завивки елементів каната повинен бути рівномірним по всій

довжині каната. Довжина кроку завивки зовнішнього шару дротів у жмутах повинна складати не більш дев'яти розрахункових діаметрів жмута для канатів з лінійним торканням дротів і з металевими сердечниками, і одинадцяти для канатів із точковим торканням дротів та трьохграннопрядних.

Довжина кроку завивки дротів у спіральному канаті повинна складати не більше 11 розрахункових діаметрів.

Довжина кроку завивки жмута у канаті повинна складати не більше: 6,5 розрахункових діаметрів у шестипрядних канатах, стренгах і металевих сердечниках; 7,0 розрахункових діаметрів у канатах з кількістю пасом більш шести; 7,5 розрахункових діаметрів у канатах фасоннопрядних; 16 розрахункових діаметрів у стренгах плоского каната. Довжина кроку завивки стренг у канатах потрійної завивки повинна

складати не більш 7,0 розрахункових діаметрів каната.

Канати подвійної завивки можуть бути виготовлені (Рис.1в): - за напрямком завивки дротів у жмутах протилежному напрямку

завивки жмута у канат. Такі канати називають канатами хрестової завивки. - з однаковим напрямком завивки дротів у жмут і жмута у канат. Такі

канати називають канатами однобічної завивки. - з одночасним використанням у канаті жмута правого і лівого

напрямку завивки. Такі канати називають канатами комбінованої завивки. Напрямок завивки жмута внутрішніх шарів многопрядних канатів

може бути протилежним напрямку завивки каната при однаковому напрямку завивки дротів у жмутах.

Завивку жмутів металевого сердечника і жмутів внутрішніх шарів многопрядних канатів рекомендується виконувати в напрямку завивки каната протилежному напрямку завивки дротів у жмутах.

Канати потрійний завивки виготовляють переважно хрестової завивки з протилежним напрямком завивки стренг, жмутів, дротів.

Стренги плоского каната укладають так, щоб права і ліва завивки чергувалися.

Канати одинарної завивки виготовляють з чергуванням напрямків завивки окремих шарів, що забезпечує канату незкручувальну властивість при навантаженні. Усі шари дротів у жмутах ТК і ТЛК звиваються в одному напрямку.

По напрямку завивки канати можуть бути правого і лівого напрямку (Табл.1). Напрямок завивки встановлюється:

а) для спіральних канатів - по напрямку завивки дротів зовнішнього шару,

б) для канатів подвійної завивки - по напрямку завивки жмутів зовнішнього шару в канаті,

в) для канатів потрійної завивки - по напрямку завивки стренг у канаті. Таблиця 1.

Напрямок завивки каната в залежності від умов роботиЛіва завивка Права завивка

хрестова однобічна верхня навивказліва на право

нижня навивка справа на ліво

хрестова однобічна верхня навивказліва на право

нижня навивкасправа наліво

За способом завивки канати розділяють на ті, що розкручуються і не розкручуються. У канатів дроти, що розкручуються, не звільнені від внутрішніх напружень, що виникають у процесі завивки дротів у жмут і жмутів у канат. Тому в канатах стренги, що розкручуються, жмути і дроти в жмутах не зберігають свого положення в канаті після зняття перев'язок з кінця каната. У канатів, що не розкручуються, при завивці дротів у жмути і жмутів у канат знімаються внутрішні напруження рихтуванням і попередньою деформацією дротів і жмутів . У таких канатах після зняття перев'язок у кінцях каната жмути і дроти зберігають попереднє положення.

Канати, що не розкручуються, у порівнянні з канатами, що розкручуються, мають ряд переваг:

а) трохи більшу гнучкість і більш рівномірний розподіл розтяжних зусиль на жмутах і дротах;

б) більш високий опір втомлювальним напругам, відсутність прагнення порушити прямолінійність при розкладанні, можливість експлуатації при трохи більших кутах девіаціх без порушення правильного намотування на барабан.

По ступені крутячості розрізняють канати на ті, що крутяться і некрутяться. Канати, що некрутяться, варто відрізняти від канатів, що нерозкручуються. У канатах, що некрутяться, завдяки підбору напрямків завивки окремих шарів дротів (у спіральних канатах) чи жмутів (у багатошарових канатах подвійної завивки) усувається обертання каната навколо своєї осі при вільному підвішуванні вантажу. Канат, що некрутиться, може бути виготовлений як такий, що нерозкручується або розкручується.

Обов'язковою умовою виготовлення канатів, що некрутяться, є розташування жмутів у двох чи трьох концентричних шарах із протилежним напрямком завивки кожного концентричного ряду жмута. У цьому випадку моменти обертання каната по шарах врівноважуються, що запобігає обертанню каната навколо своєї осі.

Експлуатаційні особливості.

Кожна конструкція каната має переваги і недоліки, який необхідно правильно враховувати при виборі канатів для конкретних умов експлуатації. При виборі варто зберігати необхідні співвідношення між діаметрами органів навивки і діаметрами канатів і зовнішніх дротів, а також необхідний запас міцності, що забезпечує безаварійну роботу.

Канати подвійної завивки з лінійним торканням дротів у жмутах при простоті виготовлення мають порівняно велику працездатність і мають достатнє число різноманітних конструкцій. Останнє дозволяє вибирати канати для роботи при великих кінцевих навантаженнях, при стиранні, у стиснутих умовах, в агресивному середовищі.

Канати конструкції ЛК-Р варто застосовувати тоді, коли в процесі експлуатації канати піддаються впливу агресивних середовищ, інтенсивному знакозмінному вигину і працюють на відкритому повітрі. Велика структурна

міцність цих канатів дозволяє використовувати їх у багатьох дуже напружених умовах роботи кранових механізмів.

Канати конструкції ЛК-О стійко працюють в умовах сильного стирання завдяки наявності у верхньому шарі дротів збільшеного діаметра. Ці канати одержали широке поширення, але для їхньої нормальної експлуатації потрібно трохи підвищений діаметр блоків і барабанів.

Канати конструкції ЛК-З застосовують тоді, коли потрібно гнучкість за умови, що канат не піддається впливу агресивного середовища. Застосовувати ці канати в агресивному середовищі не рекомендується внаслідок тонких дротів заповнення, що легко піддаються корозії.

Канати конструкції ЛК-РО відрізняються порівняно великим числом дротів у жмутах і тому мають підвищену гнучкість. Наявність у зовнішньому шарі цих канатів щодо товстих дротів дозволяє успішно застосовувати їх в умовах абразивного зношення і агресивних середовищ. Унаслідок такого сполучення властивостей канат конструкції ЛК-РО є майже універсальним.

Канати подвійної завивки з точково-лінійним торканням дротів у жмутах варто застосовувати тоді, коли використання канатів лінійним торканням дротів у жмутах неможливо через порушення співвідношень між діаметрами органів навивки і діаметрами дротів.

Канати подвійної завивки з точковим торканням дротів у жмутах не рекомендується для відповідальних і інтенсивно працюючих установок. Ці канати можна застосовувати лише тимчасово. Споживачам канатів варто орієнтуватися по конструкції на канати з лінійним торканням дротів.

Застосування канатів типу ТК припустимо для ненапружених умов експлуатації, де знакозмінні вигини і пульсуючі навантаження незначні чи цілком відсутні (расчалочні і грозозахисні канати, тимчасові лісосплавні кріплення, різні підтримуючі і гальмові канати).

Багатопрядні канати подвійної завивки в залежності від прийнятих напрямків завивки жмутів по окремих шарах виготовляють звичайними і що некрутяться. Останні забезпечують надійну і стійку експлуатацію на механізмах з вільним підвішуванням вантажу, а велика опорна поверхня і менші питомі тиски на зовнішні дроти дозволяють досягати порівняно великої працездатності каната.

Недоліками багатопрядних канатів є складність виготовлення (особливо попередньої деформації), схильність до розшарування, складність спостереження за станом внутрішніх шарів пасом.

Канати потрійної завивки застосовують тоді, коли основними експлуатаційними вимогами є максимальна гнучкість і пружність каната, а його міцність і опорна поверхня не мають вирішального значення. Органічні сердечники в стренгах доцільні тоді, коли канат призначений для буксирування і швартування, де вимагаються підвищені пружні властивості каната. Завдяки використанню дротів малих діаметрів у порівнянні з дротами канатів подвійної завивки канати потрійної завивки для нормальної експлуатації вимагають шківи значно менших діаметрів.

