Горная механика - Подъемные установки

2) назначению: главные — для подъема полезного ископаемого; вспомогательные — для спуска — подъема людей и транспортирования различных грузов, причем они могут быть людские, грузовые и грузолюдские; проходческие — для транспортирования грузов и людей при проходке и углубке стволов шахт;

3) ориентировке пути транспорта: вертикальные, наклонные (последние изучаются в курсе шахтного транспорта);

4) типу подъемных сосудов: с бадьями, с неопрокидными клетями, со скипами, с опрокидными клетями;

5) типу органов для навивки подъемного каната: с органами навивки постоянного радиуса, с органами навивки переменного радиуса.

6) числу подъемных канатов: одноканатные, многоканатные;

7) уравновешиванию: неуравновешенные системы, уравновешенные системы (с уравновешивающим подвесным канатом при органах навивки постоянного радиуса, с органами навивки переменного радиуса);

8) типу электропривода: с асинхронным электроприводом, с приводом постоянного тока.

2. Подъёмные сосуды. Назначение и устройство.

Бадьи применяют при проходке и углубке стволов шахт для спуска-подъёма людей и транспортировке породы, материалов, оборудования. Бадья состоит из сварного кузова и дуги.

Неопрокидные клети применяют для спуска-подъёма людей и различных грузов. Клеть состоит из каркаса, парашюта, направляющих башмаков, стопоров, дверей, крыши.

Опрокидные клети выполняют те же функции, что и неопрокидные. Опрокидная клеть состоит из рамы, поворотной платформы с разгрузочным роликом, парашюта, направляющих башмаков, направляющих муфт, стопорного устройства, дверей, крыши, запорного устройства, предназначенного для предотвращения опрокидывания платформы при движении клети по стволу.

Скип с неопрокидным кузовом состоит из кузова, жёстко связанного с рамой. К раме прикреплена зонт-площадка. Разгрузка скипа осуществляется с помощью секреторного затвора и выдвижного рештака.

Скип с опрокидным кузовом имеет раму, с которой при помощи шарнира связан кузов. Опрокидывание кузова на угол 135-145^oотносительно рамы происходит у бункера благодаря роликам, перемещающимся по разгрузочным кривым.

3. Проводники и направляющие устройства.

Для плавного движения подъемных сосудов параллельно оси ствола шахты применяют металлические или деревянные проводники, закрепленные вдоль ствола. Для каждой клети имеется по два проводника, расположенных по отношению к клети с одной или двух длинных ее сторон.

Металлические проводники бывают рельсовые, коробчатого сечения и канатные. Проводники первых двух типов крепят к расстрелам, а канатные закрепляют на копре и натягивают грузами в зумпфе ствола. При деревянных и канатных проводниках сосуды имеют плавный ход, ремонт деревянных проводников более легок. По сравнению с деревянными металлические проводники занимают меньше места, менее чувствительны к исходящей вентиляционной струе и имеют больший срок службы.

По проводникам движутся направляющие устройства, закреплённые на подъёмных сосудах. Башмаки скольжения применяют на рельсовых и деревянных проводниках. При коробчатых проводниках использую направляющие устройства виде роликоопор.

4. Парашюты ПТК. Принцип работы. Устройство.

Парашюты ПТК с мгновенным захватом ловителями при обрыве подъемного каната двух тормозных канатов. В парашютах ПТК при обрыве подъемного каната пружина отжимает вниз шток 2 и с помощью траверсы 3 и серег 4 поворачивает рычаги 5 вокруг осей 6. В связи с этим клинья 7 посредством рычага 5 поднимаются вверх и захватывают тормозные канаты 8, на которых повиснет клеть.

5. Подъёмные канаты. Назначение и устройство.

Подъёмные канаты изготавливают из проволок высокосортной стали марки В для людских и грузолюдских установок и марки І для грузовых установок. При изготовлении каната определённое количество проволок свивается вокруг центральной проволоки так, что каждая из них принимает вид винтовой линии. Такой свитый пучок называется прядью. Если прядь применяется как самостоятельный канат, то она называется канатом простой свивки. Если несколько прядей свиты между собой вокруг органического сердечника, то получается канат простой свивки. Канат двойной свивки, являющийся составной частью каната более сложной конструкции, называется стренгой. По конструкциям прядей и характеру взаимного соприкасания проволок в прядях различают канаты точечного каната ТК, точечно-линейного касания ТЛК, линейного касания ЛК, поверхностного контакта ПК. По способу свивки различают канаты: раскручивающиеся Р, нераскручивающиеся Н, малокрутящиеся МК.

