книги / Стационарные установки шахт

стимой по условию прочности двухслойной навивки каната при максимальном натяжении, недоиспользование грузоподъемности машины и ее привода.

При I варианте переоборудования размеры органа навивки приведены в табл. 4.28.

На рис. 4.82, б показан канатоведущий шкив 1 с установленным на нем барабаном-

обоймой 3, который прикреплен к шкиву бол­ тами 2. Барабан-обойма представляет собой

кольцевую балку коробчатого сечения, име­ ющую диаметральный разъем.

Для установки барабана-обоймы на ведущий шкив с обечайки последнего снимаются футе­ ровка и крепежные колодки, половинки ба­ рабана-обоймы соединяются пассованными бол­ тами, установленными в отверстиях с зазорами. Барабан-обойма футерован деревянными тро­ стями, сверху которых навит подъемный канат необходимой длины. Конец подъемного каната через прорезы пропускается внутрь шкива и крепится к его металлоконструкции.

Для упорядоченной навивки каната в первом слое на деревянной футеровке нарезаны про­ фильные канавки кольцевые [49 ] или спи­ ральные. В вышележащих слоях это дости­ гается выполнением рекомендаций, разработан­ ных Институтом горной механики и техниче­ ской кибернетики им. М. М. Федорова [711. Пространство между ребордами и крайними витками канатов заполняется клиньями. К ре­ бордам крепятся направляющие клинья спе­

* — размер реборда без наращивания.

••^ диаметр реборды при двухслойной навивке.

•••— диаметр реборды при трехслойной навивке

каната.

поверхность, по которой канат поднимается с нижележащего слоя на вышележащий и пере­ мещается в направлении от реборды.

Для получения угла девиации каната в пре­ делах требований Правил безопасности направ­ ляющий шкив должен быть расположен на рас­ стоянии более 20 м от машины, а также иметь защитное устройство, предотвращающее соска­ кивание подъемного каната из ручья при раз­ грузке бадьи.

Донецкий машиностроительный завод им. Ле­ нинского комсомола Украины серийно выпу­ скает три комплекта оборудования для про­ ходки стволов: КП3.25Х4, КП 4х4, КП5Х4. Шифр комплекта указывает на тип многока­ натной подъемной машины, переоборудуемой для проходки, например КП3.25Х4 — комплект проходческий для машины М КЗ,25х4 и т. д.

Комплект оборудования для проходки состоит из барабана-обоймы, установки тахогенератора УТГ-125, узла крепления каната, комплекта клиньев, деревянных тростей футеровки, кре­ пежных изделий.

Для многоканатных подъемных машин с ре­ дукторным приводом (редукторы 2ЦД-17, 2ЦД-20, 2ЦД-23) в комплект могут входить сменные детали для редуктора: моторные валшестерни и промежуточные валы в сборе, а также зубчатые муфты. Необходимость в изме­ нении передаточного числа редуктора уточ­ няется при заказе.

Если одна (основная) установка тахогенера­ тора УТГ-125 подсоединена к валу приводного электродвигателя, то другая получает враще­ ние от коренного вала машины и наоборот. Этим обеспечивается контроль целостности си­ ловой цепи «подъемная машина—двигатель».

Комплект для проходки используется пов­ торно на многоканатных подъемных машинах соответствующих типоразмеров. Так, два опыт­ ных комплекта, применявшиеся в 1965 г. для проходки клетевого ствола на шахте «Петров- ская-Глубокая», впоследствии использовались на проходке клетевого ствола шахты «Красно­ армейская-Капитальная» и в 1972 г. были переданы для строительства шахты «Шахтер- ская-Глубокая».

Силовая конструкция комплекта и устройство для упорядоченной многослойной навивки за­ щищены авторскими свидетельствами Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР [46, 79].