Трьохгранопрядні канати відрізняються підвищеною структурною стійкістю, дуже великим коефіцієнтом заповнення і великою опорною

поверхнею. Застосування цих канатів особливо доцільно при великих кінцевих навантаженнях і сильному абразивному зношенні. Рекомендується використовувати ці канати як на установках зі шківами тертя, так і при багатошаровій навивці на барабани.

Недоліком трьохгранопрядних канатів є гострі перегини дротів на гранях пасом, підвищена твердість каната, трудомісткість виготовлення пасом.

Плоскі канати знаходять застосування в якості врівноважуючих на шахтних підйомних установках. До переваг цих канатів варто віднести їх некрутимість. Однак ручні операції, застосовувані при зшивці канатів, і відносно швидке руйнування ушивальника при експлуатації обмежують обсяг використання цих канатів у промисловості.

Канати закритої конструкції застосовують у якості несущих для підвісних канатних доріг і в якості підйомних на шахтних підйомних установках. Великий коефіцієнт заповнення, некрутимість під навантаженням, максимальна опорна поверхня каната, мінімальні пружні і залишкові подовження при експлуатації, здатність фасонних дротів зберігати своє положення при обриві - усе це обумовлює застосування цих канатів на відповідальних і важко навантажених установках, що працюють в агресивному середовищі з великою частотою робочих операцій.

Основні типи канатів приведені в таблиці 2. Таблиця 2. Канати загального призначення

Конструкція Діаметри (мм) Профіль Застосування

1 2 3 4 Канат подвійної завивки типу ЛК-Р 6*19(1+6+6/6)+1o.с. ГОСТ2688-80

3,6 - 56,0

Вантажопідйомні механізми вантажно-людинного і вантажного призначення, у якості тягових на підвісних дорогах і кабель-кранах

Канат одинарної завивки типу ЛК-О 1*7(1+6) ГОСТ3062-80

0,65-11,50 Грозозахисні троси ліній електропередач, розтяжки, стоячий такелаж і т.д.

Канат одинарної завивки типу ТК 1*19(1+6+12) ГОСТ3063-80

1,0 - 11,0 Грозозахисні троси ліній електропередач, розтяжки, стоячий такелаж і т.д.

Канат одинарної завивки типу ТК 1*37(1+6+12+18) ГОСТ3064-80

1,60 - 14,0 Грозозахисні троси ліній електропередач, розтяжки, стоячий такелаж і т.д.

Канат подвійної завивки типу ЛК-О 6*7(1+6)+1*7(1+6) ГОСТ3066-80

1,90 - 26,0 Судові підйомні установки

Канат подвійної завивки типу ТК 6*19(1+6+12)++1*19(1+6+12) ГОСТ3067-80

3,1 - 15,0Вантажні канати на невідповідальних підйомних механізмах

Канат подвійної завивки типу ТК6*37(1+6+12+18)++1*37(1+6+12+18) ГОСТ3068-80

4,7 - 7,2Вантажні канати на невідповідальних підйомних механізмах

Канат подвійної завивки типу ЛК-О 6*7(1+6)+1 o.c. ГОСТ 3069-80

2,2 - 23,0

Тягові канати на підвісних канатних дорогах, підйомні канати на судових підйомах, підйомно-транспортних машинах

Канат подвійної завивки типу ТК 6*19(1+6+12)+1o.c. ГОСТ 3070-88

3,3 - 13,0 Вантажні канати на невідповідальних підйомах

Канат подвійної завивки типу ТК 6*37(1+6+12+18)+ +1o.c. ГОСТ 3071-88

5,0 - 20,0 Вантажні канати на невідповідальних підйомах

Канат подвійної завивки типу ЛК-О 6*19(1+9+9)+1o.c. ГОСТ 3077-80

4,6 - 46,0

Підйомно-транспортні машини, шахтні підйомні пристрої, підвісні канатні дороги, кабель-крани, судові підйомні установки, тягові і підйомні канати для вантажолюдинного і вантажного підйомів

Канат подвійної завивки типу ЛК-О 6*19(1+9+9)+ +7*7(1+6) ГОСТ 3081-80

6,4 - 45,5 Судові установки, підйомні канати на землерийних дорожніх машинах

Канат подвійної завивки типу ЛК-З 6*25(1+6;6+12)+1o.c. ГОСТ7665-80

11,5 - 48,5 Ліфти, різні талі, скіповий доменний підйом, лісосплав

Канат подвійної завивки типу ЛК-З 6*25(1+6;6+12)+ +7*7(1+6) ГОСТ 7667-80

11,5 - 44,0 Шахтний похилий підйом, дорожні машини, металургійні крани

Канат подвійної завивки типу ЛК-РО 6*36(1+7+7/7+14)+ +1o.c. ГОСТ 7668-80

13,5 - 72,0

Підйомно-транспортні машини, шахтні підйомні пристрої, землерийні дорожні машини, судові підйомні установки, підйомні установки металургійної промисловості

Канат подвійної завивки типу ЛК-РО 6*36(1+7+7/7+14)+ +7*7(1+6) ГОСТ 7669-80

13,0 - 72,0

Шахтні підйомні пристрої, землерийні дорожні машини, судові підйомні установки, підйомні установки металургійної промисловості

Канат подвійної завивки типу ЛК-Р 6*19(1+6+6/6)+ +7*7(1+6) ГОСТ 14954-80

6,7 - 55,0

Землерийні і дорожні машини, судові підйомні установки, для лісосплаву, лісової і деревообробної промисловості

Канати закритої конструкції і фасонопрядні

Конструкція Діаметри (мм) Профіль Застосування

1 2 3 4

ГОСТ 3085-806*30(6+12+12)+1o.c. 35,5 - 43,5 Шахтні підйомні установки

ГОСТ 3090-73 30,5 - 35,5

Несучі канати на підвісних канатних дорогах і кабель-кранах, ванти на крокуючих екскаваторах і при будівництві різних інженерно-технічних споруд.

ГОСТ 7675-73 38,5 - 51,0

Несучі канати на підвісних канатних дорогах і кабель-кранах, ванти на крокуючих екскаваторах і при будівництві різних інженерно-технічних споруд.

ГОСТ 7676-73 50,0 - 70,0

Несучі канати на підвісних канатних дорогах і кабель-кранах, ванти на крокуючих екскаваторах і при будівництві різних інженерно-технічних споруд.

Канати спеціального призначення

Конструкція Діаметри (мм) Профіль Застосування

ГОСТ 16853-88 6*31(1+6+6/6+12)+ +7*7(1+6)

25,0 - 35,0 Талі для експлуатаційного і глибокого розвідницького буріння

ГОСТ 16853-88 6*31(1+6+6/6+12)++1o.c.

25,0 - 38,0 Талі для експлуатаційного і глибокого розвідницького буріння

ТУ14-4-438-736*36(1+7+7/7+14)++6*7(1+6)++1*7(1+6)

60,5 Шахтні підйомні установки

ТУ 14-4-496-748*36(1+7+7/7+14)++6*19(1+9+9)++1*19(1+9+9)

63,0 - 64,0 Шахтні підйомні установки

ТУ 14-4-612-75 3*27(3+9+15) 14,5 Спеціальні умови роботи

ТУ 14-4-625-756*19(1+6+6/6)++1*19(1+6+6/6)

12,0 Ручні підйомні лебідки

ТУ 14-4-1552-898*38(1+12+12+12)++3*7(1+6);3*37(1+12+12+12)++1o.c.

60,5 - 63,0 Шахтні підйомні установки

ГОСТ 2172-80 6*19(1+6+12)++1*19(1+6+12)

1,8 - 2,5 "З" Авіаційна промисловість

ГОСТ 2172-80 6*7(1+6)+1*7(1+6) 3,2 - 6,0 "З" Авіаційна промисловість

Умовна позначка каната складає: число жмутів (стренг) у канаті, число жмутів у стрензі, число дротів у жмуті, розташування дротів по шарах, число неметалевих сердечників, конструкція металевого сердечника, тип жмутів каната.

