автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Исследование и обоснование рациональных параметров бобинной подъемной машины с ведущими шкивами трения и резинотросовым тяговым органом

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УССР

ДНЕПРОПЕТРОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ ИМ.АРТЕМА

На правах рукописи

ПОЛУШИНА Марина Витальевна

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ БОБИННОЙ ПОДЪЕМНОЙ МАШИНЫ С ВЕДУ1ЦИМИ Ш1ШВАМИ ТРЕНШ И РЕЗИН0ТР0С0ВЫМ ТЯГОВЫМ ОРГАНОМ

Специальности:

05.05.06 - "Горные машины" 01.02.06 - "Динамика, прочность машин, приборов й аппаратуры"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Днепропетровск - 1990

>

1'иоота. выполнена на кафедре строительной и теоретической механики Днепропетровского ордена Трудового Красного Знамени горного института им. Артема

доктор технических наук, профессор КОЛОСОВ Л.В.

доктор технических наук, профессор ГАРКУША Н.Г.

1

кандидат технических наук РОЙЗЕН В.В.

Всесоюзный научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения производственного объединения "Ново-Краматорский машиностроительный завод" (ВНИИтякмаш ПО НКМЗ)

Защита состоится НОЛ£>/>& 1990 г. в (4 час. 30 Лии

на заседании специализированного совета К 068.08.04 в Днепропет-роьском горной институте им. Артема (320600, ГСП, г.Днепропетровск-14 нр. Карла Маркса, 19),

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института Автореферат разослан н ^ " О^'З^Я- 1990 г.

Учоний секретарь специализированного совета цоктор технических наук,

профессор

Научный руководитель

ОфиЦ1 лыше оппоненты:

Поцущее предприятие

, 1V,

В.В.МИШИН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие горнодобывающей промышленности идет в направлении увеличения производительности и глубин разработки месторождений, что обуславливает повышение требования к транспортным средствам доставки горной массы на поверхность. В настоящее время в области карьерного транспорта стоит проблема создания новых высокопроизводительно наклонных подъемников с полезной грузоподъемностью 80-120 т для отработки месторождений на глубине 300-500 м. Существующие подъемные малшны не могут обеспечить такой грузоподъемности. Вследствие этого ПО "Ново-Крал'тгор-ский машиностроительный завод" (ПО НКМЗ) и Днепропетровский горный институт (ДГИ) предло .или новую бобкннуга подъемную машину с ведущими шкивами трения (далее ШБШ)и резинотросовнки подъемными канатами (далее РТК). Преимуществами подъемной машины ШБШ для наклонной трассы подъема являются: удобство компоновки, большая грузоподъемность (80-120 т), уравновешенность, относительно маляя металлоемкость, использование быстроходного природа.

Решение указанной проблемы выполнено в соответствии с региональной комплексно-целевой программой "Руда" на I98I-I985 гг., координационным планом Минвуза СССР (приказ № 790 от 31 июня 1981 г.) по теме "Создать скиповые подъемные установки с резино-тросовым тяговым органом производительностью до 20 млн. тонн в год", постановлением Совмина УССР № 173 по теме "Разработать и освоить технологию открытой добычи железных руд Южного промрайона Кривбасса с использованием лент очных и скиповы,. подъемников".

Целью работы является обоснование рациональных параметров новых бобинных подъемных малин с ведущими шкивами трения и резино-тросовым тяговым органом и разработка методики их расчета.

Идея работы состоит в том, что рациональные параметры подъёмной машины установлены на основе" исследования особенностей механики двухприводной подъемной установки с бобинным уравновешивающим устройством, динамики подъемной установки как упругой системы с распределенными и сосредоточенными параметрами с учетом податливости тела намотки РТК.

Защищаемые научные положения, их новизна.

Положения. Оценка возможности скольжения канатов по приводным шкивам подъемной машины МПБШ производится для шкива в поднимающейся ветви в период торможения подъемной машины при

спуске груза.

Характер динамических процессов в канатах подъемной машины ЫБШ определяется местом приложения тормозных усилий (бобина, ведущие шкивы), распределением общего тормозного усилия между модулями тормоза, расположенными на бобине и шкивах, жесткостью тела намотки ГОС.

Определение местности тела намотки РТК произво,,дтся при использовании линейной сдвиговой модели напряженно-деформированного состоянии тела намотки, поскольку радиальные перемещения пренебрег"!« малы по сравнению с окружными.