Конструкции барабанов-обойм различных проходческих комплектов однотипны и отли­ чаются только размерами и силовыми пара­ метрами. Ниже приведены размеры барабанов обойм для различных проходческих комплектов:

определяется их нагрузочными характеристи­ ками, канатоемкостью тяговых органов, харак­ теристиками подъемных сосудов, прочностью канатов и барабанов и требованиями Правил безопасности. При переоборудовании учиты­ ваются такие требования этих правил, как до­ пустимость трехслойной навивки и величины превышения реборд над верхним слоем каната, необходимый запас прочности каната (т ^ 7,5) при глубине до 600 м и переменный запас прочности при глубине свыше 600 м (т ^ 5),

допустимые значения величин отношения диа­ метра барабана к диаметру каната (D6/c!K^ 100) и предельные величины замедлений

Таблица 4.29

Для проходческих подъемных установок в Донбассе используются в основном стальные закрытые подъемные канаты (ГОСТ 10505—63 и 10507—63) с временным сопротивлением раз­ рыву проволок кг — 150 кгс/мм2.

Технические данные применяемых бадей при проходке стволов и концевые нагрузки Q0 на канаты приведены в табл. 4.29 (показатели для бадей БПС-8 и БПС-10 даны ориентировоч­ ные).

Канатоемкость Е органа навивки опреде­

ляется по формуле

ЕлЕСр/,

равный диаметру каната плюс 3 мм зазора между витками; 4 + k — число нерабочих вит­

ков, в том числе три витка трения и один виток на передвижку критического участка; k —

число витков, теряемых при переходе с одного слоя на другой.

Допустимая концевая нагрузка на канат, зависящая от его прочности и длины, может

висимости от принятого запаса прочности т,

который принимается по нормам Правил безо­

канат должна удовлетворять требованиям Пра­

На рис. 4.83 приведены графики нагрузочных характеристик многоканатных машин, пере­

оборудованных по I варианту, в координатах

Qo. нх.

Наклонные части графиков представляют собой грузоподъемности канатов закрытой кон­ струкции диаметров 20, 22, 25, 27, 30, 33, 36, 38, 40, 43, 46, 50 мм с пределом прочности разрыву проволочек kz = 150 кгс/мм2 опре­

делены из условия постоянного запаса проч­ ности (т = 7,5) и сохранены также для глубин

более 600 м с целью определения статического натяжения и массы канатов. Линии грузо­ подъемности канатов для глубин более 600 м представляют собой прямые горизонтальные линии, одна из которых 1' показана на рис. 4.83.

Кривые канатоемкостей барабанов при двух­ слойной навивке нанесены пунктирными ли­ ниями, для трехслойной — сплошными. Гори­ зонтальные пунктирные линии с указанием индексов машин ограничивают натяжения ка­ натов по условиям прочности привода машины.

На рис. 4.84 приведены кривые, позволя­ ющие определить области применения переобо­ рудованных по I варианту многоканатных подъемных машин, где технические данные бадей увязаны с параметрами подъемных кана­ тов, канатоемкостью барабанов и тяговыми характеристиками многоканатных машин.

кривые имеют двойное цифровое обозначение,

= 20 мм.

Анализ графиков показывает, что многока­ натные подъемные машины, шкивы которых переоборудованы в барабаны путем замены футеровки и наращивания реборд, имеют малую канатоемкость (400—700 мм). Тяговые возмож­ ности привода машин при этом используются

(на ведущий шкив устанавливается барабанобойма) увеличивается канатоемкость органа навивки и обеспечивается многослойная на­ вивка каната.

При установлении геометрических и силовых параметров барабанов-обойм учитывалось, что в период проходки ствола статическое натяже­ ние каната во всех случаях меньше суммарного статического натяжения всех канатов при ра­ боте подъема в период основной эксплуатации и меньше величины разности статических натя­ жений ветвей канатов.

