Обоснование параметров режимов торможения мобильной подъемной установки
Одержані залежності допустимих уповільнень при гальмуванні в режимі підйому вантажу для різних співвідношень довжини схилу каната, маси кінцевого вантажу і довжини струни каната з обліком і без урахування динамічних процесів в струні каната. Dependences of possible decelerations at braking in the mo...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехническая механика |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53787 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Обоснование параметров режимов торможения мобильной подъемной установки / С.В. Самуся // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 315-321. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859619643734360064 |
|---|---|
| author | Самуся, С.В. |
| author_facet | Самуся, С.В. |
| citation_txt | Обоснование параметров режимов торможения мобильной подъемной установки / С.В. Самуся // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 315-321. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехническая механика |
| description | Одержані залежності допустимих уповільнень при гальмуванні в режимі підйому вантажу для різних співвідношень довжини схилу каната, маси кінцевого вантажу і довжини струни каната з обліком і без урахування динамічних процесів в струні каната.
Dependences of possible decelerations at braking in the mode of getting up of load for different
correlations of length of plumb of rope, mass of end load and length of string of rope with an account and without taking into account dynamic processes in string of rope are got.
|
| first_indexed | 2025-11-29T00:58:42Z |
| format | Article |
| fulltext |
315
УДК 622.673:622.867
Канд. техн. наук С.В. Самуся
(ИГТМ НАН Украины)
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМОВ ТОРМОЖЕНИЯ
МОБИЛЬНОЙ ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИ
Одержані залежності допустимих уповільнень при гальмуванні в режимі підйому ванта-
жу для різних співвідношень довжини схилу каната, маси кінцевого вантажу і довжини стру-
ни каната з обліком і без урахування динамічних процесів в струні каната.
GROUND OF PARAMETERS OF THE MODES BRAKING
MOBILE LIFTING SETTING
Dependences of possible decelerations at braking in the mode of getting up of load for different
correlations of length of plumb of rope, mass of end load and length of string of rope with an ac-
count and without taking into account dynamic processes in string of rope are got
Тормозное устройство шахтной подъемной машины является важной со-
ставной частью системы управления и конечным звеном в цепи защиты подъ-
емной установки и обеспечивает выполнение заданной диаграммы скорости и
стопорение барабана во время технологических пауз (рабочее торможение), а
также предохранительное торможение при возникновении аварийной ситуации.
Требования Правил безопасности [1] и Правил технической эксплуатации
[2] регламентируют основные требования к режимам торможения, выполнить
которые можно только при правильном выборе параметров и соответственной
наладке тормозного привода и его системы управления.
Основные нормативные требования к тормозной системе и режимам тормо-
жения вертикальных подъемных установок:
• время холостого хода тормоза (время с момента разрыва цепи защиты до
появления усилия в исполнительном органе тормоза) xxt для гидропру-
жинного привода не должно превышать 0,3 с.
• время срабатывания тормоза (время с момента разрыва цепи защиты до
возникновения тормозного усилия, равного по величине статическому)
срабt не должно превышать 0,8 с.
• коэффициент статической надежности тормоза или кратность тормозного
усилия (отношение тормозных моментов, создаваемых как предохрани-
тельным, так и рабочим тормозом, к максимальному статическому мо-
менту нагрузки) max./ cmT MM=γ должен быть не менее трех.
• при подъеме расчетного груза замедление при торможении na не должно
превышать 2/5 см .
• при спуске расчетного груза замедление при торможении ca должно быть
не менее 2/5.1 см .
В состав подъемной установки АСППУ-6,3 входит аварийно-спасательная
клеть с полной массой Q = 2880 кг. Для подъемной машины применен гидро-
пружинный радиальный колодочный привод тормоза, который создает затор-
316
маживающее усилие предварительно сжатыми пружинными блоками при вы-
пуске масла из тормозного цилиндра.
Привод гидропружинного тормоза рассчитан на обеспечение нормативной
кратности тормозного усилия при максимальной концевой нагрузке и макси-
мальной глубине подъема 1400 м. Тормозное усилие для вертикального одно-
концевого подъема [1]
cmm FF 3≥ , (1)
где ( ) glQF Kcm ⋅+= ρ - максимальное статическое усилие в верхнем сече-
нии каната; Q - расчетная масса концевого груза; ρ - линейная плотность кана-
та; Kl - максимальная длина отвеса каната.