Норми бракування канатів вантажопідйомних кранів і машин

Бракування канатів вантажопідйомних кранів і машин, що перебувають в експлуатації, повинна вестися відповідно до керівництва по експлуатації вантажопідйомного крана або машини. При відсутності в посібнику з експлуатації відповідного розділу бракування ведеться відповідно до рекомендацій, наведеними в справжньому додатку.

Для оцінки безпеки використання канатів застосовують наступні критерії:

характер і число обривів дротів, у тому числі наявність обривів дротів біля кінцевих закладень, наявність місць зосередження обривів дротів, інтенсивність наростання числа обривів дротів;

розрив пасма; поверхневе й внутрішнє зношування; поверхнева й внутрішня корозія; місцеве зменшення діаметра каната, у тому числі через стан

сердечника; зменшення площі поперечного перерізу дротів каната втрати

внутрішнього перетину); деформація у вигляді хвилястості, корзино утворювання,

видавлювання сердечника, дротів і пасом, роздавлювання, перекручувань, заломів, перегинів, місцеве збільшення діаметра каната й т.п.;

ушкодження в результаті температурного впливу або електричного дугового розряду.

2. Прилади та матеріали

Мікрометр, штангельциркуль, зразки канатів.

3.Порядок виконання роботи Перед початком проведення роботи необхідно встановити тип канату,

запропонованого для дослідження, встановити форму поперечного перерізу, напрямок завивки дротиків і жмутів, вид завивки і форму поперечного перерізу жмутів.

Далі з допомогою штангельциркуля і мікрометра визначити діаметр дротиків канату, а також всього канату. Для запобігання великих похибок, вимірювання необхідно провести як мінімум три рази в трьох різних точках,а діаметри визначати як середне арифметичне цих вимірів.

По результатам вимірів визначають коефіцієнт заповнення каната: Kз=(Σnidдi

2)/dк2,

де dдi- середньо арифметичний діаметр i-того дротика (мм); ni- кількість дротиків i-того діаметра; dк - діаметр канату (мм). Результати вимірів і розрахунків заносимо в таблицю 4:

Табл.4

№пп

Тип канату dдi

' dдi'' dдi

''' dдi dк' dк

'' dк''' dк

Тимчасовий опіррозриву σт(МПа)

1800

Розривне зусилля канату визначається

Qр= Kзπ dк2σт /4.

5. Звіт по роботі повинні мати: 1. Назву і ціль роботи. 2. Короткі теоретичні відомості. 3. Схеми поперечних перерізів конструкцій канатів. 4. Таблицю з результатами розрахунків. 5. Висновки.

Лабораторна робота №4

ПЛАСТИНЧАСТІ КОНВЕЄРИ

1. Ціль роботи:ознайомитися з конструкцією пластинчастих конвеєрів, вивчити пристрій складових частин, електропривод і автоматизацію, а також типи і параметри пластинчастих конвеєрів.

2. Основні теоретичні положення

Пластинчастий конвеєр (рис.1, а) має один або два ланцюги - 3. Які огинають приводні 1 і натяжні 5 зірочки. До ланок ланцюга прикріпляють пластини 2, які перекривають одна одну, утворюючи несуче полотно. До тягового ланцюга або пластин кріпляться ролики 4, які перекочуються по напрямних. Приводні станції можуть бути кінцевим - 8 і проміжними 7. Натяг ланцюга створює натяжна станція 6. Між приводною і натяжною станціями знаходиться опорний став, який служить для підтримки верхньої та нижньої гілок тягового органу.

Конвеєри класифікують за такими ознаками:

1. За призначенням:

підземні (для вугільних і для рудних шахт); загального призначення (для поверхні шахт і збагачувальних фабрик);

2. По виду траси в плані:

прямолінійні; згинальні;

3. За формою пластин в поздовжньому перерізі:

з гладкими пластинами (рис.1, б); з хвилястими пластинами (рис.1, в); з поперечними перегородками (рис.1, г) ;

4. За формою поперечного перерізу: без бортів (рис.1, д); з нерухомими бортами (рис.1, е); з рухомими бортами (рис.1, ж);

Пластинчасті конвеєри можуть транспортувати практично будь-який вантаж. Продуктивність їх до 750 т/год., довжина конвеєра на один привід до 800 м, при проміжних приводах до 2000 м. Радіус кривизни в плані профіля

20 м. Кут нахилу до 28 ° при хвилястих (рис. 1, в) і до 40 ° при ребристих пластинах (рис. 1, о).Переваги: можливість транспортування по криволінійним виробках та при великих кутах нахилу, транспортування без перевантажень на великі відстані, можливість транспортування важких і абразивних вантажів. Недоліки: велика металоємність, відносна складність конструкції і підвищений шум при експлуатації, трудомісткість монтажу.

Рис. 1. Принципові схеми пластинчастого конвеєра несучого полотна

Використовуються на вугільних шахтах і круто похилих шахтах і уклонах. На виробках з кутом з кутом більше 180 (де не можна застосувати стрічковий конвеєр), в рудних шахтах використовують:

- Конвеєри з притискною стрічкою.- Конвеєри з перегородками і рифленою стрічкою.- Конвеєри з стрічкою глибокої жолобчасті і трубчасті.

2. Улаштування складальних частин пластинчатого конвеєра

Пластинчасте полотно складається з набору пластин, ланцюгів, ходових роликів і кріпильних елементів. Пластини виготовляють штампуванням з листової сталі товщиною 3 - 5 мм. У більшості конвеєрів форма поперечного перетину пластин - трапецеїдальна або прямокутна.

Пластини по довжині можуть бути короткими (200-200 мм), коли вони креняться до тягового органу з інтервалом, рівним двом крокам ланцюга, і довгими (320-380 мм). Короткі пластини 1 (рис. 2) закріплюються на ланцюг 2 за допомогою штампованих коробок 3 з повідцями 4, на горизонтальних ланках ланцюга і фіксуються пружинною втулкою. Дані пластини додатково з'єднуються між собою в двох точках за допомогою припаяних до їх основ кронштейнів і кріпляться до ланцюга, що дає високу стійкість в поперечному напрямку.

Пластинчасте полотно збирається з неопорних (несучих) і опорних пластин. Опорні пластини мають ходові ролики 6, які насаджені на довгі наскрізні осі 5 або на короткі консольні осі. Перевага наскрізних осей полягає в тому, що вони збільшують міцність і жорсткість опорної пластини. Монтують ролики на підшипниках кочення з ущільненнями. Крок установки роликів вибирається виходячи з погонного навантаження і радіуса повороту.

Став повинен бути кратним кроку ланцюга (1280-1440 мм для ланцюга з кроком 80 мм).

Тяговий орган - пластинчасті або круглоланкові ланцюг. Останні використовуються у всіх згинаючих конвеєрах.

Опорний став про (рис. 3) набирають з лінійних, поворотних та перехідних секцій. Кожна секція складається з опори і закріплених па ній верхніх 2 і нижніх направляючих з кутового прокату або спецпрофіля. Довжина прямолінійних і перехідних секцій складає 2,0-3,3 м; поворотних (на закругленнях) - удвічі менше. Перехідні секції слугують, проміжною ланкою між лінійними секціями і приводними станціями. Конструкція їх аналогічна лінійній.

