Канатный подъемник

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к карьерным и шахтным подъемным установкам. Сущность изобретения: начальный участок направляющих 3 и 4, по которым перемещаются сосуды 1 и 2, выполнен из нескольких прямолинейных участков 8, 9. Количество участков 8, 9 равно числу периодов неустановившегося движения. Для каждого периода ускорение является величиной постоянной. Угол наклона каждого указанного участка меньше угла наклона участка с установившимся режимом и определяется по приведенной формуле. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к карьерным и шахтным подъемным установкам.

Известен канатный подъемник, содержащий подъемную машину, связанную подъемными канатами с установленными на направляющих сосудами. Направляющие по всей длине выполнены с вогнутым профилем с уменьшением угла наклона сверху вниз. Однако недостаточное динамическое уравновешивание системы ведет к увеличенным затратам энергии, увеличению материалоемкости и стоимости.

На фиг. 1 изображен канатный подъемник; на фиг. 2 - расчетная схема.

В качестве конкретного примера взят канатный подъемник с пятипериодной диаграммой скорости (два неустановившихся периода движения подъемного сосуда в начале пути) и с постоянным значением ускорения в течение одного периода. Угол α - угол наклона направляющих подъемных сосудов на участке установившегося движения. Углы β₁ и β₂ - углы наклона участков, соответствующих периодам неустановившегося движения подъемных сосудов. На фиг. 2 пунктиром показано положение 3 и 4 направляющих 3 и 4 для случая, когда направляющие имеют один и тот же угол наклона. l' - длина участка, соответствующего периоду установившегося движения сосуда и имеющего угол наклона α . Участки, соответствующие двум периодам неустановившегося движения, имеют длины l₁и l₂ и углы наклона β₁ и β₂. Причем L= l' + l₁ + l₂. Буквой l обозначено расстояние подъемного сосуда в рассматриваемый момент времени от конечной точки подъема, причем l принята равной сумме l' + l₂, т. е. длина подъемного каната в обеих схемах в рассматриваемый момент времени принята одинаковой.

Канатный подъемник содержит сосуды 1 и 2, установленные на направляющих 3 и 4 и соединенные с помощью подъемных канатов 5 и 6 с барабанами 7 подъемной машины. Нижняя часть направляющих 3 и 4 имеет два участка 8 и 9, установленных к горизонту под углом β₁ и β₂.

Работает канатный подъемник следующим образом. После загрузки подъемного сосуда 1 (в это время подъемный сосуд 2 уже разгрузился) включается привод подъемной машины и ее барабаны 7 начинают вращаться, навивая канат 5 и свивая канат 6. При этом скорость сосудов и всей подъемной системы начинает возрастать от нуля с ускорением a₁, установленным кинематическим расчетом для первого периода неустановившегося движения. Наличие ускорения обуславливает действие на подъемную систему помимо статической динамической нагрузки. Расположение сосуда 1 на участке 8 направляющих, угол наклона β₁ которых меньше, чем угол α₁ , соответствующего периоду установившегося движения снижает натяжение подъемного каната 5, а значит и величину статического усилия. Во втором периоде неустановившегося движения при действии ускорения a₂, которое больше ускорения а₁, инерционная нагрузка (динамическое усилие) будет больше, чем инерционная нагрузка первого периода. Поэтому β₂ меньше β₁. В результате натяжения подъемного каната 5 становится меньше. Снижение статического усилия дает возможность поддерживать движущее усилие подъемной системы на одном уровне.

Если бы поднимающийся сосуд 1', находясь на направляющих 3', двигался с постоянной скоростью (а= 0), то в подъемной системе отсутствовали бы инерционные нагрузки. А статическая нагрузка F'_cтопределилась бы из выражения.

F'_ст= S_ст.п-S_ст.o= = g(G_гр+G_c+pl)sinα- -g[G_c+p(L-l)] ˙sinα, (1) где S'_ст.п - статическое натяжение подъемного каната 5; S'_ст.о - статическое натяжение каната 6; l - расстояние от скипа 1' до конечной точки подъема; L- наклонная высота подъема.

Для компенсации инерционной нагрузки в период неустановившегося режима необходимо уменьшить статическое усилие. В начале второго участка длиной l₂ и углом наклона β₂ при постоянном ускорении а₂ движущее усилие будет равно F_дв= g(G_гр+G_c+pl₂)x xsinβ₂+gpl'˙sinα- -g[G_c+p(L-l)] sinα+ +m_пр˙a₂ (2) Приравнивая выражения (1) и (2) получают уравнения для определения угла β₂ . В общем случае при n периодах неустановившегося движения в начальной стадии подъема угол наклона "К"-го участка β_к= arcsin Таким образом, при расчете углов β сначала определяется угол наклона участка, прилегающего непосредственно к участку установившегося движения, а затем каждого последующего по направлению вниз. (56) Авторское свидетельство СССР N 990628, кл. В 66 В 15/00, 1980.

Формула изобретения

1. КАНАТНЫЙ ПОДЪЕМНИК, содержащий подъемную машину, связанную подъемными канатами с установленными на направляющих сосудами, отличающийся тем, что нижняя часть направляющих состоит из нескольких прямолинейных участков, количество которых равно числу периодов неустановившегося движения, для каждого из которых ускорение является величиной постоянной, а угол наклона каждого прямолинейного участка меньше угла наклона участка с установившимся режимом.

2. Подъемник по п. 1, отличающийся тем, что угол наклона прямолинейного участка β_к определяется следующей зависимостью:
β_к= arcsin /
где g - ускорение свободного падения, м/с²;
G_гр - масса полезного груза в подъемном сосуде, кг;
G_с - масса подъемного сосуда, кг;
P - линейная масса подъемного каната, кг;
к - порядковый номер рассматриваемого участка;
α - угол наклона участка, соответствующего периоду установившегося движения, град;
n - число участков неустановившегося движения;
l_i - длина i-го участка направляющих, м;
β_i - угол наклона прямолинейного участка, град;
m_пр - приведенная к окружности барабана подъемной машины масса подъемной системы, кг;
a_k - значение ускорения в к-м периоде неустановившегося движения, м/с².

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2