6. Направляющие и отклоняющие шкивы.

Направляющие шкивы одноканатных подъёмных машин располагаются на подшкивной площадке копра и служат для поддерживания подъёмных канатов и направления их в стволе.

Основными частями направляющих шкивов являются обод, спицы, ступица, ось, подшипники. Ступицу закрепляют на оси шкива на шпонке. Для предотвращения осевого сдвига шкива на оси его насаживают кольца. Подъёмный канат движется в канавке обода шкива.

Отклоняющие шкивы многоканатных подъёмных установок располагают на копре ниже машины; они необходимы для того, чтобы установить необходимое расстояние между осями подъёмных канатов в стволе независимо от диаметра ведущего шкива.

Один из отклоняющих шкивов закреплён на оси, а остальные могут свободно вращаться на подшипниках. Шкивы фиксируются от осевого смещения кольцами. Ось опирается на роликовые подшипники. Ободы шкивов имеют футеровку из пластиката или маслостойкой резины. На оси закреплён тахогенератор и датчик аппарата контроля хода.

7. Копры. Назначение. Основные части.

Копры необходимы для поддержания направляющих шкивов и восприятия си, действующих на них, для крепления проводников, выходящих из ствола, разгрузочных кривых. При многоканатном подъёме с ведущим шкивом трения на копре в специальном помещении располагается подъёмная машина. Основные части копра установок, машины которых располагаются на уровне земли: вертикальный станок, укосина, подпирающая его в верхней части и укреплённая на бетонном фундаменте, площадка для направляющих шкивов.

По количеству обслуживаемых подъёмов копры делятся на одноподъёмные и многоподъёмные. Копры изготавливают из стали и железобетона. Различают А-образные копры, четырёхстоечные копры, шатровые копры, применяющиеся для обслуживания двух подъёмных установок, расположенных в одном стволе, и башенные копры, которые применяют при многоканатных подъёмных установках с расположением машины в верхней части копра.
Проходческие копры бесстанковые, сборно—разборные, их изготавливают из стали, они имеют шатровую конструкцию.

8. Двухбарабанные подъёмные машины. Общее устройство.

При двухбарабанной машине каждый из барабанов обслуживает свой канат. В двухбарабанной машине один из барабанов жёстко закреплён на валу – заклиненный барабан, а другой может быть соединён с валом или отсоединён от него – переставной вал. Переставной вал даёт возможность регулировать расположение подъёмных сосудов друг относительно друга, что необходимо при обслуживании нескольких горизонтов шахты, и упрощает операции навески, смены канатов и регулирования их длины.

2Ц-4x1,8; 2Ц—Цилиндрические барабаны, 4- диаметр барабана, 1,8- ширина барабана.

Коренная часть двухбарабанных машин состоит из вала с зубчатой муфтой, заклиненного и переставного барабанов. На обечайках нарезаны канавки для каната. Заклиненный барабан крепится к валу при помощи ступицы и болтов, переставной барабан устанавливается на валу на подшипниках. При помощи зубчатого механизма перестановки барабан соединяется с валом и отсоединяется от него.

9. Однобарабанные подъёмные машины.

В установках с однобарабанной машиной барабан обслуживает два каната, причём при свивки с барабана каната опускающегося подъёмного сосуда на его место навивается канат поднимающегося сосуда. Однобарабанная машина по сравнению с двухбарабанной машиной имеет меньшую массу и ширину. Одинарный барабан может быть цельным и разрезным. При цельном барабане регулировать расположение подъёмных сосудов сложнее по сравнению с разрезным.

ЦР-5x3/0,6 ЦР- цилиндрический разрезной барабан, 5- диаметр барабана, 3- ширина барабана, 0,6- ширина переставной части.

Машины в коренной своей части имеют вал, опирающийся на подшипники, заклиненную часть барабана, закреплённую на валу при помощи болтов, переставную часть барабана, опирающегося на роликовые подшипники, с зубчатым механизмом перестановки. Барабан сварной конструкции с внутренними кольцами жёсткости. На обечайке нарезаны канавки для каната. На концах барабана имеются реборды и тормозные ободы.

10. Многоканатные подъёмные установки. Применение. Устройство.

Многоканатные подъемные установки в настоящее время получили широкое распространение на глубоких и сверхглубоких шахтах.