Результаты проведенных экспериментальных исследований режимов предо-
хранительного торможения мобильной подъемной установки АСППУ-6,3 на
шахте им. Калинина ГП ”Донецкуголь” [3] свидетельствуют о выполнении ука-
занных требований нормативных документов.
Так, например, быстродействие тормоза, определяемое временем холостого
хода и временем срабатывания, не превышает максимальных значений
ctxx 3,0≤ и ctсраб 8,0≤ . Кратность тормозного усилия для максимальной ста-
тической нагрузки составляет γ = 3,2, что позволяет обеспечить максимальное
замедление при торможении поднимающейся груженой клети – 4,73 2/ см и
минимальное замедление для опускающейся клети – 2,66 2/ см .
Допустимые замедления при подъеме и спуске расчетного груза определя-
ются как средние замедления, то есть отношение фактической скорости ко вре-
мени, которое прошло с момента начала торможения до полной остановки
подъемной машины [4]. При этом величина среднего замедления подъемной
установки, как при предохранительном, так и при рабочем (в экстренных слу-
чаях) торможении при подъеме расчетного груза для вертикальных подъемных
установок не должна превышать 2/5 см .
Однако, для мобильной подъемной установки, которая характеризуется зна-
чительной массой каната по отношению к массе концевого груза, необходимо
при выборе допустимых замедлений учитывать влияние динамических процес-
сов в отвесе и струне каната на возможность набегания подъемного сосуда на
канат даже при выполнении требований нормативных документов к режимам
торможения.
С помощью разработанной математической модели [5] были проведены ис-
следования динамики мобильной подъемной установки АСППУ-6,3 для опре-
деления допустимых замедлений и тормозных усилий из условия нерасслабле-
ния каната в нижнем сечении при предохранительном торможении для различ-
ных масс концевого груза.
Это условие выполняется в том случае, когда динамическое усилие в ниж-
нем сечении каната не превышает вес поднимающегося сосуда
317
gQFдин ⋅≤ , (2)
что исключает его набегание на канат и последующий растягивающий удар
по канату.
При моделировании варьировались длина отвеса каната с шагом 50 м и мак-
симальная кратность тормозного усилия, обеспечивающая выполнение условия
(2). На рис. 1 показаны зависимости допустимых замедлений от длины отвеса
каната для режима торможения из условий ненабегания сосуда на канат при
подъеме груженых клети (Q = 2880 кг) и бадьи (Q = 720 кг) при длине струны
cmpl = 75 м. Сплошными линиями показаны зависимости допустимых замедле-
ний, полученных с учетом поперечных колебаний струны каната, пунктирными
– без учета поперечных колебаний.
1 и 1` – для 2880=Q кг; 2 и 2` – для 720=Q кг;
3 –максимально допустимое замедление при подъеме груза.
Рис. 1. Зависимости допустимых замедлений от длины отвеса каната для различных
масс концевого груза.
Анализ полученных зависимостей свидетельствует о том, что учет влияния
динамики струны снижает величину допустимых замедлений на 7…12%, при-
чем, это влияние усиливается при уменьшении длины отвеса каната и массы
концевого груза. Кроме того, для больших глубин из-за усиления влияния ди-
намических процессов в отвесе каната выполнение требований ПБ 2/5 смan ≤
обеспечивает ненабегание клети на канат только до глубины подъема 800 м, а
бадьи – до 480 м (сплошная горизонтальная линия 3 на рис. 1). При использо-
вании мобильной подъемной установки в конкретных условиях необходимо
учитывать этот фактор и ограничивать максимально допустимое замедление
значением, значительно меньшим, чем 2/5 см . Так, например, для глубины
подъема 1200 м допустимые замедления при подъеме клети и бадьи составляют
2/56,3 см и 2/48,2 см соответственно. На рис. 2 показаны максимальные крат-
ности тормозного усилия, обеспечивающие нерасслабление каната в нижнем
сечении для различных вариантов применения подъемного сосуда и наладки
предохранительного тормоза.
318
1 и 1` – для Q = 2880 кг с учетом и без учета динамических процессов в струне каната; 2 и
2`– для Q = 720 кг с таким же тормозным усилием; 3 и 3` – для Q = 720 кг со скорректиро-
ванным значением Тст ;4 – минимально допустимая кратность тормозного усилия.