Результат!!. Разработана математическая модель процесса предохранительного торможения подъемной машины МПБШ как упругой системы с сосредоточенными и распределенными параметрами, особенность которой состоит в учете податливости тела намотки РТК и в приложении тормозных усилий к бобине и ведущим шкивам.

Установлено, что условия нерасслабления канатов и непревы-иения пер^лодьема при предохранительном торможении обеспечивают две схемы расположения модулей тормоза: I) на бобине; 2) на бо-'ине и ведущих шкивах трения, для которых определены рациональные параметры тормоза.

Установлены закономерности влияния места расположения модулей тормоза на динамику канатов. Наименьшие динамические усилия соответствуют схемо расположения модулей тормоза на ведущих шкивах и бобине при кпатности тормозного момента на бобине в пределах от I до 2.

Разработана математическая модель налряженно-деформирован-пого состояния тела намотки РТК, как регулярной многослойной среды, на основании анализа которой установлено, что жесткость тела намотки РТК с точностью до 18% описывается моделью резино-мет; .¡лического шарнира при кручении.

Обоснован режим управления приводом подъемной машины ШБШ, соответствующий минимуму мощности привода, при котором выдерживается постоянной скорость движения сосуда со стороны большего радиуса навивки каната на бобину и равенство моментов двигателей.

Полутена формула для определения минимально необходимого .угла обхвата шкива канатом из условия нескольжения канатов. Установлено, что для реальных случаев практики его значение нахо-дн1ся в пределах от 95° до 160° и конструктивно реализуется взаимном расположением шкивов и бобины.

Обоснованность и достоверность научных положений и результатов. Основные научные положения и результаты диссертации получены на основе фундаментальных положении и методов теоретической механики, теории упругости, динамики машин. Достоверность результатов подтверждается экспериментальными исследованиями, проведенными на модели подъемной машины МПБШ с применением апробированных методов измерений и стандартной аппаратуры, удовлетворительной сходимостью теоретических и экспериментальных результатов (расхождение не превышает 12-18%).

Научное значение работы заключается: а получении закономерностей влияния жесткости тела намотки РТК, места расположения модулей тормоза и его параметров на динамические процессы в канатах в режиме предохранительного торможения подъемной машины типа МПБШ; в разработке линейной сдвиговой модели напряженно-деформированного состояния тела намотки РТК, позволяющей определить его жесткость; в обосновании режима управления двухдвигательным приводом подъемной установки с бобшшым уравновешивающим устройством.

Практическая ценность работы состоит в разработке методических рекомендаций по обоснованию рациональных геометрических размеров, схемы компоновки, рациональных параметров тормоза подъемной машины МПБШ. • ■

Реализация результатов работы. Методические рекомендации по выбору рациональных параметров бобинной подъемной машины с веду -щими шкивами трения,и РТК использованы ПО НКНЗ при выполнении технической и рабочей документации подъемной машины МПБИ-30, институтом "Кривбассгтроект" при выполнении ТЭР целесообразности применения большегрузны* скиповых подъемников для отработки глубоких горизонтов карьера Полтавского ГОКа, институтом ВНИПИокеанмащ при составлении ТЭО добычного комплекса полиметаллических сульфидов со дна Мирового океана. Годовой экономический эффект от применения подъемной машины МПБШ-30 в подземных условиях на второй ступени подъема составит около 900 тыс. руб.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на республиканской научно-технической конференции "Молодке ученые - прогрессу п области разработки высокоэффективных технологий, средств механизации и автоматизации добычи и переработки полезных ископаемых" (г. Днепропетровск, 1934 р.), на республиканской научно-технической конференции по вопросам развития стационарных установок угольных -лахт (г. Донецк, 1988 г.),

на Х1У республиканской конференции "Проблема прочности и надек-нисти стальных к; 1атов" (г. Одесса, 1989 г.), на Всесоюзной научно-техническом семинаре "Перспективы создания и применения наклонных подъемников для глубоких карьеров" (г. СиСай, 1939 г.), на научно-техническом совете в институте "Кривбасспроект" (1989 г.), на научном семинаре Днепропетровского горного института (1982 г., Г985 г.).

Публикации■ Ио теме диссертации опубликованы 6 печатных

p<lL JT.

Оо'ъем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и заключения, изложенных на 168 страницах машинописного текста и содержит 50 рисунков, 5 таблиц, список использованной "итераторы га35 наименований и 10 приложений.