При использовании барабана-обойма увели­ чивается диаметр органа навивки, но крутя­ щий момент М кр тах на барабане не должен

превосходить величину максимального момента, указанного в паспорте машины. Тогда допусти­ мое тяговое усилие 5 Д0П при диаметре навивки каната Dt определяется выражением

с2М кр та*

°Д О П — £ ),

С другой стороны, при изменении диаметра Di

меняется канатоемкость и, следовательно, вы­ сота подъема Ях.

Фактическая величина статического натяже­

с увеличением D, возрастает за счет повышения веса каната и увеличения высоты подъема. После некоторых преобразований зависимость Нх от Di может быть выражена формулой

где п3— число витков при трехслойной навивке.

Тогда

5ф = Qo + 3,18Dipn3y

где р — вес 1 м каната.

Оптимальный диаметр барабана-обоймы D 0 для данного каната и концевой нагрузки опре­ делится из условия, что величина фактического натяжения каната равна допустимому тяговому

барабана-обоймы для двух разных условий нагружения машины его величина находится между величинами оптимальных диаметров, определенных для каждого случая нагружения.

На рис. 4.85 приведены области применения многоканатных машин с барабанами-обоймами. Пояснение к рис. 4.84 относится и к рис. 4.85.

Из графиков следует, что применение бараба­ нов-обойм для многоканатных подъемных ма­ шин серии МК увеличивает канатоемкость органов навивки на 150—240% и улучшает использование привода по крутящему моменту

высота подъема (глубина ствола) и малая при­ веденная масса подъемной установки по сравне­ нию с массой многоканатного подъема при одинаковой величине неуравновешенного уси­ лия.

Эти обстоятельства предъявляют особые тре­ бования к настройке и работе тормозной си­ стемы:

при увеличении высоты подъема возрастает неуравновешенный момент на барабане маши­ ны и уменьшается запас тормозного момента. Поэтому через каждые. 300 м проходки ствола необходимо тормозную систему перенастраи­ вать, если она не является автоматической (программной);

следует обеспечить выполнение требований Правил безопасности в отношении замедлений при предохранительном торможении, имея в виду, что отношение неуравновешенного уси­ лия к приведенной массе установки (на ра­ диусе навивки) более 1,75.

Отклоняющие шкивы

Отклоняющие шкивы предназначены для обес­ печения заданного расстояния между осями подъемных сосудов независимо от величины диаметра приводного шкива многоканатной подъемной машины. По ободу они оснащены футеровкой, которая уменьшает износ канатов

навливать их в ручей непосредственно, т. е. не иметь специальных мест на ободе для доводки футеровки. .Кроме того, деформация упругой футеровки увеличивает радиус кри­ визны каната на шкиве, что позволяет на откло­ няющих шкивах с уменьшенными диаметрами иметь радиус кривизны каната не меньший, чем на приводных.

Каждый отклоняющий шкив представляет собой сварную неразъемную конструкцию, за­ крытую с обоих торцов сплошными тонко­ стенными диафрагмами. Для увеличения же­ сткости обе диафрагмы соединены между собой несколькими трубами жесткости. Все откло­ няющие шкивы на заводе балансируются. Это повышает устойчивость сборки шкивов и ис­ ключает возможность появления значительных колебаний перекрытий, на которых она уста­ новлена. Шкивы старой конструкции имеют бронзовые втулки 9, запрессованные в ступицы

шкивов. Для подвода смазки к шкивам в валу выполнены сверления и установлена тавотница 8.

Основные данные отклоняющих шкивов ста­ рого типа приведены в табл. 4.30.

С 1972 г. завод перешел на серийное изго­ товление новых отклоняющих шкивов с умень­ шенными диаметрами, в конструкцию которых был внесен ряд существенных улучшений. Во вращающихся шкивах 1 вместо бронзовых вту­

лок применены роликоподшипники с цилиндри­ ческими роликами 2 (рис. 4.87). Наружные

кольца подшипников фиксируются торцовыми крышками. В осевом направлении шкивы на валу фиксируются кольцами 3 из двух поло­

вин, которые помещаются в проточках вала.