Рис. 2. Пластинчасте полотно з короткими пластинами

Приводні станції можуть бути кінцевими і проміжними. Перші, аналогічні приводам скребкових конвеєрів. Найбільш поширеним типом проміжного приводу є гусеничний (рис. 4). Приводний ланцюг 2 огинає тягову зірочку 1 і натягується натяжна зірочка 7. На ланцюзі 2 шарнірно закріплені кулаки 5, крок, яких Тк більше кроку Гц упорів полотна 6. Ходові ролики кулаків утворюють двовісний візок, який перекочується між напрямними 3 та 4, які спрофільовані так, що перед входом кулака в зачеплення він постійно повертається навколо шарніра і вибирає зазор Цо = Тк – Та% входячи в зачеплення з мінімальним ударом. При цьому одночасно внаслідок повороту в направляючих виходить із зачеплення передній кулак. Зазор дозволяє нормально працювати при витяжці з низу ланцюгів. Проміжний привід може бути встановлений для передачі тягового зусилля як на верхню, так і на нижню гілку. Приводи похилих конвеєрів додатково обладнуються автоматичними стопорами, що виключають зворотний хід несучого полотна з вантажем при відключенні конвеєрної лінії при обриві тягового органу. Натяжні пристрої можуть бути жорсткі або піддатливі, в яких сталість натягу забезпечується або механічними пристроями, або за допомогою гідродомкратів. При запуску пластинчастих конвеєрів, як і стрічкових, є фаза рушання з місця, коли хвиля деформації пробігає по контуру конвеєра. Щоб

не було неприпустимого ослаблення ланцюга кола на збігаючій гілці привода, потрібно значне передпускове натягування ланцюга. При усталеному русі зусилля натяжного пристрою може бути знижене. При гідравлічній системі в момент пуску спочатку створюються необхідне попереднє натягування тягового органу, по - досягненні якого автоматично включаються електродвигуни.

Рис. 3. Опорний став

Рис. 4. Проміжний гусеничний привід

По закінченні пуску гідросистема відключається, а положення кінцевої зірочки-фіксують храповим механізмом, або гідросистема переводиться на режим підтримки зниженого натягу, достатнього для усталеного руху.

На ухилах конвеєрах для уловлювання полотна при обриві ланцюгів встановлюють уловлювачі.

Очисний пристрій призначений для очищення пластинчастого полотна від налиплого штибу. Воно монтується у розвантажувальній головці на холостій гілці. Пристрій може бути статичної або активної дії. Більшість конструкції оснащується самовстановлюючими статичними щітковими пристроями. Активний пристрій являє собою барабан з набором щіток.

Мастильний пристрій тягового органу застосовується для зменшення зносу ланцюга і зірочок. Під дією рухомих частин конвеєра пристрій подає крапельну порцію рідкого змащувача на шарніри ланцюга.

3. Електропривод і автоматизація пластинчастих конвеєрів

Магістральні шахтні конвеєри забезпечуються трьома постами управління (головним, проміжним і хвостовим). Оперативне включення і відключення конвеєра здійснюється з головного поста управління, розташованого біля головного привода. Електроприводом служать, як правило, асинхронні двигуни з короткозамкнутим ротором і запобіжні турбомуфти.Вимоги до схеми управління та автоматизації загальні для всіх конвеєрів: Специфічні вимоги:

контроль провалювання пластин полотна; контроль пориву ланцюга при заклинюванні (здійснюється

аналогічно скребковим конвеєрам) контроль і регулювання зусилля натяжного пристрою

(підвищення перед пуском, стабілізація при усталеному режимі).

4. Типи і параметри пластинчастих конвеєрів

Конвеєри вугільних шахт класифікуються:За призначенням: для горизонтальних виробок, для похилих виробок;По виду траси в плані: прямолінійні і згинаються.Штрекові магістральні та дільничні конвеєри виконуються, як правило, згинаючими з одним кільцевим ланцюгом. Пластини трапецеїдальної форми. Ширина пластин 500, 650, 800 мм. Продуктивність від 150 до 750 т/ч. Швидкість руху для магістральних конвеєрів 0,8 -1,2 м/с, для ділянкових - 0,0 -1,5 м/с. Мінімальний радіус вигину 20 м. Довжина конвеєра на один привід від 500 до 800 м, із проміжними приводами до 2000 м. Потужність приводів для магістральних конвеєрів від 20 до 34 кВт, для дільничних до 40 кВт.

Рис. 5. Магістральний поворотний конвеєр

Для запобігання скатування шматків матеріалу пластини виконуються з підвищеними бортами і поперечними перегородками (ребрами). Полотно без перегородок дозволяє транспортувати матеріал до 28° вгору і на 22° вниз, з перегородками. Продуктивність 350-400 т/год, при швидкості до 1,4 м/с. Конвеєр обладнується головним і проміжним приводами на довгі конвеєра на відстані 0-12 м встановлюють уловлювачі. На вугільних шахтах найбільш широке застосування знайшли магістральні штрековий конвеєр П-05 (рис. 5) і Г1-80. Параметричний ряд передбачає конвеєри: П-50 для проміжного і одноповерхових горизонтальних виробок; ПУ-50 для дільничних виробок; П-05 і П-80 для капітальних горизонтальних виробок; ПП-65 для дільничних похилих виробок з кутом нахилу до 35°. Індекси: П - пластинчастий штрековий згинається;

Рис. 6. Конвеєр рудний1-захисний кут; 2-ролик; 3-ланцюг; 4-пластина;

НУ - пластинчастий дільничний; ПН - пластинчастий нахилений. Цифри після букви означають ширину пластинчастого конвеєра в см.

Забійні рудні пластинчасті конвеєри призначені для роботи на горизонті випуску руди з-під гірської маси. Конвеєр, повністю закритий, в особливо міцному виконанні. Продуктивність 300 т/год., довжина 30-50 м. Пластини - плоскі або коробчастої форми. У ряді конструкцій посилюються привареними полісами. Ланцюги пластинчасті з кроком 150-200 мм. Ланцюгів зазвичай два. Один головний привод.

Лабораторна робота №5

Канатні підйомні установки

1. Ціль роботи: вивчити призначення, класифікацію і конструкцію підйомних установок і підйомних машин.

2. Основні теоретичні положення

Призначення піднімальних установокПідйомні установки призначені для видачі на поверхню вугілля, що

видобувається і одержаного при проходці гірських виробок, породи, швидкого і безпечного спуску, підйому людей, транспортування кріпильного лісу, гірничошахтного устаткування і матеріалів. За допомогою піднімальної установки робиться також огляд і ремонт армування й кріплення ствола шахти. На великих шахтах, як правило, є дві - три діючі піднімальні установки, і кожна з них призначена для певних цілей (видачі вугілля, спуска-підйому людей, видачі породи і т.д.). Від надійної, безперебійної і продуктивної роботи шахтного підйому залежить ритмічна робота всієї шахти в цілому, тому до піднімальних установок (із усього комплексу електромеханічного встаткування шахти) висувають особливі вимоги відносно надійності й безпеки роботи.

Піднімальні машини є найбільш потужними із усього стаціонарного встаткування на шахті. Потужність електропривода піднімальної машини досягає 1000 кВт, а великих - 2000 кВт і вище. Електропривод піднімальних установок споживає до 40% всієї електроенергії, що споживається шахтою.

Швидкість руху піднімальних посудин у стовбурі досягає 15 - 20 м/с (54 - 72 км/год), тобто близька до швидкості руху поїздів . Така швидкість розвивається на коротких відстанях (рівних довжині шахтного стовбура), тому піднімальні машини повинні мати надійне керування й безвідмовно діючі гальмові пристрої.

Класифікація піднімальних установок

Загальний пристрій основного встаткування піднімальних установок і конструкція вхідних у її склад елементів досить різноманітні, що визначається в першу чергу розмаїтість гірничотехнічних умов, у яких функціонують піднімальні установки, а також різноманіттям конкретних функцій, які на них покладають. Серед останніх особливо виділяють характер шахтних вантажів.

Другий фактор, що визначає розмаїтість конструкцій піднімальних установок, пов'язаний з їх основною експлуатаційною особливістю - циклічність дії. Причому зазначена циклічність є особливою й характеризується малою тривалістю робочого циклу, коли паузи між рухами порівнянні із тривалістю руху, а в загальній тривалості руху істотну частку

займають періоди несталих рухів, пов'язаних з розгоном і зупинкою піднімальної системи.

При такому режимі роботи піднімальної системи потужність її приводу, витрата енергії, а отже, і економіка канатного підйому в значній мірі залежать від інерційних навантажень, що виникають у періоди несталих рухів. Прагнення зменшити негативний вплив зазначених інерційних навантажень на економіку канатного підйому, а також навантажень від власної ваги елементів піднімальної системи визначає в багатьох випадках вибір конструкції окремих елементів і загальну будову піднімальної установки.

Основними ознаками, по яких класифікують канатні піднімальні установки, є нижченаведені.