Модель бобинной подъемной машины с ведущими шкивами трения и [ТК разработана и изготовлен автором- совместно с мл.н.с.O.fi.Чернышом.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе выполнен анализ технических возможностей существующих подъемных установок и перспектив создания высокопроизводительных наклонных карьерных подъемников, поставлены задачи исследований. Эффективность применения большегрузных наклонных скипоеых и автомобихьно-клетьевых подъемников грузоподъемностью 80-120 т обоснована в работах М.Г.Новожилова, В.С.Хохрякова, Л.А.Сорокина, В.В.Ройэена, Ю.А.Дриженко, А.Г.Сисина и др.авторов.

Существующие в настоящее время барабанные карьерные подъемники имеют предельную грузоподъемность 40 т. Увеличение количества подъемных канатов не u44ieKTl!Bi10» так как приводит к чрезмерному увеличению габаритов и металлоемкости машины. По расчетам институтов' ВНИИтяжмаш ПО НКМЗ,"Кривбасспроект" и ДГИ, а также ученых" Н.Г.Гаркуши, Л.В.Колосова, В.Б.Ройзена, К.С.Заболотного среди известных технических решений в области наклонного карьерного подъемника грузоподъемностью иО-120 т наилучшие технико-экономичоские показатели имеют бобинные подъемные установки с РШ, которые отличаются статической уравновешенностио, удобством компоновки, не-олльшими габаритно-массовыми характеристиками. Недостатком их яв-ляател тихоходный дорогостоящий элекаропривод. Причем, для. подъемных установок грузоподъемностью ПО 1 и выше требуются двигатели едиыыного изготовления, что еще более удорожает стоимость привода.

С целью снижения стоимости двигателей ПО Н1Ю г ДШ п[ и участии автора предложена бсбшшая подъемная машина с ведущими шкиЕами трения и резинотросовым тяговым органон (МШИ), схема которой приведена на рис.1. Вследствие того, что двигатели установлены на ведущих шкивах трения,радиус которых л 2-3 раза меньше среднего радиуса навивки ленты на бобине,частота вращения двигателей в 2-3 раза выше, чей для бобшшоН подъемно!} ма-ишш. Применение более быстроходных двигателей приводят к унень-сению капитадып« затрат на привод на 200-500 тыс..руб. в зег-и-симости от грузоподъемности.

Рис. I. Схема бобинной подъемной установки с ведущими шкивам!

трения на вертикальной (а) и на наклонней (б) трассах подъема:

1,6- шкивы трения; 2, 6 - двигатели, 3- блок бобин, 4 - тормоз

Предлагаемая подъемная машина ЫПШ имеет ряд отличительных особенностей: наличие двух приводных шкивов трения,соединенных бобннннм органом намотки ГИ; податливость тела намотки.Вследствие гнтого в рубите поставлены задачи по обосновании

в

¡.ьоогосиособности подъемной машины Ш1Ш в различных режимах работы, ее рациональных параметров и технико-зконошческой эффек- , тиьностп.

Во ьтотюИ главе обоснованы режим управления приводом и рациональное значение начального радиуса бобины, а также установлены условия иескольжошш канатов по приводным шкивам.

Задача определения рационального режима управления приводом аа:--вдается ь ьыборо тахограммы подъема и диаграммы вращающих мо-ж'нтов двигателей, соответствующих наименьшей мощности двигателей при заданной производительности подъемной установки.

В результате анализа различных видов тахограмм подъема, варьирования кинематическими и конструктивными параметрами установлено, иго минимум мощности привода достигается при: тахограше подъема с постоянной скоростью движения сосуда, соответствующего большецу радиусу навивки, и значении ускорения разгона / 0,8 м/с*"; загрузке двигателей одинаковыми моментами в течение всего цикла подъема-спуска; значении начального радиуса навивки /?н , принятого пз условия статического уравновешивания подъемной установки.

Наиболее опасными в отношении скольжения канатов являются ре,¿им разгона при подъеме груза и режим торможения при спуске гру-' за. В режиме'предохранительного торможения проскальзывание канатов не опасно, так как канаты жестко закреплены на бобине, которая надежно удерживается тормозом.

