篇第五章礦井提升運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)(編輯修改稿)
2025-06-17 22:28 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 aaa111 ??(531) ? 加速終了時(shí)的加速度為零 。 加速階段的速度 v可表示如下： 上式為拋物線方程 。 2111 2 ttataadtv ??? ? (532) ? 圖 53所示為罐籠采用加速階段速度按拋物線變化的速度圖 。 如圖所示， t=t1時(shí)， v=vm，由式 (529) 可得： 1121111122avtttatavmm???解上式得：(533) 12211211111113121211134)2(3131:345,62)2(avavatahhhhttttatadtttaav d thhmm???????????? ?）可求出由式（時(shí)，當(dāng)?shù)谋磉_(dá)式為：加速階段(534) (535) 比較式 (529)與式 (533)可知 ， 若具有相同的 vm及 a1,拋物線速度圖的加速時(shí)間是梯形速度圖加速時(shí)間的兩倍 。 對(duì)于 交流拖動(dòng) 的提升設(shè)備 ， 加速時(shí)間的增加必然使附加電能損耗增大 ，因此 不宜采用拋物線速度圖 ， 對(duì)于 直流拖動(dòng) 的提升設(shè)備 ， 加速階段是改變電動(dòng)機(jī)外供電壓來(lái)調(diào)速的 ， 故無(wú)附加電阻損耗 。只要能夠完成生產(chǎn)任務(wù) ， 任何一種速度圖均可使用 。 對(duì)于 多繩摩擦提升設(shè)備 ， 為了減小沖擊力矩和尖鋒負(fù)荷 ， 加速階段速度 采用拋物線速度圖較為有利 。 112avt m?11avt m? 六 、 提升電動(dòng)機(jī)的預(yù)選 為了對(duì)提升設(shè)備進(jìn)行動(dòng)力學(xué)計(jì)算 ， 必須預(yù)選電動(dòng)機(jī) ， 以便計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的變位質(zhì)量 。預(yù)選電動(dòng)機(jī)必須滿足 功率 、 轉(zhuǎn)速和電壓 三方面的要求： (一 )電動(dòng)機(jī)功率可用下式估算： ??jmKQ gvP1 0 00? 式中： P為預(yù)選電動(dòng)機(jī)的容量， kw； ρ為動(dòng)力系數(shù)，箕斗提升，取 ρ=～ ；罐籠提升， ρ=； ηj為減速器傳動(dòng)效率，一般取 ηj=。 (536) P,ne,U (二 )電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定 據(jù)式 (51)可得到： 式中： ne為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速 ， r/min。 (三 )確定預(yù)選電動(dòng)機(jī)的電壓 ? 由礦井具體條件確定。 ? 根據(jù)上述三個(gè)方面，在電動(dòng)機(jī)規(guī)格表中選用所需的電動(dòng)機(jī)。 Dvin me ???? 60 (537) 圖 54所示是提升系統(tǒng)示意圖 。 提升電動(dòng)機(jī)必須給出恰當(dāng)?shù)耐蟿?dòng)力 ， 系統(tǒng)才能以設(shè)計(jì)速度圖運(yùn)轉(zhuǎn) 。 上節(jié)研究的速度及加速度代表著提升容器 、 鋼絲繩的速度和加速度 ， 也就是卷筒圓周處的線速度和線加速度 。 為此 ， 研究電動(dòng)機(jī)作用在卷筒圓周處的拖動(dòng)力 ， 將使問題較為簡(jiǎn)便 。 第二節(jié) 礦井提升動(dòng)力學(xué) 討論每一階段電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)力 為什么研究卷筒圓周上的拖動(dòng)力 ? 卸載位置 裝載位置 ? 電動(dòng)機(jī)作用在卷筒圓周處的拖動(dòng)力 F， 應(yīng)能克服提升系統(tǒng)的靜阻力和慣性力 。 表達(dá)式為： 式中： Fd為提升系統(tǒng)所有各運(yùn)動(dòng)部分作用在卷筒圓周處的慣性力之和 ,N。 ? 慣性力可寫成下面形式： dj FFF ?? (538) ?? maF d(539) 式中 :∑m為提升系統(tǒng)所有運(yùn)動(dòng)部分變位到卷筒圓周處的總變位質(zhì)量 ， kg， a為卷筒圓周處的線加速度 , m/s2 。 將式 (539)代入式 (538)， 得： ? 上式即為提升設(shè)備的動(dòng)力方程式 。 ??? maFF j (540) 一 、 提升系統(tǒng)靜阻力 Fj 提升系統(tǒng)靜阻力 是由容器內(nèi)有益載荷 、容器自重 、 鋼絲繩重以及礦井阻力等組成的 。 礦井阻力 是指提升容器在井筒中運(yùn)行時(shí) ， 氣流對(duì)容器的阻力 、 容器罐耳與罐道的摩擦阻力 以及 提升機(jī)卷筒 、 天輪的軸承阻力 等 。 ? 參考圖 54，若近似地認(rèn)為井口車場(chǎng)至天輪的鋼絲繩重力等于鋼絲繩繩弦的重力，靜阻力 Fj應(yīng)等于兩根鋼絲繩的靜拉力差。即： 式中： Fs為上升端鋼絲繩的靜拉力； Fx為下放端鋼絲繩的靜拉力。 xs FFF ??(541) ? 由圖 54可以看出，提升過程任一瞬間的 Fs應(yīng)為： 而下放端鋼絲繩靜拉力 Fx應(yīng)為： 式中： Q為一次提升量； Qz為容器質(zhì)量；P為鋼絲繩單位長(zhǎng)度的重力； Q為尾繩單位長(zhǎng)度的重力； H為提升高度； x為自提升開始至研究瞬間的距離； Hw為井底車場(chǎng)至尾環(huán)底部的距離； ωs為上升側(cè)礦井阻力；ωx為下放側(cè)礦井阻力。 swzs HxqxHpggF ???????? )()(xwzx HxHqpxgQF ??????? )( 將式 (540)， (541)均代入式 (539)， 得 ： 上式中 ， 仔細(xì)計(jì)算礦井阻力 (ωs+ωx)比較困難 。 在生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中 ， 均認(rèn)為礦井阻力是常數(shù) ,并以一次提升量 Q的百分?jǐn)?shù)表示 。 這時(shí)有： 式中： ξ為礦井阻力占 Q值的百分?jǐn)?shù) 。 QgxHqpQgF j ?????? )2)((swzs HxqxHpggF ???????? )()( xwzx HxHqpxgQF ??????? )( 將上式 Q與 ξ Q合并，并令 (1+ξ )Q=kQ，則 Fj可如下計(jì)算： 式中： k為礦井阻力系數(shù)，罐籠提升 k=；箕斗提升 k=。 ? 分析式 (546)可以看出， Fj與 x是線性關(guān)系。對(duì)于無(wú)尾繩 (q=0)的靜力不平衡提升系統(tǒng)， Fjx呈下斜直線，如圖 55中線段 I所示： )2)(( xHqpk Q gF j ???? (546) 若提升系統(tǒng)選用q=p的等重尾繩，則Fj x為水平直線，如圖 55中線段 Ⅱ 所示；若提升系統(tǒng)所用尾繩的 qp，形成重尾繩時(shí)，則 Fj x為上斜直線，如圖55中線段 Ⅲ 所示。 ? 當(dāng)選用 q=0的靜力不平衡提升系統(tǒng)時(shí) ， 提升開始時(shí)的 Fj最大 。 若礦井很深 ， H的增大也導(dǎo)致 p值增大 ，這時(shí)提升開始所需 拖動(dòng)力必定很大 ， 只
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