Максимально допустимые ускорение и замедление

1.5.2. Максимально допустимые ускорение и замедление

(а_{1 max}, а_{3 max}) определяем по формулам :

(1.15)

2,28(факт)>2(норма)

(1.16)

где m₁=Q_c+qH=24,4×10³+3×11,5×1079=61,6×10³ кг;

m₂=Q_п+Q_с+PH=25×10³+244×10³+4×8,4×1079=85,7×10³ кг;

А=РL_вш=4×8,4×44=1478,4 кг×м;

 - приведенная масса всех отклоняющих шкивов, кг;

L_вш - длина подъемного каната от уровня верхней приемной площадки до соприкосновения его с ведущим шкивом трения, м.

Примем семипериодную диаграмму скорости со значениями ускорения и замедления а₁=а₃=0,6м/с², а¢=а²=0,3м/с², что составляет менее 80% от максимально допустимых значений по правилам безопасности, и значениями скоростей V¢=V²=0,8м/с².

1.6.Продолжительность подъемной операции

1.6.1. Число подъемных операций в час n_пч определили по формуле:

n_пч=А_ч/Q_п=651×10³/24,4×10³=26. (1.17)

1.6.2. Расчетная продолжительность подъемной операции Т_рп определим по формуле:

Т_рп=3600/n_пч=3600/26=139 с. (1.18)

1.6.3. Продолжительность движения подъемных сосудов Т_р рассчитаем по формуле:

Т_р=Т_рп-t_п=139-11=128с, (1.19)

где t_п - продолжительность паузы, с.

1.6.4. Среднюю скорость подъема V_ср определяем по формуле :

V_ср=Н/Т_р=1079/128=8,4 м/с, (1.20)

где Н - высота подъема, м.

1.6.5. Ориентировочную максимальную скорость подъема V_max рассчитаем по формуле:

V_max=a_cV_ср=1,35×8,4=11,4м/с, (1.21)

где а_с - множитель скорости , принимаемый 1,15¸1,35 [1].

 

1.6.6. Требуемую частоту вращения n_ктш рассчитаем по формуле:

n_ктш=60V_max/pD_ктш=60×11,4/(3,14×5)=44 об/мин. (1.22)

1.6.7. Ориентировочная мощность приводного двигателя:

(1.23)

где к - коэффициент, учитывающий сопротивление воздуха при движении подъемных сосудов, трение в подшипниках направляющих шкивов, жесткость канатов (к=1,1) [1];

Q_п - масса полезного груза, кг;

Н - высота подъема, м;

g=9,81 м/с² - ускорение силы тяжести;

Т_р - продолжительность движения подъемных сосудов, с;

h_п=0,93 - КПД подъемной установки;

r=1,3 - коэффициент динамического режима установки, учитывающий динамическую нагрузку, для скиповых многоканатных установок.

Наметим к применению двигатель типа П2-800-255-КУ4, мощностью 4000 кВт, с частотой вращения 50 об/мин [1].

1.7.Кинематика подъемной установки

1.7.1. Основание трапецеидальной диаграммы скорости Т_о , соответствующий путь Н_о и модуль ускорения а_м определим по формулам:

Т_о=Т_р-t¢-t¢₁-t²₁-t²+=128-3-2-2-3+=121 c, (1.24)

где Т_р - продолжительность движения, с;

t¢, t¢₁, t², t²₁ -продолжительность движения скипа при ходе по разгрузочным кривым, с;

V¢ и V² - скорость выхода из разгрузочных кривых и входа в них, м/с;

а₁ и а₃ - ускорение и замедление, м/с².

(1.25)

где Н - высота подъема, м;

h_р - путь движения скипа в разгрузочных кривых, м.

а_м=а₁а₃/(а₁+а₃)=0,6´0,6/(0,6+0,6)=0,3 м/с.

Причем продолжительность t¢, t¢₁ движения порожнего скипа при ходе ролика его по разгрузочным кривым, продолжительность t², t²₁ движения груженого скипа при ходе ролика по разгрузочным кривым определим по формулам:

t¢=t²=V¢/а¢=V¢/a²=0,8/0,3=3 с; (1.26)

(1.27)

1.7.2. Продолжительность t₁,t₃ и путь h₁,h₃ движения скипа с ускорением а₁ и замедлением а₃ найдем по формулам:

(1.28)

(1.29)

1.7.3. Путь h₂ и продолжительность t₂ равномерного движения определим по формулам:

h₂=Н-2h_p-h₁-h₃=1079-2×2,4-122-122=830 м; (1.30)

t₂=h₂/V_max=830/11,4=69 с. (1.31)

1.7.4. Расчетную максимальную скорость подъема V_max определим по Формуле:

(1.32)

1.7.5. Требуемая частота вращения:

(1.33)

1.7.6. Продолжительность движения Т подъемных сосудов определили по формуле:

Т=t¢+t¢₁+t1+t₂+t₃+t²₁+t²=3+2+19+69+19+2+3=117 с. (1.34)

7.7. Фактический коэффициент резерва производительности С_ф нашли по формуле:

(1.35)

где С=1,5 - коэффициент резерва производительности [1].

