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 nпч определили по формуле:
nпч=Ач/Qп=651×103/24,4×103=26. (1.17)
1.6.2. Расчетная продолжительность подъемной операции Трп определим по формуле:
Трп=3600/nпч=3600/26=139 с. (1.18)
1.6.3. Продолжительность движения подъемных сосудов Тр рассчитаем по формуле:
Тр=Трп-tп=139-11=128с, (1.19)
где tп - продолжительность паузы, с.
1.6.4. Среднюю скорость подъема Vср определяем по формуле :
Vср=Н/Тр=1079/128=8,4 м/с, (1.20)
где Н - высота подъема, м.
1.6.5. Ориентировочную максимальную скорость подъема Vmax рассчитаем по формуле:
Vmax=acVср=1,35×8,4=11,4м/с, (1.21)
где ас - множитель скорости , принимаемый 1,15¸1,35 [1].
1.6.6. Требуемую частоту вращения nктш рассчитаем по формуле:
nктш=60Vmax/pDктш=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];
Qп - масса полезного груза, кг;
Н - высота подъема, м;
g=9,81 м/с2 - ускорение силы тяжести;
Тр - продолжительность движения подъемных сосудов, с;
hп=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 То , соответствующий путь Но и модуль ускорения ам определим по формулам:
То=Тр-t¢-t¢1-t²1-t²+=128-3-2-2-3+=121 c, (1.24)
где Тр - 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;
hр - путь движения скипа в разгрузочных кривых, м.
ам=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-2hp-h1-h3=1079-2×2,4-122-122=830 м; (1.30)
t2=h2/Vmax=830/11,4=69 с. (1.31)
1.7.4. Расчетную максимальную скорость подъема Vmax 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 Сф 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; hp=2,6м; Vmax=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=GD2м/gD2шт=6250×103/(9,81×52)=25,5´103кг; (1.36)
m¢ош=GD2ош/gD2шт=500×103/(9,81×52)=2039кг; (1.37)
m¢д=GD2д/gD2шт=2400×103/(9,81×52)=9786кг, (1.38)
где GD2м, GD2ош, GD2д - маховые моменты машины, отклоняющих шкивов и якоря двигателя, Н×м2.
1.8.2. Длину подъемных канатов Lпк определяем по формуле:
Lпк=Н+2hвк+pDшт/2=1079+2´35+3,14´5/2=1157м, (1.39)
где Н - высота подъема, м;
hвк - расстояние от верхней приемной площадки до оси шкива трения, м;
Dшт - диаметр шкива трения, м.
1.8.3. Длину уравновешивающих канатов Lук определяем по формуле:
Lук=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 mп всех движущихся частей подъемной установки приведенную к окружности шкива трения, определим по формуле:
mп=Qп+2Qc+LпкР+Lукq+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 Qп и Qc - масса полезного груза и масса скипа, кг;
P и q - линейная масса подъемного и уравновешивающего канатов, кг;
Lпк и Lук - 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=[1,1Qп+(Н-2hx)×(q-P)]g ± mпа=
=[1,1×25×103+(1079-2×hx)(3×11,5-4×8,4)]9,81 ± 188×103а=
=283×103-23,5×hx ± 188×103a. (1.42)
1.8.6. Эквивалентное усилие Fэк рассчитываем по формуле:
Fэк=, (1.43)
где Т¢п=куд(t¢+t¢1+t1+t3+t²+t²1)+t2+kпtп=0,5(3×2+2×2+19×2)+69+0,25×11=96 с;
куд=0,5, кп=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 Fmax-максимальное движущее усилие при подъеме груза, Н.
1.8.8. Номинальную мощность двигателя Рд выбираем из условия:
(1.46)
Диаграммы движущих усилий приведены на рис.1.1.
Окончательно примем двигатель П2-800-255-8КУ4 номинальной мощностью Рном=5000 кВт, частотой вращения nном=63 об/мин, так как разность между эквивалентной мощностью и номинальной превышает 5%, т.е. [1]:
а перегрузка в период разгона составит:
< lдв= , (1.47)