Призначення піднімальної установки. За цією ознакою піднімальні установки підрозділяються на наступні:

а) головні або вантажні, які служать для підйому корисних копалин на шахтах або обслуговують основні вантажопотоки розкривних порід і корисних копалини на кар'єрах;

б) допоміжні (пасажирські і вантажопасажирські), які служать для підйому й спуска людей, матеріалів і устаткування, а також для підйому з шахти супутніх гірських порід;

в) тимчасові або прохідницькі, використовуються тільки на період будівництва шахтного стовбура, а в ряді випадків і для проходки основних виробок околоствольного двору.

Розташування щодо земної поверхні. За цією ознакою виділяють два типи піднімальних установок:

а) підземні, розташовані в шахтних стовбурах;б) відкриті, розташовані, як правило, на неробочих бортах кар'єрів.Кут нахилу траси підйомника. За цією ознакою піднімальні установки

підрозділяються на два основних типи:а) вертикальні, які мають переважне застосування при підземній

розробці родовищ і розміщаються у вертикальних шахтних стовбурах;б) похилі, розташовувані на бортах кар'єрів або в похилих шахтних

стовбурах.Серед похилих піднімальних установок особливо виділяють круто-

похилі з кутом нахилу траси 60° і більше, а також пологі, кут нахилу траси яких не перевищує 25°.

Тип піднімальної посудини. Ця ознака у великому ступені визначає характер взаємодії канатного підйому з іншими ланками транспортного комплексу гірського підприємства, а також вид вантажно-розвантажувальних операцій на стиках транспортних ланок. За цією ознакою розрізняють три типи піднімальних установок:

а) клітьові;б) скіпові;в) бадьєві.

При клітьовому підйомі вантажно-розвантажувальні операції полягають у простому обміні навантажених і порожніх транспортних посудин (вагонеток, автосамосвалів) на перевантажувальних пунктах.

При скіповому підйомі перевантаження гірської маси із засобів призабійного транспорту в скіпи виконується, як правило, за посередництвом бункерів, так само, як і розвантаження скіпів на поверхні. Використання перевантажувальних бункерів досить великої місткості забезпечує відносну незалежність роботи канатного підйому у взаємодії з іншими ланками транспортного комплексу. Однак при цьому має місце збільшення загальної висоти підйому, а також необхідність додаткових капітальних витрат, пов'язаних зі спорудженням бункерів.

Бадді, як підйомні посудини використаються тільки на прохідницьких підйомних установках при будівництві шахтних стовбурів.

Кількість підйомних посудин, що приводять у рух однією піднімальною машиною. За цією ознакою підйомні установки можна підрозділити на три типи:

а) двохсосуді, які припускають надавання руху одночасно двох посудин однією піднімальною машиною (навантажена посудина піднімається, порожній у цей же час опускається);

б) однососудні без противаги, коли піднімальна машина приводить у рух одну гілку каната із приєднаною до нього посудиною (рис.1.1, а);

в) однососудні із противагою, у яких до кінця однієї із двох гілок канатів замість посудини підвішується противага (рис. 1.1, б).

Рис. 1. Схеми піднімальних установок: а - однососудної; б - однососудної із противагою

Тип канатоведучого органа підйомної машини. За цією ознакою, що відбиває спосіб передачі рушійного зусилля канату, піднімальні установки підрозділяються на два класи:

а) барабанні, для яких характерним є твердий зв'язок між канатом і робочим органом (барабаном), а приведення каната в рух виробляється

шляхом його навивки па поверхню барабана або розвивки з зазначеної поверхні;

б) зі шківами тертя, коли канат обгинає канатоведучий орган і не пов'язаний з ним жорстко, а приводиться в рух за допомогою сил тертя між поверхнею шківа й поверхнею притиснутого до шківа каната.

Залежно від форми навивочної поверхні барабани можуть бути постійного радіуса навивки (циліндричні барабани) і змінного радіуса (подвійні конічні і біциліндроконічні). У свою чергу, шківи тертя підрозділяють на одноканатні й багатоканатні. В останньому випадку піднімальна посудина підвішується до комплекту з декількох канатів, що приводяться у рух одним багатоканатним шківом тертя (мал. 1.2).

Рис. 2. Схема багатоканатної піднімальної установки

Ступінь урівноваженості на валу підйомної машини навантажень, обумовлених масою елементів підйомної системи. За цією ознакою розрізняють підйомні установки трьох типів:

а) статично неврівноважені, або просто неврівноважені, коли на валу підйомної машини виникає додаткове навантаження,обумовлене неврівноваженими силами власної ваги гілок головних канатів;

б) статично врівноважені, у яких зазначене вище додаткове навантаження знімається за рахунок застосування хвостового каната, що приєднує до днищ підйомних посудин, або за допомогою використання барабанів змінного радіуса;

Рис. 2. Схема статично врівноваженої піднімальної установкив) динамічно врівноважені, у яких крутний момент на валу

підйомної машини, залишається постійним на будь-якому етапі підйомуДинамічне врівноважування, як спосіб вирівнювання навантажень на

валу піднімальної машини і на поверхні навивочних органів уперше був запропонований і досліджений академіком М.М. Федоровим. У результаті згаданих досліджень були розроблені теоретичні основи гармонійного підйому, суть якого зводиться до нижченаведеного. Пропонується у двухсосудній піднімальній системі використати так званий важкий хвостовий канат, тобто такий канат, лінійна маса якого істотно вище, ніж у головного тягового каната. При наявності такого хвостового каната, якщо відповідним чином підібрати синусоїдальний закон зміни швидкості за цикл підйому, можна забезпечити сталість розрахункового тягового зусилля на поверхні навивочного органа протягом всієї тривалості підйому посудини із шахти на поверхню.

За висотою підйому :малої глибини до 300м;середньої глибини від 300 до 800м;глибокі від 800 до 1600м;надглибокі більше 1600м.Конструкція підйомних установокПідйомна установка складається з підйомного устаткування і

гірничотехнічних споруджень.До підйомного устаткування відносяться: підйомні машини, підйомні

посудини й канати, розвантажувальні й завантажувальні пристрої та ін.До гірничотехнічних споруджень відносяться:1) споруди, розташовані в околоствольному дворі (завантажувальні

бункера і камера для перекидача при скіповому підйомі або приймальна площадка при клітьовому підйомі);

2) стовбур шахти, обладнаний напрямними провідниками для клітей і скіпів при вертикальному підйомі й рейкових шляхах для вагонеток і скіпів при похилому підйомі;

3) надшахтні споруди, що складаються з копра й прийомного бункера для розвантаження підйомних посудин; при встановлені

неперекидних клітей замість прийомного бункера - споруджується надшахтний будинок із прийомними площадками й відкаточними шляхами.

На (рис. 3) показані схеми підйомних установок для вертикальних стовбурів.

Над стовбуром шахти встановлюється надшахтний копр 1, на верхній площадці якого укріплені два напрямних (копрових) шківи 2. Підйом і спуск клітей 3 (рис. 3, а) і скіпів 4 (рис. 3, б) виконується підйомною машиною 5, що перебуває в окремій будівлі 6, розташованій на відстані 20 - 40 м від копра. Підйомні канати 7 перекинуті через напрямні шківи й одним кінцем прикріплені до барабана підйомної машини, а іншим - до шахтної кліті або скіпа.

При обертанні барабана підйомної машини один канат навивається на нього, піднімаючи кліть із шахти, а інший розвивається, опускаючи другу кліть у шахту. Підйомні посудини одночасно завантажуються в шахті й розвантажуються на поверхні на спеціальних прийомних площадках.

Рис. 4. Схеми підйомних установок для вертикальних стовбурів:а - клітьової; б - скіпової; 1 - надшахтний копер; 2 - копрові шківи;3 - кліть; 4 - скіп; 5 - підйомна машина; 6 - будівля підйомної машини;7 - підйомні канати; 8 - опрокид; 9 - завантажувальний пристрійУ підйомних установках, обладнаних неперекидними клітями,

навантажені вагонетки на нижній прийомній площадці вкочуються в кліть,виштовхуючи з неї порожні вагонетки, і піднімаються по стовбурах до верхньої прийомної площадки в надшахтному будинку, де навантажені вагонетки викочуються із кліті, а порожні вагонетки вкочуються в неї. Потім процес обміну вагонеток на прийомних площадках повторюється.