Рис. 2. Зависимости максимально допустимой кратности тормозного момента от дли-
ны отвеса каната.
Анализ полученных графиков показывает, что применение в качестве
подъемного сосуда бадьи при такой же наладке тормоза (кривые 2 и 2`) значи-
тельно уменьшает допустимую кратность тормозного момента по сравнению с
применением клети (кривые 1 и 1`). Для выполнения требований ПБ необходи-
мо в этом случае пересчитать максимальное значение тормозного усилия в со-
ответствии с уменьшением статического усилия в канате и произвести перена-
ладку тормоза (кривые 3 и 3`).
При максимальной массе подъемного сосуда (линии 1 и 1`) необходимость
ограничения кратности тормозного усилия появляется при глубине подъема
около 1200 м, а при использовании бадьи в качестве подъемного сосуда это ог-
раничение необходимо применять уже с глубины подъема 860 м (линии 2 и 2`).
Так как фактический запас тормозного момента не должен быть менее трех, то
одним из способов обеспечения ненабегания сосуда на канат в этом случае мо-
жет быть уменьшение тормозного усилия пропорционально массе концевого
груза.
Для реализации этого способа необходимо для каждых конкретных условий
применения мобильной подъемной установки рассчитывать и реализовывать
необходимое тормозное усилие при наладке тормозного привода.
Однако анализ зависимостей (рис. 2) показывает, что при длине отвеса кана-
та 1200 м и более необходимо применение двухступенчатого торможения, так
как допустимая кратность тормозного усилия становится меньше трех, что про-
тиворечит требованиям ПБ. При этом максимальное тормозное усилие с γ = 3
можно прикладывать только после остановки барабана подъемной машины.
На рис. 3 показаны допустимые замедления при подъеме груженого сосуда,
полученные при математическом моделировании режимов торможения.
319
1 – 30 м; 2 – 60 м; 3 – 90 м; 4 – 120 м для различных соотношений длины отвеса каната,
массы концевого груза и длины струны каната с учетом динамических процессов в струне
каната.
Рис. 3. Допустимые замедления при подъеме клети ( 2880=Q кг) для разных длин
струны каната.
На рис. 4 показаны допустимые замедления при подъеме груженой бадьи.
1 – 30 м; 2 – 60 м; 3 – 90 м; 4 – 120 м.
Рис. 4. Допустимые замедления при подъеме бадьи ( 720=Q кг) для разных длин струны
каната.
Анализ полученных зависимостей свидетельствует о необходимости учета
динамических процессов в струне каната, что приводит к уменьшению допус-
тимых замедлений с увеличением ее длины. Сравнение графиков на рис. 3 и
рис. 4 показывает, что при одинаковом тормозном усилии допустимые замед-
ления уменьшаются на 10…15% для меньшей массы подъемного сосуда. Необ-
320
ходимость замены клети на бадью может быть вызвана неудовлетворительным
состоянием армировки в стволе при ликвидации последствий аварии или несо-
ответствием проводников и направляющих устройств клети.
Поэтому обязательным условием обеспечения безопасности эксплуатации
мобильной подъемной установки является правильная наладка максимального
тормозного усилия, обеспечивающая ненабегание подъемного сосуда на канат в
режиме подъема груза при выполнении требований к кратности тормозного
усилия и минимальному замедлению для режима спуска расчетного груза.
Для этого необходимо определить максимальное тормозное усилие с учетом
допустимого замедления при подъеме [4]:
cminm FmaF −⋅≤ ][ , (3)
где ][ na - допустимое замедление из условий ненабегания сосуда на канат;
im - приведенная масса движущихся элементов подъемной установки; cmF -
максимальное статическое усилие в верхнем сечении каната.
Используя полученное максимальное значение тормозного усилия необхо-
димо проверить выполнение условий 3 и 5:
./5,1)(
,3
2смmFFa
F
F
npcmmcm
cm
m
≥⋅−=
≥=γ
(4)
Если эти условия выполняются, то необходимо по известной методике [4]
рассчитать величину затяжки пружинного блока гидропружинного привода
тормоза:
z
gGF
H nm
б
−
= , (5)
где mF - необходимое тормозное усилие; nG - масса подвижных деталей
привода тормоза, участвующих в предохранительном торможении; z - жест-
кость пружинного блока (по данным завода-изготовителя); g - ускорение сво-
бодного падения.