Услоь.ш нескольжения канатов определяли, используя критерий , Эйлера. В результате получена зависимость критического ускорения ■' • подьоыной установки от ее конструктивных параметров.При варьирова-* нпи значениями параметров подъема установлено, что наихудший расчетный случай для проверки условий нескольжения канатов соответствует положению груженого сосуда у нижней приемной площадки.При подьеме груза возможно скольжение каната относительно шкива в опускающейся ветви, при спуске груза - в поднимающейся ветви.Получена формула для определения значения минимально необходимого угла обхвата шкива канатом $ппп , который обеспечивает отсутствие скольжения канатов при превышении проектного ускорения на

Г2 -1,25^Шм

Ртт = 4

где / - ускорение разгона при подъеме груза или торможения при спуске груза; /?к - конечный радиус навивки ленты на бобине; ГПар- масса подъемной установки, приведенная к радиусу шкива трения в груженой ветви; 1Т1ш - масса шкива трения,приведенная к его радиусу; /Т?м - масса скипа; Р<, Ра - статические натяжения каната в груженой и порожней ветвях; / - коэффициент трения каната о футеровку пкива.

В результате исследований установлено, что для любых условий подъема угол обхвата_0тш конструктивно может быть обеспечен взаимным расположением шкива и бобины.

В третьей главе решена задача определения жесткости тела намотки РТК при нагружении силой, приложенной к свободному концу каната.

При построении расчетной схемы тела намотки РТК приняты следующие допущения: реальная конструкция тела намотки (рис.2>а) заменяется регулярной многослоистой средой (рис.2,б), которая образована намоткой плоскослоистого материала, состоящего из жесткого (трос) и мягкого ( резиновая матрица) слоев; материал работает в области линейных деформаций, так как диапазон изменения натяжений сравнительно небольшой и, как показали экспериментальные исследования, скольжение между витками отсутствует; тело находится в плоском напряженном состоянии,при котором значение жесткости принимает наименьшее значение.

Анализ напряженно-деформированного состояния выполняли '.ето- • дом конечных элементов. При этом получено, что радиальные перемещения пренебрежимо малы по сравнению с окружными.

На основании "того вывода обоснована более простая сдвиговая модель напряженно-деформированного состояния тела намотки РТК, расчетная схема которой представлена на рис.2,в .Для сдвиговой модели приняты следующие допущения: жесткие слои бесконечно тонкие, работают только на растяжонне-сжатие и не обладают изгибной жесткостью; в мягких слоях учитывается только угловое перемещение и принимается линейный закон изменения угла поворота по толщине слоя. Модуль сдвига мягколо слоя б определен из условия равенства потенциальных энергий на сдвиг мягкого слоя модели тела намотки РТК и эквивалентной плоскослоистой модели РТК, при этом

= ci.fl/i. , гдэ Ср - модуль сдвига материала резиновой матрицы, ^р. - коэффициент жесткости резиновой матрицы,/? - толщи-К'г РТК, t - шаг тр^со». Сдвиговая модель описывается следующим*!

а

а.

о о

е/

'(9

о::©-/;©;

В

а)

1^1

) т,

1-

V/

1

с> Ю

о го

4)

Рис. 2. Расчетная модель тела намотки РГК:

а) реальная конструкция; б) слоистан модель;

б) сдвиговая модель

дифференциальными уравнениями:

ерч '

иг ,...,N-1;

ЕРпы & - =0 •

и граничными условиями:

■1)0,(0)= 0; ■ 2)0Ц1))-9^(2Я); э)В!(0)=9ы(2*); = ■

Здесь 0Г - угол поворота точек жесткого слоя на I -ом витке; ЕР - продольная жесткость троса РШ; Р - сила, приложенная к телу; - радиус I - го жесткого слоя; - средний радиус по толщине мягкого слоя; /V - число витков.

В результате анализа напряженно-деформированного состояния

* сдвиговой модели выявлены два механизма деформации тела намотки,

обусловленные значением параметра 2= 11.EEM.— : I) при Я ^ 20,

yfiHotf

что соответствует реальным параметрам тела намотки РТК, композитное тело деформируется аналогично однородному телу с модулем сдвига мягкого слоя О при его кручении; 2) при Я < 20 картина деформации неоднородна и наибольшие перемещения локализуются в области приложения нагрузки. Таккм образом, жесткость тела намотки РТК может определяться как жесткость соответствующего резичометал-лического шарнира по формуле

с -l/JtGB/lß1- /)' (3)

. где ß= Rk/Rh i В ~ ширина тела намотки.