У підйомних установках, обладнаних скіпами, навантажені вагонетки розвантажуються в навколоствольному дворі за допомогою перекидача 8 у завантажувальний пристрій 9, звідки вугілля завантажується в скіпи. Потім

скіпи піднімаються по стовбуру на поверхню й у надшахтному будинку автоматично розвантажуються в розвантажувальний пристрій. Скіпи так само, як і кліті, рухаються по стовбуру по напрямних провідниках.

Навколоствольні спорудження похилої скіпової підйомної установки складаються з камери перекидача й завантажувального бункера із затвором. Скіпи рухаються по похилому стовбуру, а на поверхні - по естакаді або верстаті копра. На поверхні скіп входить у розвантажувальні криві й розвантажується в прийомний бункер. Опорою похилої естакади служить металева ферма з укріпленими на ній напрямними шківами. Підйомна машина перебуває в окремому будинку.

Підйомні посудини підйомних установокВ залежності від типу вантажу підйомні посудини поділяють на

наступні види:Для насипних вантажів:

- Скіпи;- Вантажні вагонетки;- Для штучних вантажів і людей:- Шахтні кліті (рис.5);- Ліфти;- Пасажирські вагонетки;

Рис. 4 Двоповерхова кліть1 – каркас; 2 – підвісний пристрій; 3 – парашут-уловлювач; 4 –

направляючий пристрій, 5 – муфти; 6 – гальмівні канати;7 – дверей; 8 – зонта; 9 – амортизатори.

Скіпи вертикальних підйомників представляють собою призматичні посудини, які завантажуються зверху і розвантажуються в залежності від їх конструкції через верх (перевертаються), бокову стінку ( з нерухомим кузовом, з кузовом, який відхиляється).

Кліті і скіпи вертикальних шахт мають направляючі башмаки або ходові ролики, які пересуваються по вертикальним провідникам у вигляді рейок або канатів, які забезпечують прямолінійний рух посудин.

Для похилих стволів рух посудин відбувається на колесах по рейкам, в основному використовуються скіпи з нерухомим кузовом і розвантажуванням через отвір в передній або задній стінках. В шахтних скіпах використовуються секторні затвори. Вантажопідйомність скіпів по вугіллю в тоннах складає від 4.5 до 50 тон.

Сучасні шахтні кліті виготовляються одноповерховими і двоповерховими з розміщенням однієї вагонетки на поверсі. Вантажопідйомність вагонетки становить 1,2,3 тони при транспортуванні вугілля і до 10 тон при транспортуванні руди.

При обриві головного каната відбувається гальмування кліті парашутами (рис. 5).

Для зменшення динамічних навантажень при гальмуванні використовують амортизуючи канати.

Рис. 5 Схема уловлювача парашута:1 - гальмівний канат; 2 - напрямна втулка; 3 - корпус уловлювача; 4 -

шток робочої підвіски; 5 - качана; 6 - важіль; 7 - клин; 8 - шток приводу; 9 - приводна пружина

Підйомні машини

Як було вище зазначено підйомні машини розділяються за принципом на два калси:

а) барабанні, для яких характерний твердий зв'язок між канатом і намотуючим органом (барабаном);

б) зі шківами тертя, коли канат обгинає канатоведучий орган і не пов'язаний з ним жорстко, а приводиться в рух за допомогою сил тертя між поверхнею шківа й поверхнею притиснутого до шківа каната.

Барабанні бувають з постійним радіусом навивки(циліндричні барабани) і змінним радіусом (конічні, біцилиндроконічними, циліндроконічними)

Шахтні піднімальні машини із циліндричними барабанами. Для шахт вугільної і рудної промисловості в заводами ім. ЛКСМУ (м. Донецьк) і НКМЗ (м. Краматорськ) випускаються стандартні піднімальні машини із циліндричними барабанами. Стандартизації піддалися основні параметри барабанів (діаметр і довжина), передатні відносини редукторів, величини максимального натягу каната й різниця статичних натягів канатів.

У стандартах передбачені єдині індекси для позначення піднімальних машин:

Ц - циліндричні однобарабанні (рис. 6);ЦР - циліндричні однобарабанні з розрізним барабаном;2Ц - циліндричні двохбарабанні.Шахтні піднімальні машини із циліндричними барабанами розділяються

на дві групи:Малі піднімальні машини з діаметром барабанів від 1,2 до 3,5 м

(ДЕРЖСТАНДАРТ 18 114-72).Великі піднімальні машини з діаметром барабанів від 4 до 6 м

(ДЕРЖСТАНДАРТ 18 115-72).Малі піднімальні машини призначені для установки, як на поверхні і

закритому приміщенні, так і в підземних камерах з температурою повітря від 5-35°С, що враховано в конструкціях цих машин і їх електроустаткування.

Великі підйомні машини призначені тільки для встановлення на поверхні в закритому приміщені.

Циліндричні однобарабанні ПМ обслуговують одно кінцевий або двох кінцевий підйом вертикальних або похилих шахт.

Рис. 6. Загальний вид однобарабанної піднімальної машини типу Ц1-барабан; 2 – муфта; 3 – електродвигун; 4 – апарат завдання і

контролю ходу; 5 – пульт; 6 – редуктор; 7 – зубчаста муфта; 8 – пружино-гальмівний пристрій;

Рис. 7. Корінна частина підйомної машини типа Ц1 – головний вал ; 2 – шпонки; 3 – сферичні підшипники; 4 – гальмівні шківи;

5- прими каната; 6 – оболонка барабана; 7 – болти ; 8 – редуктор;9 – бабіна; 10 – електродвигун;

Діаметр барабану 1.2-3.5м; зусилля від 25-200кН; швидкість підйому 3- 10 м/с;

Переваги:- Компактність;- Менша маса і габарити;

Недоліки:- Неможливо обслуговувати декілька горизонтів;- Ускладнена зміна довжини канату.

Двохбарабанні підйомні машини (2Ц) призначені для обслуговування двох кінцевого підйому вертикальних або похилих шахт. Вони мають у

порівнянні з однобарабанними більшу канатоємність. Ці підйомні машини дозволяють робити підйом вантажів з декількох горизонтів.

Конструктивні відмінності цих підйомні машин від однобарабанних полягають в тому, що один барабан (заклинений) 1 жорстко закріплений на корінному валу 5, а іншої (переставний) 2 з'єднується з валом за допомогою рас-ланцюгового пристрою (механізму перестановки) 4. Оболонка й лобовини барабанів виготовляються з листової сталі й з'єднуються між собою зварюванням. Лобовини прикріплюються болтами до литих маточин. Із чотирьох маточин обох барабанів тільки одна маточина заклиненого барабана має пресову посадку, а інші насаджені на вал вільно. Оболонки барабанів мають нарізку канавок для витків піднімального каната.

Рис. 8. Загальний вигляд великої піднімальної машини типу 2Ц

Машина 2Ц (рис. 8) має два гальмових пристрої з колодками 6 і незалежними приводами 9. При гальмуванні машини обидві пари колодок накладаються на барабани. При відключенні переставного барабана 2 від вала він стопориться парою гальмових колодок у той час, як заклинений барабан може обертатися разом з валом. Для полегшення повертання вала у вільно насаджених маточинах переставного барабана встановлюються сферичні роликопідшипники. Керування машиною виробляється з пульта 8. Редуктор 11 з'єднується з корінним валом машини зубчастою муфтою 10, а з одним або із двома асинхронними двигунами 13 — пружинними муфтами 12. Машина може працювати й без редуктора з тихохідним двигуном постійного струму, безпосередньо з'єднаним з корінним валом муфтою 10. Регулятор підйому 3 з'єднаний з корінним валом машини. Компресор 7 постачає стисненим повітрям циліндри гальмових приводів робочого й запобіжного гальмування.

Для перекладу машини на роботу з верхнього горизонту необхідно посудину переставного барабана 1 підняти на прийомну площадку верхнього горизонту, тобто підняти його на висоту hг (рис.9 , б). При цьому друга посудина, зв'язана піднімальним канатом із заклиненим барабаном 2, опуститься від рівня верхньої прийомної площадки на таку ж висоту hг. Після цього піднімальна машина зупиняється й включається розчіпний пристрій, відключаючи при цьому переставний барабан від вала.