При большой глубине подъема и, соответственно, большой массе каната по
отношению к массе концевого груза возможно, что условие 3 не выполняется
при расчетном значении тормозного усилия. В этом случае необходимо приме-
нять систему избирательного торможения, что дает возможность прикладывать
максимальное тормозное усилие, рассчитанное из условий 3 и 5, только при
снижении скорости барабана до минимальной скорости резкого торможения.
Как показывает анализ конкретных условий применения мобильной подъ-
емной установки АСППУ-6,3, такая необходимость возникает при глубинах
подъема более 900…1000 м и вынужденном применении в качестве подъемного
сосуда легкой проходческой бадьи. В этом случае после размещения подъемной
установки около шахтного ствола согласно проекту ее применения необходима
дополнительная переналадка пружинного блока привода тормоза.
321
Проведение этих мероприятий специалистами горноспасательной службы,
обслуживающими подъемную установку АСППУ-6,3, позволит обеспечить ее
эффективное и безопасное применение при ликвидации последствий аварий в
шахтных стволах и эвакуации людей с подземных горизонтов.
Выводы.
Получены зависимости допустимых замедлений при торможении в режиме
подъема груза для различных соотношений длины отвеса каната, массы конце-
вого груза и длины струны каната с учетом и без учета динамических процес-
сов в струне каната. Анализ полученных зависимостей свидетельствует о том,
что учет влияния динамики струны снижает величину допустимых замедлений
на 7…12%, причем, это влияние усиливается при уменьшении длины отвеса
каната и массы концевого груза.
При использовании мобильной подъемной установки для глубоких шахт из-
за усиления влияния динамических процессов в отвесе каната выполнение тре-
бований Правил безопасности 2/5 смan ≤ обеспечивает ненабегание клети на
канат только до глубины подъема 800 м, а бадьи – до 480 м. Так, например, для
глубины подъема 1200 м допустимые замедления при подъеме клети и бадьи
составляют 2/56,3 см и 2/48,2 см соответственно.
Разработанная методика выбора рациональных параметров режимов тормо-
жения позволяет обеспечить правильную наладку тормозного привода из усло-
вий ненабегания подъемного сосуда на канат в режиме подъема груза при вы-
полнении требований к кратности тормозного усилия и минимальному замед-
лению для режима спуска расчетного груза.
Применение разработанной методики специалистами проектных организа-
ций и горноспасательной службы позволит обеспечить эффективное и безопас-
ное применение подъемной установки АСППУ-6,3 при ликвидации последст-
вий аварий в шахтных стволах и эвакуации людей с подземных горизонтов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Правила безпеки в вугільних шахтах (НПАОП 10.0 –1.01–05). – К.: Відлуння, 2005. – 398 с.
2. Правила технічної експлуатації вугільних шахт (СОУ 10.1 – 00185790 – 002 – 2005). – Київ: Мінвугле-
пром України. – 2005. – 353 с.
3. Самуся С.В. Анализ результатов экспериментальных исследований динамических процессов в струне и
отвесе каната мобильной подъемной установки / С.В. Самуся // Гірнича електромеханіка та автоматика: Наук.-
техн. зб. – 2009. – Вип. 83. – С . 118–126.
4. Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъемных установок / В.Р. Бежок, В.Г. Кали-
нин, В.Д. Коноплянов, Е.М. Курченко. – Донецк: Донеччина, 2009. – 672 с.
5. Ильин С.Р. Математическая модель нелинейных колебаний струны и отвеса каната мобильной подъем-
ной установки / С.Р. Ильин, С.В. Самуся // Наукові праці ДонНТУ. – Вип.16(142). – Донецьк: ДВНЗ «ДонНТУ»,
2008. – С.122–131.
