Введение к работе
Актуальность темы. Развитие горнодобывающей промышленности идет в направлении увеличения производительности и глубин разработки месторождений, что обуславливает повышение требования к транспортным средствам доставки горной массы на поверхность. В настоящее время в области карьерного транспорта стоит проблема создания новых высокопроизводительно наклонных подъемников с полезной грузоподъемностью 80-120 т для отработки месторождений на глубине 300-500 м. Существующие подъемные магаины не могут обеспечить такой грузоподъемности. Вследствие отого ПО "Ново-Крамтгор-ский машиностроительный завод" (ПО НІШ) и Днепропетровский горный институт (ДГИ) предло .или новую бобкннуга подъемную маиину с ведущими шкивами трения (далее ШБШ)и резинотросовыми подъемными канатами (далее РТК). Преимуществами подъемной машины ШБШ для наклонной трассы подъема являются: удобство компоновки, большая грузоподъемность (80-120 т), уравновешенность, относительно малая металлоемкость, использование быстроходного пригода.
Решение указанной проблемы выполнено в соответствии с региональной комплексно-целевой программой "Руда" на І98І-І985 гг., координационным планом Минвуза СССР (приказ № 790 от 31 июня 1981 г.) по теме "Создать скиповые подъемные установки с резино-тросовш тяговым органом производительностью до 20 млн. тонн в год", постановлением Совмина УССР № 173 по темо "Разработать и освоить технологию открытой добычи железных руд Южного промрайона Кривбасса с использованием ленточных и екиловьи подъемников".
Целью работы является обоснование рациональных параметров новых бобинных подъемных малин с ведущими шкивами трения и резино-тросовым тяговым органом и разработка методики их расчета.
Идея работы состоит в том, что рациональные параметры подъёмной машины установлены на основе" исследования особенностей механики двухприводной подъемной установки с бобинным уравновешивающим устройством, динамики подъемной установки как упругой системы с распределенными и сосредоточенными параметрами с учетом податливости тела намотки РТК.
Защищаемые научные положения, их новизна.
Положения. Оценка возможности скольжения канатов по приводным шкивам подъемной машины МПБШ производится для шкива в поднимающейся ветви в период торможения подъемной машины при
спуске груза.
Характер динамических процессов в канатах подъемной машины ЫБШ определяется местом приложения тормозных усилий (бобина, ведущие шкивы), распределением общего тормозного усилия между модулями тормоза, расположенными на бобине и шкивах, жесткостью тела намотки РТК.
Определение местности тела намотки РТК произво,,дтся при использовании линейной сдвиговой модели напряженно-деформированного состоянии тела намотки, поскольку радиальные перемещения пренеб-реж'мо малы по сравнению с окружными.
Результати. Разработана математическая модель процесса предохранительного торможения подъемной машины МПБШ как упругой системы с сосредоточенными и распределенными параметрами, особенность которой состоит в учете податливости тела намотки РТК и в приложении тормозных усилий к бобине и ведущим шкивам.
Установлено, что условия нерасслабления канатов и непревы-иения пер^лодьема при предохранительном торможении обеспечивают две схемы расположения модулей тормоза: I) на бобине; 2) на бо-'ине и ведущих шкивах трения, для которых определены рациональные параметры тормоза.
Установлены закономерности влияния места расположения модулей тормоза на динамику канатов. Наименьшие динамические усилия соответствуют схемо расположения модулей тормоза на ведущих шкивах и бобине при кпатности тормозного момента на бобине в пределах от I до 2.
Разработана математическая модель напряженно-деформированного состояния тела намотки РТК, как регулярной многослойной среды, на основании анализа которой установлено, что жесткость тела намотки РТК с точностью до 18 описывается моделью резино-мет; ллического шарнира при кручении.
Обоснован режим управления приводом подъемной машины ШБШ, соответствующий минимуму мощности привода, при котором выдерживается постоянной скорость движения сосуда со стороны большего радиуса навивки каната на бобину и равенство моментов двигателей.
Полутена формула для определения минимально необходимого угла обхвата шкива канатом из условия нескольжения канатов. Установлено, что для реальных случаев практики его значение находи і ся в пределах от 95 до 160 и конструктивно реализуется взаимном расположением шкивов и бобины.
Обоснованность и достоверность научных положений и результатов. Основные научные положения и результаты диссертации получены на основе фундаментальній положении и методов теоретической механики, теории упругости, динамики машин. Достоверность результатов подтверждается экспериментальными исследованиями, проведенными на модели подъемной машины МПБШ с применением апробированных методов измерений и стандартной аппаратуры, удовлетворительной сходимостью теоретических и экспериментальных результатов (расхождение не превышает 12-18%).
Научное значение работы заключается: в получении закономерностей влияния жесткости тела намотки РТК, места расположения модулей тормоза и его параметров на динамические процессы в канатах в режиме предохранительного торможения подъемной машини типа МПБШ; в разработке линейной сдвиговой модели напряженно-деформированного состояния тела намотки РТК, позволяющей определить его жесткость; в обосновании режима управления двухдвигательным приводом подъемной устачовки с бобшшым уравновешивающим устройством.
Практическая ценность работы состоит в разработке методических рекомендаций по обоснованию рациональных геометрических размеров, схемы компоновки, рациональных параметров тормоза подъемной машины МПБШ.
Реализация результатов работы. Методические рекомендации по выбору рациональных параметров бобинной подъемной машины с веду -щими шкивами трения, и FfK использованы ПО НКМЗ при выполнении технической и рабочей документации подъемной машины МПБШ-30, институтом "Кривбасспрэект" при выполнении ТЭР целесообразности применения большегрузны* скиповых подъемников для отработки глубоких горизонтов карьера Полтавского ГОКа, институтом ВНИПИокеанмага при составлении ТЭО добычного комплекса полиметаллических сульфидов со дна Мирового океана. Годовой экономический эффект от применения подъемной машины МПБШ-30 в подземных условиях на второй ступени подъема составит около 900 тыс. руб.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на республиканской научно-технической конференции "Молодке ученые - прогрессу п области разработки высокоэффективных технологий, средств механизации и автоматизации добычи и переработки полезных ископаемых" (г. Днепропетровск, 1934 р.), на республиканской научно-технической конференции по вопросам развития стационарных установок угольных шахт (г. Донецк, 1988 г.),
на ХІУ республиканской конференции "Проблеми прочности и надежности стальных к; іатов" (г. Одесса, 1989 г.), на Всесоюзной научно-техническом семинаре "Перспективы создания и применения наклонных подъемников для глубоких карьеров" (г. СиС'ай, 1939 г.), на научно-техническом совете в институте "Кривбасспроект" (1989 г.), па научном семинаре Днепропетровского горного института (1982 г., Г985 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 6 печатних уечот.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введеній, шести глаы и заключения, изложенных на 168 страницах машинописного текста и содержит 50 рисунков, 5 таблиц, список использованной "игературы из 35 наименований и 10 приложений.
Модель бобинной подъемной машины с ведущими шкивами трения и РТК разработана и изготовлен* автором- совместно с мл.н.с.0.ft.Чернышом.
