1 .ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИ
Исходные данные:
Годовая производительность Агод. = 1.7 млн. т. Глубина горизонта Нм = 280 м
Число рабочих дней в году п =300 Число часов подъема в сутки t сут =18ч Коэффициент резерва производительности Lp =1,5
1.1.Ориентировочная высота подъема
Нп = Нм +45,м
Где пб + h з.у. = 45 м ( принимается высота приемного бункера пб = 25 м и глубина загрузочного устройства пз.у. = 20м )
Нп = 280+45=325 м
1.2.Требуемая часовая производительность подъемной
установки :
Ач.ш. = Ач.п.у. = Ср Агод.ш. / п дн. * tсут. = 1,5*1700000/300*18=472,2т/ч
1.3.Ориентировочная масса полезного груза скипа
Q п = А ч.п.у. * ( 4 * √ Нп + θ ) / 3600 = 472,2*(4* √325+10)/3600= 10,77 т
Принимаем скип : 2СН15-1
Техническая характеристика:
Полезная масса угля , загруженного в скип Qг =13 т
Собственная масса скипа Qc=10,8 т Размер скипа в плане , мм : Длина 2230
Ширина 1740
Высота 13365
1.4.Расчет максимальной скорости подъема .
1.4.1 .Число подъемов в час из условия заданной производительности
пч
. = Ач.п.у. / Qr=472,2/13=36,32
1.4.2.Продолжительность одного подъема
1.4.3.Тц = 3600/пч
. = 3600/36,32 =99,11 с
1.4.4.Время движения сосуда за один подъем
1.4.5.Тдв. = Тц - θ
=99,11-13=86,11с
Где θ
- пауза между подъемами , принимается по табл.2 в приложении (8 с)
1.4.4.Средняя скорость подъема
V ср. = Нп / Тдв. = 325/86,11=3,77м/с
1.4.5.Максимальная скорость подъема
Vmax = а
* V ср. = 1,25*3,77=4,72 м/с
Где а
= 1,25 рациональное значение скорости
1.5. Расчет и выбор высоты копра
Нк = hб + hnp.c. + hcк. + hnep. + 0.75 Rшк.
Hk= 25 + h ск + 6 + 0.75 Rшк
= 33,25 +hск
= 32,655 +13,365=46м
Принимается стандартный копер из таблицы 3. Высота копра Нк =46 м
1.6.Расчет и выбор подъемного каната
1.6.1 .При длине отвеса каната Но < 600м
р = Qo / (δ
вр* 105
/ m*р
о)-Но ; кг/п.м.
где Q = Qn + Qc = масса концевого груза, кг
Qo =13000+10800=23800 кг
Но = Нш + hз.к. + Нк. ;м-длина отвеса каната, м
Но =280+20+44=344 м
δ
Вр.= 1770 - маркировочная группа каната, МПа ;
М пб = 6,5 - коэффициент запаса прочности каната по ПБ ;
po
= 9680 - условная плотность каната, кг/мЗ
р
=23800/( 1770*105
/6.5*9680)-344= 9,63
По ГОСТ 7668-80 выбираем канат типа ЛК-РО
Техническая характеристика ρст= 9,94 кг, масса 1 п.м. выбранного каната;
D к =50,5 мм - диаметр каната ;
Q = 1775 кН - суммарное разрывное усилие всех проволок каната, Н
1.6.3.Проверка коэффициента прочности каната для верхнего опасного сечения :
Мф
= Qz/(Qo+ ρНо) > Мпб
М ф=177500 (23800+9,63*344)=6,55
6,55 > 6,5 (Пб
1.7. Выбор подъемной машины
1.7.1 .Выбор диаметра барабана подъемной машины
Dб = 79 dк = 79 *50,5=3989,5 мм
Где d к - диаметр принятого каната ,мм
1.7.2.Максимальная статическая нагрузка
Fmax =(Qo+pHo)q= (23800+9,63*344)*9,81= 265975Н
1.7.3 .Наибольшая разность статических напряжений
AFmax= ( Qn +р Но ) q=(13000+9,63*344)9,81= 160027 Н
1.7.4.Техническая характеристика подъемной машины
Типоразмер МПБ-,5-2,5-2,5
Диаметр барабана , м D б=5
Максимальное статическое натяжение каната FmaxcT.=320
Максимальная разность статических натяжений AFm
Наибольшая допустимая скорость ,м/с V = 14 Маховый момент машины без редуктора [кН*м2] GD2 12010
Наибольший диаметр каната (мм) dK=57,5 Шаг нарезки ,мм teap.=53
1.7.5.Проверка канатоемкости барабана
Врасч. = [(Нп+Lз)/πDб+Zтp]*tнар
.;mm
Hn= Нш + hз.к.+hб - высота подъема, м
L з = 35 м, резервная длина каната для испытания
ZTp. = 5 - число витков трения
teap.- шаг нарезки, мм
Условие проверки Врас. < В ст.