Потім переставний барабан 1 загальмовується (рис. 9, в), а заклинений барабан 2, обертаючись, піднімає свою посудину (швидкість руху посудини не більше 3 м/с) на висоту hг, установивши його на рівні верхньої прийомної площадки. Після цього вимикається розчіпний пристрій, приєднуючи переставний барабан до вала. При роботі піднімальної установки, коли одна посудина буде перебувати на рівні верхнього обрію, іншої займе положення на верхній прийомній площадці. За аналогічною схемою здійснюється регулювання довжини каната.

Рис. 9. Схема перестановки барабанів при зміні горизонтів: а — початкове положення; б — середнє положення; в — кінцеве положення.

Переваги:- Можливість працювати на декількох горизонтах.

Недоліки:- Велика маса і габарити;- Великий кут девіації.

Діаметр барабану 1.2-6 м; зусилля від 25-560кН; швидкість підйому 3- 16 м/с;

У шахтних піднімальних машинах з одним розрізним барабаном (ЦР) поєднані переваги однобарабанних і двобарабанних машин: маючи один барабан, така машина дозволяє робити підйом вантажів з декількох горизонтів.

Піднімальна машина типу ЦР відрізняється від двобарабанної машини тільки конструкцією корінної частини (рис. 10), а всі інші вузли машини (гальма, гальмівні приводи, редуктори, муфти, пульт керування, контрольно-вимірювальна апаратура та ін.) аналогічні розглянутим вище піднімальним машинам типу 2Ц и Ц.

Основна частина машини типу ЦР складається з порожнього основного вала 2 із запресованими цапфами 1. Вал 2 обертається на роликопідшипниках 7. Барабан цієї машини складається із двох частин: заклиненої 3 і переставної 4. Заклинена частина барабана прикріплюється болтами до маточини, яка наглухо насаджується на основний вал.

На праву маточину заклиненого барабана насаджується ліва роликоопора 5 переставної частини 4 барабана. Права роликоопора насаджується безпосередньо на корінний вал і виготовляється, як одне ціле з верхнім зубчастим вінцем механізму перестановки 6. Зубчастою муфтою 8 корінний вал машини з'єднується з валом редуктора, або безпосередньо з валом тихохідного двигуна. На гладкі краї оболонок заклиненої й переставної частин барабана накладаються гальмові колодки. Частини барабанів переставляються так само, як у машині типу 2Ц.

Рис. 10. Корінна частина піднімальної машини типу ЦРДіаметр барабану 4-6 м; зусилля від 250-360кН; швидкість підйому 12-

16 м/с; Піднімальні машини зі змінним радіусом навивки. До них відносяться

машини з конічними й біциліндроконічними барабанами. Найпоширенішою піднімальні машини з біциліндроконічними барабанами (БЦК), встановлені на багатьох вітчизняних шахтах.

Піднімальні машини з бициліндроконичними барабанами застосовуються для підйому вантажу з більших глибин (800-1500 м).

Барабан машини типа БЦК складається із двох частин заклиненої 1 і переставний 2.

Заклинена більша частина барабана жорстко з'єднана з корінним валом машини, що являє собою порожній (трубчастий) вал 10 з запресованими в нього цапфами 8, що опираються на підшипники 7. Зубчаста муфта 6 з'єднує корінний вал вихідним валом редуктора. Переставна менша частина барабана має можливість провертатися щодо корінного вала на роликопідшипниках 9.

Рис. 11. Корінна частина піднімальної машини типу БЦКТверде з'єднання переставної частини барабана з корінним валом

здійснюється через механізм перестановки 5 зубчастого типу.Оболонки малого й великого циліндрів барабана мають спіральні

канавки, а на конічній частині до оболонки приварюються жолобки. По обидва боки барабана на порожній вал 10 вільно насаджені бобіни 4, призначені для навивки запасної довжини каната. Бобіни мають черв'ячний привод з електродвигуном.

До лобовин малих циліндрів приварюються гальмові ободи 3, до яких прикладаються зусилля двох пар гальмових колодок.

Зміна горизонтів роботи піднімальної машини типу БЦК за допомогою механізму перестановки аналогічна зміні горизонтів роботи машин із циліндричними барабанами.

Діаметр барабану 8-9 м; зусилля від 400-630кН; швидкість підйому 16 м/с;

2. Прилади та матеріали Стенд підйомної установки і стенди підйомних машин.

2.1. Звіт по роботі повинні мати: 1. Назву і ціль роботи. 2. Короткі теоретичні відомості. 3. Схеми конструкцій установок. 4. Таблицю з результатами розрахунків. 5. Висновки.

Лабораторна робота №6

КОЛОДКОВІ ГАЛЬМА

1. Ціль роботи:Вивчення принципу дії , конструкції і основних складових.

2. Основні теоретичні положення:

1. Поглинання живої сили вантажу і елементів механізму, що перебувають у поступальному або обертальному русі.2. Регулювання швидкості опускання або підіймання вантажу із забезпеченням його зупинки в заданому положенні.3. Використання в деяких випадках енергії рухомої системи для короткочасної зворотної віддачі потужності в електричну мережу.

Розрізняють декілька способів гальмування:а) механічне гальмування (колодкові, стрічкові та пластинчасті гальма);б) електричне гальмування (рекуперативне, тобто з віддачею енергії в

мережу); противключення, тобто включення електродвигуна на короткий момент у зворотний бік, тобто на підйом, при гальмуванні в момент опускання вантажу і т.п.

Ми розглянемо тільки механічні схеми гальмування, в яких електромагніти (як правило, короткоходові) або гідротовкачі використовуються в якості розгальмовувачів.

Вимоги щодо обладнання кранів гальмівними пристроям містяться в Правилах інспекції «Держгіртехнагляд».

3. Динаміка гальмування

При розрахунку гальм доводиться враховувати не тільки величину вантажного моменту, але також (при машинному приводі) додаткові моменти від сил інерції поступально рухомих і обертових мас.M торм=β '⋅[ M груз+M 2+ M3 ]

де М2 - момент на подолання сил інерції поступально рухомих мас;М3 - момент на подолання махових моментів обертових мас;β '

- гальмівний коефіцієнт або запас гальмування, не тотожний з коефіцієнтом запасу , враховує перевищення розрахункового моменту на номінальний для деяких типів кранів (або зниження його проти номінального).

За нормами Держгіртехнагляду величини S і β' повинні задовольняти

даним табл.1.

Таблиця 1 - Запас гальмування β'

Режим работи

кранаДовжина шляху гальмування

SM

пройденного вантажем

β '

Легкий «Л» 1120

Vм/хв

1

1,75

Середній «С» 1100

V м/хв

2

2,0

Важкий «Т» 180

V м/хв

2

2,5

Дуже важкий «ВТ» 180

V м/хв

2

3,5

В деяких випадках (електроталі з мікропідйомом) s може бути у багато разів зменшено.

У ручних механізмах гальмо зазвичай встановлюється на валу рукоятки, а при електроприводі - іноді на сполучній муфті електродвигуна або на вихідному у протилежну сторону кінці валу.