Таблица 4.30

Рис. 4.87. Отклоняющие шкивы уменьшенных диаметров

На одном конце вала установлен тахогенератор 4, а ко второму его концу подсоединен

датчик 5 аппарата контроля хода, закрытый крышкой 6.

Отклоняющие шкивы новой конструкции вы­ пускаются двух типоразмеров с диаметрами 2 м — для машин с приводными шкивами, диа­ метрами 2,1—3,25 м и 3 м — для более круп­ ных машин. Основные данные отклоняющих шкивов нового типа приведены в табл. 4.31.

В настоящее время на отклоняющих шкивах внедряется новая футеровка, выполняемая из

Таблица 4.31

Рис. 4.88. Поперечные сечения футеровок отклоняющих шкивов

маслостойких резин полосами длиной по 2 м. По сравнению с футеровкой из пластиката ПП-45 она имеет следующие преимущества: большие допустимые удельные давления и износостой­ кость, повышенную упругость, меньшую стои­ мость. Поперечные сечения резиновых футе­

Таблица 4.33

При проектировании многоканатных подъем­ ных установок необходимо всемерно стремиться избегать применения отклоняющих шкивов, так как они снижают сроки службы канатов из-за дополнительных перегибов. Кроме того, применение отклоняющих шкивов увеличивает высоту копров на величину Н = (1,5 ч-З) D.

В некоторых случаях целесообразнее приме­ нять машины с шестью канатами без отклоня­ ющих шкивов, чем с четырьмя канатами и отклоняющими шкивами. Таким образом, при­ менять отклоняющие шкивы рекомендуется толь­ ко после анализа экономических показателей возможных вариантов компоновки каждой мно­ гоканатной подъемной установки.

Пружинные грузовые пневматические тормозные устройства многоканатных подъемных машин

На большинстве многоканатных подъемных ма­ шин применяются пружинные грузовые пнев­ матические тормозные устройства. Они имеют два исполнительных органа, два пружинных грузовых пневматических привода, панель упра­ вления и компрессорную установку с воздухо­ сборником.

Весь ряд многоканатных машин имеет пять типоразмеров исполнительных органов тормо­ за, основные технические характеристики и размеры которых приведены в табл. 4.33.

Исполнительный орган тормоза (рис. 4.89) состоит из двух тормозных балок 2, соединен­ ных между собой тягой 4 с помощью шарнир­ ных головок 3. Тормозные балки установлены

на опорах 9, закрепленных и зафиксированных на раме машины. К каждой тормозной балке прикреплена шарнирная балка 1.

Шарнирные балки футерованы прессмассовыми тормозными колодками 10. Крайние тор­ мозные колодки зафиксированы упорами 11.

Поступательное перемещение тормозных коло­ док обеспечивается шарнирным четырехзвенником. Равномерное распределение зазора по дуге обхвата осуществляется изменением длины стойки 7. Равномерный отход тормозных

щение цилиндра 29 вверх ограничено шайбой 8. На поршнях и в нижней крышке 31 установлены манжеты 32. Подвод воздуха к рабочему ци­ линдру осуществлен гибким шлангом 26 через

в крышке 31. Для уменьшения сопротивления перемещению рабочего поршня в крышке 28 предусмотрены отдушины 14.

Повороту цилиндра 29 вокруг его оси вместе с тормозными грузами препятствует палец 12,

который перемещается вдоль паза стойки или кожуха 10. Подвеска грузов присоединяется

кцилиндрам 29 вилками 34 и 6, шпилькой 7

исостоит из двух тяг 4, траверсы 5, грузов 2, стяжных шпилек 3 и пружин 1.

Усилие затяжки пружин 17 передается на верхний 19 и нижний 16 опорные диски. Затор­

маживающее усилие от пружин через нижний опорный диск 16 передается штоку поршня 27

рабочего цилиндра и шарнирно соединенной с ним вилкой 25 и шарнирным валиком 24 тя­ ге 21, которая передает усилие исполнитель­

ному органу тормоза.