Окончательно примем параметры диаграммы скоростей и ускорений:

V¢=V²=0,8м/с; t¢=t²=3с; h_p=2,6м; V_max=12м/с;

t₁=t₃=19с; h₁=h₃=122м; h₂=830м; t₂=69с;

a¢=a²=0,3м/с²; a₁=a₃=0,6м/с²; Т=117с; Н=1079м;

t¢₁=t²₁=2c .

1.8. Динамика подъемной установки

1.8.1. Масса машины типа ЦШ-5´4 m¢_м , отклоняющих шкивов m¢_ош и двигателя типа П2-800-255-8КУ4 m¢_д , рассчитаем по формулам:

m¢_м=GD²_м/gD²_шт=6250×10³/(9,81×5²)=25,5´10³кг; (1.36)

m¢_ош=GD²_ош/gD²_шт=500×10³/(9,81×5²)=2039кг; (1.37)

m¢_д=GD²_д/gD²_шт=2400×10³/(9,81×5²)=9786кг, (1.38)

где GD²_м, GD²_ош, GD²_д - маховые моменты машины, отклоняющих шкивов и якоря двигателя, Н×м².

1.8.2. Длину подъемных канатов L_пк определяем по формуле:

L_пк=Н+2h_вк+pD_шт/2=1079+2´35+3,14´5/2=1157м, (1.39)

где Н - высота подъема, м;

h_вк - расстояние от верхней приемной площадки до оси шкива трения, м;

D_шт - диаметр шкива трения, м.

1.8.3. Длину уравновешивающих канатов L_ук определяем по формуле:

L_ук=Н+30=1079+30=1109 м, (1.40)

где 30 - ориентировочная длина каната на образование петли в зумпфе ствола и закрепление каната к подъемным сосудам, м.

1.8.4. Массу m_п всех движущихся частей подъемной установки приведенную к окружности шкива трения, определим по формуле:

m_п=Q_п+2Q_c+L_пкР+L_укq+m¢_ош+m¢_м+m¢_д=

=25×10³+2×24,4×10³+1157×4×8,4+1109×3´11,5+25,5×10³+2039+9786=

=188´10³кг, (1.41)

где Q_п и Q_c - масса полезного груза и масса скипа, кг;

P и q - линейная масса подъемного и уравновешивающего канатов, кг;

L_пк и L_ук - длина подъемных и уравновешивающих канатов, кг;

m¢_ош, m¢_м, m¢_д - масса отклоняющего шкива, машины и якоря двигателя, кг.

1.8.5. Движущие усилия F получаем из основного динамического уравнения академика М.М. Федорова (таблица1.1):

F=[1,1Q_п+(Н-2h_x)×(q-P)]g±m_па=

=[1,1×25×10³+(1079-2×h_x)(3×11,5-4×8,4)]9,81±188×10³а=

=283×10³-23,5×h_x±188×10³a. (1.42)

1.8.6. Эквивалентное усилие F_эк рассчитываем по формуле:

F_эк=, (1.43)

где Т¢_п=к_уд(t¢+t¢₁+t₁+t₃+t²+t²₁)+t₂+k_пt_п=0,5(3×2+2×2+19×2)+69+0,25×11=96 с;

к_уд=0,5, к_п=0,25 - коэффициенты, учитывающие ухудшение условий охлаждения во время соответственно ускоренного и замедленного движения;

F и t - усилие и продолжительность элементарного участка на диаграмме усилий.

=(339400²+339381²)+(282981²+282981×282943+282943²)+

+(395744²+392874²)+(280074²+280074×260552+260552²)+

+(147752²+144883²)+(257683²+257683×257254+257254²)+

+(201254²+201221²)=9,158×10³Н; (1.44)

=308862Н.

Таблица 1.1

	h,м	а,м/с2	F,Н
1	0	0,3	339400
2	0,8	0,3	339381,184
3	0,8	0	282981,184
4	2,4	0	282943,552
5	2,4	0,6	395743,552
6	124,4	0,6	392874,112
7	124,4	0	280074,112
8	954,4	0	260552,512
9	954,4	0,6	147752,512
10	1076,4	0,6	144883,072
11	1076,4	0	257683,072
12	1077,6	0	257654,848
13	1077,6	0,3	201254,848
14	1079	0,3	201221,92

1.8.7. Коэффициент перегрузки при подъеме:

(1.45)

где F_max-максимальное движущее усилие при подъеме груза, Н.

1.8.8. Номинальную мощность двигателя Р_д выбираем из условия:

(1.46)

Диаграммы движущих усилий приведены на рис.1.1.

Окончательно примем двигатель П2-800-255-8КУ4 номинальной мощностью Р_ном=5000 кВт, частотой вращения n_ном=63 об/мин, так как разность между эквивалентной мощностью и номинальной превышает 5%, т.е. [1]:

а перегрузка в период разгона составит:

< l_дв= , (1.47)

где l_дв - перегрузочная способность выбранного двигателя.