Четвертая глава посвящена исследовании динамики предохранительного торможения и обоснованию схемы расположения исполнительных элементов тормоза и его рациональных параметров, обеспечивающих нерасслабление каната и непревышение переподъема скипа.

Для исследования динамики предохранительного торможения составлена расчетная схема, представленная на рис. 3, в которой параллельное соединение нескольких осцилляторов и кесткой массы моделирует левую и правую ветви подъемной установки. На рисунке обозначено: üs - момент инерции бобины; ГПш - масса ведущего шкива, приведенная к его радиусу; гЛм, С;л, i= 1,2 - масса, жесткость и коэффициент неупругого сопротивления i -го осциллятора в левой (поднимающейся) ветви; 171in,Cin,oitn, L= 1,2 - аналогичные параметры ¿-го осциллятора в правой (опускающейся) ветви; Мол, Won - жесткие массы, заменяющие остальные осцилляторы в левой и правой ветвях; Csл, Свп - эквивалентные жесткости тола намотки РТК и струны каната между шкивом и бобиной; ¿¿5л, dsn - коэффициенты неупругого сопроти&тетш тела намотки РГК; Хи.Хц.Хшл, Ушп, Хгп,Xin - перемещения соответствующих масс; ргш - тормозное усилие на шкивах; Нт5 - тормозной момент на бобине. Тормозные моменты и усилия аппроксимируются экспоненциальными зависимостями, которые определяются кратностью тормозного момента на бобине и на шкивах 3""' > постоянной времени тормоза Тг и величиной ста» тического момента на валу бобины. Параметры тормоза И J м связаны между собой равенством ft- , где ^ - кратность приведенного к валу бобины момента всех модулей тормоза, значение которого регламентировано нормами ПБ.

Bftj-

AiT1

IW

Хг<1

Сгл

Tl

Рис. 3. Дискретная расчетная схема подъемной машины №1БШ в режиме предохранительного торможения

200 500 Ш 500 600 оС~ 35-40°; РТК'6000

100 стС ;

/ООО 1500 РТК -6ООО

И,м

100 500 1000 15оо РТк-7000.

Рис. 4. Номограммы для выбора параметров тормоза при расширении модулей тормоза на бобине при рояличччк за . .

200 30D Ш 500 600 <¿=■55-45°; PTK-70QO

ниях коэффициента мчссишпоти 6obwu

G

JUS- -WPt

Движение подъемной установки в режиме предохранительного торможения описывается системой дифференциальных уравнений

Ш + [В]К = (1)

где [М] - матрица масс} [С] - матрица жесткости; /Б] - матрица коэффициентов затухания [3]~^[С] » М ~ параметр вязкости; р -вектор внешних сил; X - вектор перемещений дискретных масс.

В процессе предохранительного торможения одно из тел праще-.ния (бобина или ведущие шкивы) может на время фиксироваться тормозом, что моделируется назначением величины этой массы, равной бесконечности. Возможные изменения структуры расчеч ой схемы и условия перехода к новой структура приведены в таблице, где Ра,

Рп - радиусы навивки в левой и правой ветвях; /Ъ, Рбп- полипе усилия в сечении каната между бобиной и шкивом; Д}Л, Рбл - полные усилия в верхнем сечении каната перед ведущим шкивои.

Возможные изменения структуры расчетной схемы

Причина изменения структуры Условия существования новой структуры Изменения з [И] ■

Остановка j Движение после остановки бабины шкива левого шкива правого - бобины шкива левого _шнива правого У*--0А iPenRn-PM + MrS Хим«0л/Рл- Ps*\ Гтш Хшп- 0 Л IPta-Psr,} * Рим |ЙГлЙ,-ДйД|> Mrs 1Ръ-Рбл1> Рпи 1Pin - Ptnl> Гтш ТТ1и.п = о»

Анализ"этой системы с переменной структурой выполняли методом припасовывания, при атом на каждом этапе соответствую.^» задачу решали методом разложения по формам колебаний.

В результате исследования динамики предохранительного торможения rJOлyчeнF^ следующие выводы.

Наибольшие динамические сжимающие усилия в канатах и, соответственно, наименьшие полные усилия реализуются в короткой ветви (поднимающейся или опускающейся). Для схемы расположения тормоза на бобине наиболее опасным по возможности расслабления каната является участок каната между бобиной и шкивом.

Наличие тормоза на ведущих шкивах и на бобине приводит к качественному улучшению процесса предохранительного торможения.