322
УДК 622.674
Канд. техн. наук С.Р. Ильин
(ИГТМ НАН Украины)
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДИАГРАММЫ СКОРОСТИ ПОДЪЕМА И
ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ГРУЗА НА ДИНАМИКУ СИСТЕМЫ «СОСУД-
АРМИРОВКА» ШАХТНЫХ СТВОЛОВ
У статті представлені результати аналізу діаграм швидкості роботи підйомних машин в
діючих стовбурах. Розглянута задача про спільний вплив горизонтального зміщення центру
мас вантажу в підйомній посудині та закону зміни окружної швидкості барабана підйомної
машини на динамічні навантаження в системі «посудина-армування». Показано, що коли-
вання посудини носять хаотичний характер, на перехідних ділянках діаграми швидкості змі-
щення центру мас системи «посудина - вантаж» від вертикальної осі головного каната є до-
мінуючим чинником, що викликає зростання динамічних навантажень на армування, вико-
ристання згладжених діаграм швидкості дозволяє суттєво знизити контактні навантаження
на армування.
COMMON EFFECT OF LIFTING VELOCITY CURVES FORM AND
LOCATION SHIPMENT IN VESSELS ON REINFORCEMENT DYNAMIC
LOADS IN MINING SHAFTS
In this paper we show the results of the analysis charts the speed of the winders in the existing
trunks. Consider the problem of the joint effect of the horizontal displacement of center of mass of
the cargo vessel and a lifting of the law changes the peripheral speed of the drum hoist on the
dynamic load on the system "vessel-reinforcement." Shown that the fluctuations are chaotic in
nature. In transitional areas a chart speed of displacement of center of mass system "vessel - cargo"
from the vertical axis of the main cable is the dominant factor causing the growth of dynamic loads
on the reinforcement. Use smoothed chart speed can significantly reduce the contact pressure on
reinforcement.
Состояние вопроса
Традиционно сложилось в практике работы отечественных горнодобываю-
щих предприятий, что в зоне ответственности службы главного механика нахо-
дится большое количество единиц механического оборудования, обеспечение
бесперебойной работы которого требует постоянного внимания и значительно-
го количества ежесуточных ремонтных работ. Выход из строя какого-либо ме-
ханического узла требует немедленной мобилизации ресурсов практически
всей механической службы шахты не зависимо от времени суток.
Одновременно с этим службы главного маркшейдера, главного энергетика
(если только поломка не требует при ликвидации маркшейдерского сопровож-
дения или не затрагивает работу электрического оборудования) находятся как
бы в стороне от ее устранения и, как правило, от выявления первопричин, кото-
рые часто являются очевидными только на первый взгляд, поскольку при их
поиске не учитывается систематичность и длительность негативных воздейст-
вий на отдельные узлы механического оборудования, вызванных неблагопри-
ятными сочетаниями геометрических параметров и/или особенностями работы
энергетического оборудования подъемной установки.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-53787 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-29T00:58:42Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Самуся, С.В. 2014-01-27T17:47:50Z 2014-01-27T17:47:50Z 2012 Обоснование параметров режимов торможения мобильной подъемной установки / С.В. Самуся // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 315-321. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53787 622.673:622.867 Одержані залежності допустимих уповільнень при гальмуванні в режимі підйому вантажу для різних співвідношень довжини схилу каната, маси кінцевого вантажу і довжини струни каната з обліком і без урахування динамічних процесів в струні каната. Dependences of possible decelerations at braking in the mode of getting up of load for different correlations of length of plumb of rope, mass of end load and length of string of rope with an account and without taking into account dynamic processes in string of rope are got. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Обоснование параметров режимов торможения мобильной подъемной установки Ground of parameters of the modes braking mobile lifting setting Article published earlier |
| spellingShingle | Обоснование параметров режимов торможения мобильной подъемной установки Самуся, С.В. |
| title | Обоснование параметров режимов торможения мобильной подъемной установки |
| title_alt | Ground of parameters of the modes braking mobile lifting setting |
| title_full | Обоснование параметров режимов торможения мобильной подъемной установки |
| title_fullStr | Обоснование параметров режимов торможения мобильной подъемной установки |
| title_full_unstemmed | Обоснование параметров режимов торможения мобильной подъемной установки |
| title_short | Обоснование параметров режимов торможения мобильной подъемной установки |
| title_sort | обоснование параметров режимов торможения мобильной подъемной установки |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53787 |
| work_keys_str_mv | AT samusâsv obosnovanieparametrovrežimovtormoženiâmobilʹnoipodʺemnoiustanovki AT samusâsv groundofparametersofthemodesbrakingmobileliftingsetting |