篇第五章礦井提升運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)(已改無(wú)錯(cuò)字)
2023-06-24 22:28:18 本頁(yè)面
【正文】 能選擇大容量的電動(dòng)機(jī) 。 但在提升接近終了時(shí) ， 由于 Fj很小 ，再計(jì)入慣性力 ， 提升機(jī)必須產(chǎn)生 較大的制動(dòng)力矩才能安全停車 。 這是靜力不平衡提升系統(tǒng)的缺點(diǎn) 。 但不用尾繩 ， 將使 系統(tǒng)簡(jiǎn)單且降低設(shè)備費(fèi) 。 我國(guó)中等深度的礦井和淺井都采用這種系統(tǒng) 。 這時(shí) ， 采用纏繞式提升機(jī) 。 無(wú)尾繩系統(tǒng)的特點(diǎn) ? 目前 ， 大產(chǎn)量或較深礦井均優(yōu)先選擇多繩摩擦提升系統(tǒng) 。 為了防止摩擦提升機(jī)與提升鋼絲繩產(chǎn)生滑動(dòng) ， 均帶有尾繩 ， 同時(shí)克服了靜力不平衡系統(tǒng)的缺點(diǎn) 。 ? 選擇 多繩摩擦提升系統(tǒng) 時(shí) ， 應(yīng)優(yōu)先考慮選用 q=p的系統(tǒng) ， 有特殊需要時(shí)才選用重尾繩系統(tǒng) 。 ?尾繩 一般多選用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩或扁鋼絲繩。利用懸掛裝置，將尾繩兩端分別接在兩個(gè)容器的底部。為了防止尾繩扭結(jié)，可在繩環(huán)處安裝擋板或擋梁。 二 、 變位質(zhì)量 m ? 提升系統(tǒng)運(yùn)行時(shí) ， 一些設(shè)備做直線運(yùn)動(dòng) ， 一些設(shè)備做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 。 ? 做直線運(yùn)動(dòng)的設(shè)備 是：提升容器 、 容器內(nèi)有益載荷 、 提升鋼絲繩和尾繩 。 它們運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度就是卷筒圓周處的加速度 。 因此 ， 這些部分 無(wú)需變位 。 ? 做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的設(shè)備 有：天輪 、 提升機(jī)中的卷筒及減速器齒輪 、 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子等 。 它們 需要變位 。 下面以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子為例 ， 分析變位原則及計(jì)算方法 。 由理論力學(xué)得知。反映旋轉(zhuǎn)物體慣性的是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J。設(shè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 Jd，旋轉(zhuǎn)角速度為ωd，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，具有的動(dòng)能 Ej應(yīng)為： 21 21ddJE ??? (547) 參考圖 56，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可表示成 : 式中： md為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量； r為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)半徑 ， 即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ， 質(zhì)量集中點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)軸的距離 。 2rmJ dd ?? (548) ? 由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度 、 角加速度與提升機(jī)卷筒的角速度 、 角加速度不同 ， 因此 ， 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)半徑 r處的線加速度肯定不等于卷筒圓周處的已知線加速度 a1。 設(shè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量變位至卷筒圓周后以md′表示 ， 則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位后的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jd′應(yīng)為： 式中： Md為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量； R為卷筒半徑 。 2RmJdd ????(549) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位后的動(dòng)能 E2應(yīng)為： 式中： wd為卷筒角速度 。 ? 正確的變位原則應(yīng)該保持變位前后動(dòng)能相等 。 令式 (547)等于式 (550)， 且將式 (548)代入式 (547)， 式(549)代入式 (550)， 整理后得出： 22 21 ????dJE222)( ?? ddd R rmm ???(550) (551) 22222121 ???? ?????????dddddd JJJJ變形一下 將上式質(zhì)量改為重力，半徑改為直徑，得出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位重力為： 式中： Gd為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)于的變位重力， N； (GD2)d為電動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)力矩， Nm2； D為卷筒直徑， m； i為減速比。 ?在利用式 (552)計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的變位重力 Gd時(shí) ，必須已知 (GD2)d。 因此 ， 必須預(yù)選電動(dòng)機(jī) 。 222 )(iDGDG dd ?(552) ?提升系統(tǒng)其他旋轉(zhuǎn)部分的變位質(zhì)量雖也可以利用上述方法計(jì)算 ， 但提升機(jī)制造廠 、天輪制造廠都已給出這些設(shè)備變位到卷筒圓周處的變位重力或變位質(zhì)量 。 ?提升設(shè)備總變位質(zhì)量 ， 若以變位重力 G表示時(shí) ， 應(yīng)寫成 : gGm ??對(duì)于纏繞式提升設(shè)備，變位重力 G應(yīng)為： 式中： Gj為提升機(jī)全部旋轉(zhuǎn)部分變位到卷 筒圓周處的變位重力 (包括減速器 )； Gt為每個(gè)天輪變位至卷筒圓周處的變位重力， N； Lp為一根提升鋼絲繩全長(zhǎng) 。Lq為尾繩全長(zhǎng)， m。 dtjpz GGGpLggG ?????? 222(564) ? Lp可用下式求出： 式中： Hc為鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度， m； Dt為天輪直徑， m； Lx為鋼絲繩弦長(zhǎng)， m； (3+n′)為摩擦圈及多層纏繞時(shí)錯(cuò)繩用的鋼絲繩圈數(shù)； 30為鋼絲繩試驗(yàn)長(zhǎng)度， m。 30)3(21 ??????? DnLDHL xtcp ??(555) ? Lq可根據(jù)下式計(jì)算： 式中： H為提升高度， m； Hw為井底裝載位置至尾繩環(huán)處的距離， m。 式中： Hg為容器過(guò)卷距離， m；為尾繩環(huán)高度，常令 Hh=， S為兩提升容器中心距， m。 wq HHL 2??hgw HHH ??(556) (557) ? 多繩摩擦提升系統(tǒng)需要計(jì)算變位質(zhì)量∑ m時(shí)，不應(yīng)隨意利用以上各式，必須根據(jù)多繩摩擦提升的布置方式 (塔式或落地式 )、有無(wú)導(dǎo)向輪、主繩和尾繩根數(shù)及長(zhǎng)度等具體情況決定。 第三節(jié) 提升設(shè)備所需拖動(dòng)力的變化規(guī)律及計(jì)算 一 、 箕斗提升設(shè)備所需拖動(dòng)力的變化規(guī)律及計(jì)算 以加速度為常量且不帶尾繩的系統(tǒng)為例 ，分析拖動(dòng)力的變化規(guī)律及計(jì)算 。 令靜阻力公式 (546)中的 q＝ O， 然后代入式 (540)中 ， 得出這種系統(tǒng)的動(dòng)力方程式為： ????? maxHpk Q gF )2((558) ????? maxHpk Q gF )2()2)(( xHqpk Q gF j ????dj FFF ???? maFd? 箕斗各運(yùn)轉(zhuǎn)階段， x與 t的關(guān)系式不完全一樣，故分段研究。 ? 初加速階段： a=a0 上式前兩項(xiàng)為 Fj的變化規(guī)律。由于這一階段 xt為非線性關(guān)系 t故 F0t為一凸度不大的曲線，可近似看成直線，且靜阻力線與拖動(dòng)力線平行。 ????????00020)2(02/maxHpk Q gFtttax?主加速階段： ?等速階段： ?減速階段： )222(00102210tvhhHpk Q gFtttvhhxamm???????????)2222(00432104443210tvhhhhHpk Q gFtttvhhhhxa???????????????
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