Принцип действия многоканатной установки такой же, как и установки с одноканатным ведущим шкивом трения, но с той разницей, что здесь подъемные сосуды 1 подвешены на нескольких подъемных канатах 2. К подъемным сосудам прикреплены уравновешивающие канаты 3. На башенном копре располагается машина с ведущим шкивом 4. Для соблюдения необходимого расстояния между подъемными сосудами применяют отклоняющие шкивы 5. Коренная часть машин имеет вал 7, опирающийся на роликовые подшипники 8, на который насажен неразъемный сварной канатоведущий барабан Р. Обечайка 4 прикреплена к двум лобовинам 3 и к кольцевым ребрам 6. Лобовины приварены к ступице 2. На лобовины опираются также тормозные обода 5.

Преимущества: возможность подъема со значительных глубин больших грузов; большая безопасность работы; диаметр каждого подъемного каната значительно меньше диаметра каната при одноканатном подъеме, герметизация копра, устраняющая влияние атмосферных факторов на канаты.

Недостатками многоканатных установок являются необходимость в громоздком и дорогостоящем башенном копре; сложность надзора за канатами, навески и смены их; неравномерное распределение нагрузки между подъемными канатами, которое возникает в связи с небольшим различием в диаметрах канатов.

11. Подъёмная машина с бицилиндроконическим барабаном.

В настоящее время на шахтах средней глубины и глубоких шахтах применяют бицилиндроконические барабаны.

Бицилиндроконические барабаны состоят из трёх секций: малого цилиндра, конуса, большого цилиндра, с внешней стороны малого цилиндра прикрепляется тормозной обод. В начале подъёма канат поднимающегося подъёмного сосуда навивается на малый цилиндр, далее на конус и на большой цилиндр. Большой цилиндр обслуживает две ветви каната. Для удобства регулирования каната барабаны изготавливают разрезными у большого основания конуса. Витки трения располагаются на малых цилиндрах, а канат испытания – обычно внутри малых цилиндров на бобинах.

БЦК-8/5x2,7 — бицилиндроконический барабан, 8- диаметр большого барабана, 5- диаметр малого барабана, 2,7- ширина большого барабана. Ширина конической части составляет 1000 мм.

Приводная часть.

Генератор.

12. Расположение подъёмных установок относительно ствола шахты.

Одноканатные и барабанные двухканатные подъёмные машины располагаются в здании на уровне земли, а многоканатные - в машинном зале. В одноканатных установках направляющие шкивы на копре в зависимости от способа размещения подъёмных сосудов в стволе, места расположения здания машины и типа органа навивки канатов могут быть установлены на одной геометрической оси.

1. Высота копра h_ксостоит из: h_в- высота от устья шахты до верхней приёмной площадки; h_с – высота от уровня верхней приёмной площадки до верхнего зажима каната; h_п – высота переподъёма; добавочного расстояния 0,75R_н.ш.

2. Расстояние между осью ствола и осью барабана.

3. Максимальная длина L_c струны, т. е. отрезка каната от направляющего шкива до барабана согласно ПБ не должна превышать 65 м.

4. Угол β между струной каната и её проекцией на горизонтальную плоскость, согласно ПБ должен быть не менее 30^o и не более 50^o.

5. Угол отклонения струны каната α.

13. Подъёмные установки и противовесы.

Подъёмные установки с противовесом применяют в том случае, когда в стволе не могут быть размещены 4 подъёмных сосуда, что бывает при расположении 2-х подъёмных установок в стволе. Одна из этих установок одноклетьевая с противовесом.

Установки с противовесом в последнее время широко применяют при многоканатных подъёмных системах на шахтах, где разработка месторождения ведётся на нескольких горизонтах. Две односкиповые установки с противовесами выгоднее, чем одна двухскиповая, т. К. при этом обеспечивается независимость работы с нескольких горизонтов, устраняется влияние вытяжки и повышается надёжность работы. Противовес, так же как и подъёмный сосуд, с помощью своего каната перемещается в стволе и необходим для уравновешивания собственной массы подъёмного сосуда и части полезного груза. Согласно ПБ подъёмный канат противовеса должен быть одинаковым с подъёмным канатом подъёмного сосуда, и в отношении надзора и испытания к нему предъявляются те же требования, что и к канату сосуда.

14. Пульт управления шахтного подъёма. Функция пульта.

Пульт шахтного подъёма ПШП предназначен для местного и дистанционного управления подъёмными установками. Функциями пульта являются: операции управления разгоном и замедлением подъёмного двигателя и дистанционное управление тормозов при помощи команд-аппаратов; визуальный контроль положения подъёмных сосудов при помощи сельсинных датчиков; визуальный контроль и запись диаграммы скорости подъёма; контроль нагрузки на подъёмный двигатель; отключение подъёмной машины кнопкой в аварийных случаях; сигнализация о наличии напряжения в главных и оперативных цепях; о давлении в тормозной системе; управление вспомогательными приводами. На пульте имеются рукоятки: правая - для управления двигателем подъёмной машины, левая – для управления тормозом. Под ногами машиниста расположены посты аварийной остановки и включения динамического торможения. В центральной части пульта расположены 2 сельсинных указателя глубины, на правой и левой тумбах – измерительные приборы.