У цьому випадку динамічні зусилля, які сприймаються деталями механізму, все ж можуть викликати їх поломку, причому гальмо не зможе запобігти аварії (надійність його не абсолютна). Однак саме гальмо тут легке, компактне і дешеве. У відповідних випадках (ліфти, патерностери, шахтні підйомники, металургійні крани) повинно бути встановлено аварійне гальмо на валу барабана, незважаючи на наявність гальма на валу електродвигуна. Останнє нерідко ставиться зверху пружної або зубчастої муфти. У цьому випадку колодки гальма розташовуються на другій напівмуфті, не пов'язаній жорстко з мотором, діаметр якої, за необхідності, збільшують, щоб зменшити питомий тиск на гальмівні колодки. Формула гальмівного моменту при електроприводі в розгорнутій формі має вигляд:

Mторм=β ' {Z⋅nk⋅R6ηx

ix+

Q+Q0

g⋅[ dV гр⋅R6⋅ηx

dtT⋅in⋅ix ]+ϕ⋅GD2

4 g⋅

dωот

dt T }де β

' - запас гальмування;

nк - число канатів, які одночасно навиваються на барабан;Z - натяг кожного з канатів, що навивається на барабан;R6 - радіус барабана;nx - механізму від гака до гальма; ix - передавальне число механізмів між валом барабана і валом гальма; V - швидкість вантажу, м/с;

tT - 0,2 ч- 0,8 с - час гальмування. В першому наближенні

dV гр

dtT=

V гр

tT⋅

dω рот

dtT=

ω рот

tT

(Q+Q0) - вага вантажу з вантажозахватним пристроєм, кг;in - передаточне число поліспаста;ψ≈1.2−1 .5 - коефіцієнт збільшення махового моменту ротора за

рахунок махових моментів інших мас механізму, приведених до ротору;V гр=0. 05−0 .5 м/с или 3-30 м/хв;

ω=πn рот

30 кутова швидкість ротора електродвигуна, 1/сек;GD2

[кгм2]- маховий момент електродвигуна, де

J=mρ2=GD2

4 g - момент інерції ротора.4. Типи гальм і зупинів

Крім гальм для стопоріння вантажу і регулювання спуску, застосовуються так звані зупини, які використовуються для утримання вантажу на заданій висоті. Класифікація гальм і зупинів дана в табл.2.

Таблиця 2. Класифікація гальм і зупинів.Гальма Зупини

Тип Основне призначення Тип Основне

призначення

Кол

одко

ві

1. Двоколодковий

важільно-вантажний

Мостові крани,

поворотні та інші

крани

Хра

пові

1. Храповий з

зовнішнім

зачепленням

Елеватори; ручні

лебідки

2. Двоколодковий з

пружинним

замиканням

- / -

2. Храповий з

внутрішнім

зачепленням

Металургійні

крани; лебідки

Стр

ічко

ві

3. Стрічкові:

а) простий;

б) диференційний

в) сумарний

Екскаватори:

шахтні;

підйомники;

лебідки;

мостові крани;

3. Фрикційний

клиновий зупин (з

бігунком) Лебідки

Інш

і

4. Дискові

Електротельфери,

ручні лебідки і

блоки

4. Роликовий

зупин

Електроталі

5. Безпечна

рукоятка

Ручні лебідки і

блоки

Інш

і

6. Те ж, зі

спусковим

гальмом

4. Конструкції колодкових гальм

Найбільш поширеним в даний час типом колодкового гальма є двоколодочне гальмо з короткоходовим розгальмовуючим електромагнітом (рис. 1). Дві колодки 1 і 2, обшиті гальмівної стрічкою, притиснуті силами N (з протилежних сторін) до гальмівного шківа діаметром D.

Момент тертя, створюваний колодками на ободі шківа,

M=2 F⋅D2

=F⋅D=f⋅N⋅D Н.м.

Якщо розрахунковий момент на валу електродвигуна в

M=975NкВт

nоб /мин⋅β

,

причому, якщо цей момент відповідає номінальній потужності

електропривода, то гальмівний момент

M T=β '⋅M KP ,

Де ; 2 і 2,5 - коефіцієнт запасу (див. вище).

Рис.1. Двоколодкове гальмо з короткоходовим розгальмовуючим електромагнітом.

Коефіцієнт тертя гальмівної стрічки по чавунному шківа f = 0,25-0,35-0,4 – в суху.

Передавальним числом гальма називається відношення L і l (див. рис.1).

iT=Ll=2−2 .5

Робоче зусилля головної пружини визначається зі співвідношення:

PL⋅ηT =N⋅l

P=N lL⋅ηT

= NiT⋅ηT , кг

Тут к.к.д. гальмівного механізму. Момент короткоходового електромагніту

(на рис. 1 плече, li , не вказано) визначається з умови компенсації їм моменту, створюваного пружиною.

Для гальма з довгоходовим електромагнітом з вантажним замиканням (рис.2) основні рівняння мають вигляд:

PL=Nl ; P= Nl

L; M T=F⋅D=f⋅N⋅D; P⋅l1=Q⋅l2 ;

Q=Pl1

l2; G⋅l3=Q⋅l2 ; G⋅l3=T⋅l4 ;

G=Q⋅l2

l3=P⋅

l1

l2⋅

l2

l3=P⋅

l1

l3=N⋅

l⋅l1

L⋅l3;

точніше з врахуванням к.к.д.- ηT , G= N

ηT⋅

l⋅l1

L⋅l3 .

В даний час замість електромагнітів з успіхом застосовуються гидроштовкачі, що представляють електронасос з циліндром, заповненим маслом.

Типове конструктивне оформлення двоколодкове гальмо з гідроштовхачів представлено на рис.2.

Висновок:

У даній роботі були розглянуті завдання і методи гальмування в механізмах вантажопідіймальних машин, а також різновиди та розрахункові

залежності колодкових гальм. Стрічкові гальма і зупини розглядаються в інших лабораторних роботах

Рис.2. Схема двоколодкового гальма з довго ходовим електромагнітом.

Рис.3. Штовхач електрогідравлічного типу Т:а – загальний вигляд одної із закордонних моделей; б – розріз штовхача

типу Т; 1 – траверса, 2 – електродвигун, типу 4А, 3 – болти для регулювання швидкості підйому і спуску поршня, 4 – корпус штовхача, 5 – штоки, 6 – труба, 7 – поршень, 8 – нижнє вікно кожуха, 9 – пружина золотника, 10 – золотник, 11 – вал, 12 – крильчатка;

Таблиця 3 - Основні технічні дані гальм ТКТГ

Діаметр гальма, мм 200 300 400 500 600 700 800

Гальмівний момент, кГсм 3000 8000 5000 5000 50000 80000 125000

Відхід колодки, мм 1 1,5 - 1,63 1,75 1,8 2,1

Час загальмовування, с 0,3 0,35 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Час розгальмовування, с 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

Час розгальмовування і загальмову-

вання, с

12

Допустиме число включень за годину 720

Допустима тривалість включень

«ПВ», %

100%

Допустима температура

навколишнього середовища

От -500 до +800

Встановлення гальма Шків гальма горизонтально, штовхач вертикально

Хар

акте

рист

ика

гідр

ошто

вхач

а

Тип Т-25 Т -45 Т -75 Т -75 Т -160 Т -160 Т -160

Усилие, K r

5 5 75 160

Хід, мм 40 50 60 80 60 90 140

Елек

трод

вигу

н

Тип 4А 012-2Ø3 4А 11/2 Ø3 4А 21/2 Ø3

Потужність, кВт 0,05 0,12 0,18 0,4

Число обертів,

об/хв

800 760 2800 2800

Струм трифазний

Напруга, В 220/380

Напрям

обертання

Довільний

Температура навколиш-

нього середовища

-500 +200 -100 +500 -100 +800

Марка масла АМГ Трансформаторне Індустріальне

Кількість залитого

масла, л

2 2,8 4,5 7,5

Частота заміни масла 12 місяців

Таблиця 4 - Розміри гальм ТКТГ (по ВНІІПТМАШу) (рис.4)

Ваг

а в

кг

49 100

178

248

434

605

840

Розм

ір в

мм

δ

6 8 8 8 8 8 8

d 17 21 25 25 33 38 38

S 175

250

170

205

250

310

350

R 615

785

960

1115

1300

1455

1710

O 380

495

575

655

740

830

1015

M 56,5

81,5

101,

5

112,

5

136,

5

156,

5

176,

5

L 158

180

212

250

322

358

374

K1

60 80 90 100

126

150

180

K 120

150

90 100

126

150

180

h 1 8 12 90 115

140

172

182

h 170

240

320

400

475

550

600

H 359,

5

507,

5

635,

0

798,

0

938,

0

1083

,0

1216

,0

F 387,

5

513,

0

582,

0

742,

0

867,

5

957,

5

1142

,5

D 200

300

400

500

600

700

800

C 154

185

200

200

268

268

268

B 90 140

180

200

240

280

320

A 622,

5

803,

0

967,

0

202,

0

427,

5

582,

5

837,

5

Галь

ма

ТКТГ

200

ТКТГ

300

ТКТГ

400

ТКТГ

500

ТКТГ

600

ТКТГ

700

ТКТГ

800

Рис.4. Гальмо колодкове ТКТГ (габаритні і установочні розміри).