Врасч. = [( 325+35)/3,14*5 +5 ] *53 = 840 мм
0.84 <2.4
1.7.6.Расчетная длина струны каната
Lстр. = √ (Нк - Со)2
+(hmin-Rшк )2
,м
Где Нк - высота копра ,м
Со =1м - принятое превышение оси подъемной машины над отметкой +_ 0,0;
R= 2,5 - радиус шкива
hmin> 0.6Нк + 3,5 +Dб - минимальное расстояние между осями машины и ствола, м.
hmin= 0,6 *46+6,3+3.5=36.2 м
Lстр = √ ( 44-1)2
+ (36.2-1.75)2
=25, м
Lстр. < 65 (ПБ) 25 < 65
1.9.Выбор двигателя
1.9.1.Необходимая частота вращения электродвигателя по максимальной скорости:
п н =( 60 * V mах/π*Dб) * U ред. , об/мин
где U ред. - 10,5 или 11,5 передаточное число одноступенчатых редукторов типа ЦО и ЦОН.
п н = (60*3.125/3,14*3.5)* 11,5=196 об/мин
1.9.2.Уточненное значение максимальной скорости
Vmax= 3,14 * Dб * п н/ 60* Uред. = 3,14*3.5*250 /60*11,5= 3.98м/с
1.9.3.Расчетная мощность электродвигателя ,Np=ρ*(k*Qn*Vmax*g/1000 *ηред. * η дв. ; кВт
Где ηред. = 0,97 - К,П,Д, редуктора ;
η дв. = 0,97 - К,П,Д,электродвигателя.
Np = 6*1,15*8,5*3.98*9,81 /1000*0,97*0,97 = 2433 кВт 1.9.4.Выбор электродвигателя
Техническая характеристика
Тип электродвигателя АКН-19-44-24
Напряжение (В)
Мощность (кВт) 1250
Частота вращения, (об/мин) 245
Коэффициент перегрузки 2.4
Маховый момент кН*м2
100
К.П.Д. двигателя 0.97
Принимаем режим работы двухдвигательный
1.10. Выбор редуктора
Расчетное значение крутящего момента на тихоходном валу редуктора
Мкр = [ 7720 N ном /п п * λ - 0,69 * [GD2
]рот./ D б ) * Vред. = 2*[ 7720*1250 *2,4/245 - 0,69*(100000/3.5 ]*11,5 =1720,77 кНм.
Принимаем редуктор 2ЦОН-18
Характеристика редуктора
Тип редуктора 2ЦО-22
Передаточное число Up
11.5
Крутящий момент Mkp
(kHm) 1000
Маховый момент [GD2
]ред
(кНм2
) 2800
КПД редуктора ηред
0.96
1.11 .Расчет диаграмм скорости.
1.11.1 .Максимальная скорость движения сосудов уточняется по выбранному электродвигателю и редуктору :
Vmax = π* Dб *Nnm
/ 60 * V ред. =3,14*3.5*245/60*11,5=3.9 м/с
1.12.Расход электрической энергии
1.12.1 .Полезный расход энергии
Wn = Qn * Hn / 102 * 3600 = 8500*225/102*3600=5,2 кВт.ч
1.12.2.Расход энергии , потребляемой из сети за один подъем
Wc = ά * k * Qn * Hn / 102 * 3600* η дв.* ηред. =1,15* 1,33* 8500*225/102*3600*0,96*0,93=8,92 кВт.ч.
1.12.3 .К.П. Д.подъемной установки:
Ηуст
. = Wn/Wc = 5,2/8,92=0.58
1.12.4.Удельный расход энергии на 1т поднимаемого груза:
Wlт=Wc/Qn =8,92/8,5=1.049кВт.ч./т
1.12.5.0риентировочный расход электроэнергии за год :
Wгод. = W 1т * Агод. =1.049*1100000= 1154352кВт.ч.
Фактическая годовая производительность подъема
Агод.расч. = Qn *( 3600 / Тц ) * 18 * 300 = 8,5*(3600/100,15) * 18*300 =1649925 т
1.14.Коэффициент резерва производительности
Кн = А год.расч./Агод.зан. = 1649925/1100000=1.4999