Рабочее торможение осуществляется пру­ жинным блоком, предохранительное — пру­ жинным блоком и тормозными грузами.

Для обеспечения надежной работы тормозной привод имеет электрические блокировки от чрезмерного износа тормозных колодок и от понижения давления сжатого воздуха в тор­ мозной системе, установленные на стойке 9.

Смазка подвижных соединений осуществ­ ляется с помощью прессмасленок 23.

Принципиальная схема тормозной системы показана на рис. 4.91. Сжатый воздух от ком­ прессора 14 по воздухопроводу поступает в воз­ духосборник 8. При этом воздух очищается от воды и масла в водомаслоотделителе 9, а тем­

пература его контролируется температурным реле 12 и визуально термометром 13, установ­

ленным на воздухопроводе перед водомаслоотделителем. Между компрессором и воздухо­ сборником включен в воздухопровод электропневматический вентиль 11, который позволяет

уменьшить пусковой момент двигателя ком­ прессора. Компрессоры подключены к тормоз­ ной системе через индивидуальные клапаны 10.

Давление в воздухосборнике должно на­ ходиться в пределах, установленных для каж­ дой машины, что контролируется электроконтактным манометром. Допускается подача в воз­ духосборник сжатого воздуха от шахтной сети. Если давление в шахтной сети выше требуе­ мого, то подключение тормозной системы к шахтной сети необходимо производить через редукционный клапан. Из воздухосборника

воздух поступает в панель управления тормо­ зом ПТ, которая имеет вспомогательный возду­ хосборник 7, фильтр 6 в сети управления и масленку 5 в сети рабочих цилиндров.

Перед началом работы машины производят впуск воздуха в предохранительные цилиндры '/ путем включения клапанов 2 (КП-1, КП-2 и

КП-3). Тормозные грузы поднимаются в край­ нее верхнее положение, а машина остается за­ торможенной пружинными блоками рабочего тормоза.

При включении клапанов 3 типов КР-1,

КР-2 и КР-3 и подаче напряжения на управ­ ляющие катушки регулятора давления 4 типа

РДБВ рабочие цилиндры соединяются с возду­ хосборником и машина растормаживается.

При автоматической работе машины с при­ менением механического тормоза, а также при дистанционном и ручном управлении машиной рабочее торможение осуществляется регулято­ ром давления РДБВ. Увеличению давления воздуха в рабочих цилиндрах соответствует уменьшение тормозного момента, а снижению — увеличение его. Плавность торможения обес­ печивается наличием большого числа ступеней давления (не менее 25).

Автоматическое стопорение осуществляется при движении сосудов на скорости дотяжки выключением клапанов КР. Клапаны отсекают цилиндры рабочего торможения от нагнетания и одновременно открывают выход воздуха в вы­ хлопное устройство, которое предназначено для получения различных характеристик торможе­ ния, отвечающих условиям нескольжения кана­ тов и требованиям Правил безопасности. Это достигается регулированием скорости выхода воздуха из тормозных цилиндров настройкой регулирующего клапана и изменением сечения отверстия дросселя. Клапаны КР-1, КР-2 и КР-3 взаимно дублируют свою работу, поэтому их электромагниты включены параллельно. В слу­ чае неисправности одного из этих клапанов вто­ рой обеспечивает надежное торможение машин.

Предохранительное торможение происходит от действия средств защиты или может быть включено машинистом. При предохранитель­ ном торможении обесточиваются все электро­ магнитные клапаны и происходит одновремен­ ный выпуск воздуха как из цилиндров рабо­ чего торможения (через клапаны КР-1, КР-2 и КР-3), так и из цилиндров предохранительного торможения (через клапаны КП-1 и КП-2). Вследствие того, что рабочий тормоз имеет большее быстродействие, опоражнивание ра­ бочих цилиндров происходит значительно бы­ стрее и первоначальное тормозное усилие со­ здается за счет пружинных блоков. Так как