Максимальные динамические усилия в сечениях каната между бобиной и шкивом уменьшаются в 1,5-2 раза и расслабление каната возможно лишь в нижнем сечении каната в поднимающейся ветви.

Безопасность процесса предохранительного торможения обеспечивают две схемн расположения тормоза: I) на бобине} 2) на бобине и веду,их шкивах.

Установлены рациональные параметры тормоза, обеспечивающие нерасслабление нанята и непревышение переподъема скипа : для схемы расположения тормоза на ведущих шкивах и бобине следует принимать Хи = 1-25 = 3j Та- = 0,3 с, если угол наклона трассы подъема d = 90°, и Тр- = 0,5 с, если сС = 35-45°; для схемн расположения тормоза на бобине параметры тормози следует принимать по зависимостям 'J? --- /(H) (рис. 4).

В пяуой главе приведены результаты экспериментальных исследований подъемной Мокины МПБШ.

Экспериментальные исследования выполнены ча модели шахтной подъемной машины МПБШ-30 грузоподъемностью 00 т и высотой подъема 630 м. Для обоснования параметров модели использованы следующие критерии подобия подъемной машины МПБШ, полученные на основе методов теории подобия:

AL ■ гпн ■ Зе . Шш. • hi ■ А ■ .ЕЕ. ■ ,

mf ЩГ' ЩЩ> Щ > № ' fa ' 1Щ> GBli где flip - расчетная масса сосуда; - погонная масса каната;

L - длина трассы подъема.

В результате экспериментов доказана работоспособность бобин-ной подъемной установки с ведущими шкивами трения в режимах подъема-спуска груза, системы управления приводом по скорости сосуда, находящегося на большем радиусе навивки. Расхождение между теоретической и экспериментальной тахограммами движения составляет 1155.

Установлено, что тело намотки РТК ведет себя как сплошное линейно упругое тело. Подтверждены выводы теоретического исследования о двух механизмам деформации тела намотки - локальном и окружном, обусловленные значением параметра 1 . Различие теоретически прогнозируемых по формуле (3) и экспериментальных значений жесткости тела намотки РТК составляет до \ь%. Динамические испытания показали, что континуальное тело намотки можно описывать сосредоточенным упругим звеном с жесткостью соотр"тоту'П^*г» j-<-~ зиномегалличсского шарнира.

В шестой главе рассмотрена технико-экономическая эффективность и обоснована область применения подъемных машин МПШ.

Областьэ целесообразного применения подъемной машины ШБШ является скиповой или автомобильно-скиловой подъем по борту карьера и вторая ступень подъема дли глубоких шахт. Экономическая эффективность карьерные бобинных подъемников с ведущими шкивами трети и РТК достигается за счет: уменьшения металлоемкости в 2-5 раза по сравнению с барабанными и многоканатннми мааин?ми; .уменьшения в 2 ратк. стоимости привода, что составляет около 400 тыс. руб. Экономическая эффективность подъемной машины МПЕШ на второй ступени подъема достигается за счет: уменьше ия объема гэрнокапитальных работ вследствие уменьшения в 2-3 раза габаритных размеров и массы подъемной мм'икы и приводного двигателя, отсутствия специальных выработок для размещения. струны маната для барабанных машин, обусловленных углом девиации каната; уменьшения в 2-3 раза металлоемкости нашнн; уменьшения в 2 раза стоимости двигателей.

В диссертационной работе выполнено решение актуальной научной задачи, заключающейся в исследовании особенностей механики двухприводной подъемной установки с бобинным уравновешивающим устройством, динамики подъемной установки как упругой системы с распределенными и сосредоточенными параметрами с учетом податливости тела намотки РТК.

Основные результаты исследований и выводи молено сформулировать в следующем виде.

1. Разработана математическая модель процесса предохранительного торможения подъемной установки как упругой системы с сосредоточенными и распределенными параметрами, при помощи которой установлены закономерности влияния места введения тормозных усилий (шкив, бобина), параметров тормоза и подъемной установки на динамические усилия в канатах.

2. Обоснована линейная сдвиговая модель напряженно-деформированного состояния тела намотки РТК, нагруженного силой, приложенной к свободному концу каната, анализ которой показал, что композитное тело, намотки деформируется подобно однородному ци-

ЗАЮГОЧЕШ

линдру при кручении с модулем сдвига материала

Дня определения жесткости тела намотки РТК справедлива модель ре-эинометаллического шарнира, что подтверждается результатами.экспериментальные исследований (расхождение экспериментальных и теоретических данных не превышает 1В%).