15. Тормоз подъемных машин. Основные элементы.

Различают рабочее и предохранительное торможение. Рабочим торможением обеспечивается выполнение заданного режима движения подъёмных сосудов и остановка их в нужном положении. Предохранительное торможение необходимо для предотвращения аварий.

Исполнительный орган тормоза является общим для рабочего и предохранительного торможения и представляет собой тормозные балки с закреплёнными на них пресс-массовыми колодками, действующими на стальные тормозные ободы органа навивки. Подъёмная машина имеет два тормозных обода и на каждый из них действует индивидуальный исполнительный орган. Тормоза бывают с угловым и поступательным перемещением колодок.

Привод тормоза бывает: пружинный гидравлический безгрузовой, пневматический грузовой, пружинный пневматический грузовой и безгрузовой, пневматический грузовой. В привод гидравлического тормоза поступает масло под давлением 0,5-0,8 МПа. В привод пневматического тормоза поступает сжатый воздух от компрессора.

Пружинные гидравлические безгрузовые приводы применяют на малых подъёмных машинах. Пневматические грузовые тормоза применяют на крупных подъёмных машинах, причём установка имеет два привода, каждый из которых действует на свой исполнительный орган.

16. Указатели глубины и скоростемеры.

Указатели глубины, указывающие местонахождение подъемных сосудов в стволе в любой момент подъемной операции, бывают механические и электрические.

Механические указатели глубины непосредственно связаны с валом подъемной машины. Через приводной вал и систему зубчатых передач указателя глубины вращение передается от коренного вала двум вертикальным винтам с установленными на них гайками. При этом стрелки, укрепленные на гайках, указывают на шкале место нахождения сосудов в стволе. Механические указатели глубины не обеспечивают точных показаний и потому в настоящее время они не изготавливаются.

Электрические указатели глубины не имеют механической связи с коренным валом. Они обеспечивают высокую точность определения места нахождения сосуда в стволе. Применение получили сельсинные указатели глубины, устанавливаемые на пульте управления.

Скоростемеры бывают механические, имеющие непосредственную связь с коренным валом подъемной машины, и электрические, не имеющие такой связи.

Механические ртутно-поплавковые скоростемеры СШ-1. От коренного вала подъемной машины через ременную передачу приводится во вращение система трех сообщающихся между собой трубок, в которых помещена ртуть. Центробежными силами ртуть вытесняется из средней трубки в крайние. При этом поплавок, находящийся в средней трубке, через систему рычагов приводит в движение стрелку прибора и перо записывающего устройства. Последнее вычерчивает на бумаге диаграмму скорости подъема. Скоростемеры СШ-1 недостаточно чувствительны к малым скоростям, имеют ненадежную ременную передачу. На пультах управления современных подъемных машин устанавливают электрические скоростемеры, в качестве которых применяют самопишущие вольтметры. Вольтметр получает питание от измерительного тахогенератора. Так как тахогенератор вращается от коренного вала подъемной машины, его выходная э.д.с. пропорциональна действительной скорости подъема. Поэтому шкала вольтметра отградуирована в м/с.

17. Эксплуатация подъёмных машин.

Здание одноканатных подъёмных машин имеет зал и подвал. Машинный зал многоканатных установок располагают на копре. В машинном зале располагаются органы навивки, редуктор, двигатель, пульт шахтного подъёма, реверсор, в подвале – роторную магнитную станцию, ящики сопротивления, аккумуляторные батареи аварийного освещения. В здании должно быть рабочее и аварийное освещения. Подъёмная установка находится в ведении главного механика шахты. Планово-предупредительные осмотры и ремонты представляют собой систему периодически повторяющихся мероприятий по проведению запланированных по времени профилактических работ по осмотру, уходу, надзору с устранением неисправностей, а также ревизий и ремонтов, восстанавливающихся работоспособность оборудования установки. Для подъёмных установок приняты следующие виды осмотров: ежесменный, ежесуточный осмотры. Текущий ремонт производят еженедельно бригадой по осмотру и ремонту подъёмной установки под руководством механика подъёма. Капитальный ремонт из-за сложности работ предусматривает остановку подъёма на длительное время по графику, составленному главным механиком ПО.