3. В работе обоснованы следующие рациональные параметры подъемной машины:

- начальный радиус навивки, принятый Из условия статического уравновешивания подъемной установки, при котором достигается минимум мощности привода;

- режим управления приводом, обеспечивающий минимум мощности привода, который соответствует тахограмме подъема с выдерживанием постоянной скорости движения сосуда, находящегося на большем радиусе навивки, при ускорении разгона / 5- 0,0 м/с^ и загрузке двигателей одинаковьши моментами;

- минимально необходимый угол обхвата шкива канатом, обеспечивающий нескольжение канатов, величина которого определяет компоновку подъемной мёшшны (взаимное расположение шкивов и бобины) ;

- схема расположения исполнительных элементов тормоза и его рациональные параметры - кратность тормозного момента на бобине кратность приведенных к валу бобины тормозных моментов всех модулей тормоза У , постоянная времени 7* , обеспечивающие безопасность в режиме предохранительного торможения (нерасслабление подъемного каната и непревшение пути переподъема). Для схемы расположения модулей тормоза на ведущих шкивах и бобине:=1-2; 2С=3;Тг = (0,3 - 0,5) с. Для схемы расположения модулей тормоза на бобине параметры тормоза следует принимать по зависимостям Тг= <Ш . рис.4.

4. Областью эффективного применения подъемных машин ШБШ являются наклонные карьерные подъемники с полезной грузоподъемностью 80-120 т и вертикальные подъемники для второй ступени подъема глубоких шахт.

5. Технико-экономическая эффективность применения бобинчой подъемной машины с ведущими шкивами трения и РТК достигается, за счет уменьшений стоимости привода в 2 раза вследствие увеличения скорости вращения двигателя, уменьшения стоимости горно-капитальных работ на 10-15$ при сооружении второй ступени подъема вследствие меньших габаритных размеров машины и отсутствия дополнительных горних выработок, необходимых для обеспечения допустимых углов девиации струны каната. Годовой экономический т}>фо.;т от

использования поземной машины МПБШ-30 составляет на стадии рабочей документации 910 тыс. рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в работах.

1. О нагрузочных характеристиках подъемной установки с бобин-ним уравновешивающим устройством / В.В.Безпалько, Л.В.Колосов, К.С.Заболотный, М.В.Полушина //Горн, электромеханика и автоматика- Киев.-Техн1ка. 1984, выл". 45 - С,58-61.

2. О безопасное; I бобинной подъемной установки с ведущими шкивами трения мэ условия нескольжения канатов / Л.В.Колосов, В.В.Безг1алько, М.В.Полушина // Горн.электромеханика и автоматика. Киев.- Техн1ка. 1985. - вып. 47 -С.64-69.

3. ЗаболотныЙ К.С., Полушина И.В. Режим предохранительного торможения 1обинной подъемной установки с ведущими шкивами трения/ Автоматическое управленйе технологическими процессами в горной промытлег'гости. Межвуэ.научн.темат.сб.- Свердловск: Свердл.горн. ин-т, 1987. - с. 19-22.

4. Экспериментальные исследования модели бобинной подъемной машины с ведущими шкивами трения / Л.В.Колосов, К.С.Заболотный, О-Н.^рныш, У.В.Полуйина. Днепропетр.горн.ин-т. - Днепропетровск, 1983'.- 9 с. - Деп. в УкрИИИЩЙ 06.08.88. № 1090 - Ук 88.

5. Лолуаина М.В. Расчетная модель бобинной подъемной установки с ведущими шкивами трения для исследования предохранительного торможения / Днепропетр.горн.ин-т.-Днепропетровск, 1988.- II с.-Деп. в УкрПИИНТИ об.01.89 № 199 - Ук 89.

6. Дупиев А.Л., Полушина М.В. Напряженно-деформированное состояние реэинотросовой ленты, навитой на бо'бину / Днепропетр. горн. ин-т. - Днепропетровск, 1989. - 8 с. - Деп. в УкрНИШТИ 09.08.69 » 1893 - Ук 89.

Личное участив соискатг ч в работах, опубликованных в соавторстве: /1/-/2/ - постановка задачи и вывод основных зависимостей; /4/ - обоснование параметров модели,: постановка и анализ ряда экспериментов, /2/, /6/ - обоснована математическая модель.