Проектирование подъемной подземной установки

1 .ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИ 

Исходные данные:

Годовая производительность Агод. = 1.7    млн. т. 
Глубина горизонта Нм = 280      м

Число рабочих  дней в году    п =300 Число часов подъема в сутки t сут =18   ч Коэффициент резерва производительности Lp =1,5 

1.1.Ориентировочная  высота подъема 

Нп = Нм +45 , м

Где пб + h з.у. = 45 м ( принимается высота приемного бункера пб = 25 м и глубина загрузочного устройства пз.у. = 20м ) 

Нп = 280+45=325 м 

1.2.Требуемая  часовая производительность  подъемной

установки : 

Ач.ш. = Ач.п.у. = Ср Агод.ш. / п дн. * t сут. = 1,5*1700000/300*18=472,2т/ч 
 

1.3.Ориентировочная  масса полезного  груза скипа 

Q п = А ч.п.у. * ( 4 * √ Нп + θ ) / 3600 = 472,2*(4* √325+10)/3600= 10,77 т 

Принимаем скип : 2СН15-1

Техническая характеристика: 

Полезная масса  угля , загруженного в скип Q г =13 т

Собственная масса  скипа Qc =10,8 т 
Размер скипа в плане , мм : 
Длина       2230

Ширина   1740

Высота   13365 
 
 
 
 
 
 

1.4.Расчет  максимальной скорости  подъема .

1.4.1 .Число  подъемов в час из условия  заданной производительности

 п_ч. = Ач.п.у. / Qr =472,2/13=36,32

2. Продолжительность одного подъема
3. Тц = 3600/п_ч. = 3600/36,32 =99,11 с
4. Время движения сосуда за один подъем
5. Тдв. = Тц - θ =99,11-13=86,11с

 

Где θ - пауза между подъемами , принимается по табл.2 в приложении (8 с)

1.4.4.Средняя скорость  подъема

V ср. = Нп / Тдв. = 325/86,11=3,77м/с

1.4.5.Максимальная  скорость подъема

Vmax = а * V ср. = 1,25*3,77=4,72 м/с

Где а = 1,25 рациональное значение скорости 

1.5. Расчет и  выбор высоты копра

Нк = hб + hnp.c. + hcк. + hnep. + 0.75 Rшк.

Hk = 25 + h ск + 6 + 0.75 R_шк = 33,25 +h_ск = 32,655 +13,365=46м 

Принимается стандартный копер из таблицы  3. Высота копра Нк =46 м

1.6.Расчет  и выбор подъемного каната 

1.6.1 .При  длине отвеса каната Но < 600м

р = Qo / (δвр* 10⁵ / m*ро)-Но   ; кг/п.м. 

где Q = Qn + Qc = масса концевого груза, кг

Qo =13000+10800=23800 кг

Но = Нш + hз.к. + Нк. ;м-длина отвеса каната, м

Но =280+20+44=344 м

 δ Вр.= 1770 - маркировочная группа каната, МПа ;

 М пб = 6,5 - коэффициент запаса прочности каната по ПБ ;

 p_o= 9680 - условная плотность каната, кг/мЗ 

р =23800/( 1770*10⁵ /6.5*9680)-344= 9,63 

По ГОСТ 7668-80 выбираем канат типа ЛК-РО 

                   Техническая характеристика 
ρст= 9,94 кг, масса 1 п.м. выбранного каната;

D к =50,5 мм - диаметр каната ;

Q   = 1775 кН - суммарное разрывное усилие всех проволок каната, Н

1.6.3.Проверка  коэффициента прочности каната  для верхнего опасного сечения :

 М_ф = Qz/(Qo+ ρНо) > Мпб

М ф=177500 (23800+9,63*344)=6,55

6,55 > 6,5 (Пб

1.7. Выбор подъемной  машины 

1.7.1 .Выбор  диаметра барабана подъемной  машины

Dб = 79 d к = 79 *50,5=3989,5 мм

Где d к - диаметр принятого каната ,мм

1.7.2.Максимальная  статическая нагрузка

Fmax = (Qo + pHo)q = (23800+9,63*344)*9,81= 265975Н  

1.7.3 .Наибольшая  разность статических напряжений

A Fmax = ( Qn + р Но ) q =(13000+9,63*344)9,81= 160027 Н  

1.7.4.Техническая  характеристика подъемной машины 
 

Типоразмер МПБ-,5-2,5-2,5 

Диаметр барабана , м D б=5

Максимальное  статическое натяжение каната FmaxcT.=320

Максимальная  разность статических натяжений A Fmax,CT =250

Наибольшая допустимая скорость ,м/с V = 14 
Маховый момент машины без редуктора [кН*м2] GD2 12010

Наибольший диаметр  каната (мм) dK =57,5 
Шаг нарезки ,мм teap.=53 
 

1.7.5.Проверка  канатоемкости барабана 

Врасч. = [(Нп +L з)/πDб +Zтp ]*t_нар.;mm 

Hn = Нш + h з.к.+h б - высота подъема, м

L з = 35 м, резервная длина каната для испытания

ZTp. = 5 - число витков трения

teap.- шаг нарезки, мм

Условие проверки Врас. < В ст.

Врасч. = [( 325+35)/3,14*5 +5 ] *53 = 840 мм

0.84 <2.4 

1.7.6.Расчетная  длина струны каната 

Lстр. = √ (Нк - Со)² + (hmin-Rшк )²,м 

Где   Нк - высота копра ,м

Со =1м - принятое превышение оси подъемной машины над отметкой +_ 0,0;

        R = 2,5 - радиус шкива

        hmin > 0.6Нк + 3,5 +Dб - минимальное расстояние между осями машины и ствола, м.

          hmin = 0,6 *46+6,3+3.5=36.2 м 

Lстр = √ ( 44-1)² + (36.2-1.75)² =25, м 

Lстр. < 65 (ПБ)      25 < 65 
 
 
 
 

1.9.Выбор  двигателя 
 

1.9.1.Необходимая  частота вращения электродвигателя  по максимальной скорости: 

п н =( 60 * V mах/π*Dб) * U ред. , об/мин 

где U ред. - 10,5 или 11,5 передаточное число одноступенчатых редукторов типа ЦО и ЦОН.

п н = (60*3.125/3,14*3.5)* 11,5=196 об/мин 
 

1.9.2.Уточненное  значение максимальной скорости 

Vmax= 3,14 * Dб * п н/ 60* Uред. = 3,14*3.5*250 /60*11,5= 3.98м/с 

   1.9.3.Расчетная  мощность электродвигателя ,  Np=ρ*(k*Qn*Vmax*g/1000 *ηред. * η дв. ; кВт 

Где η ред. = 0,97 - К,П,Д, редуктора ;

η дв. = 0,97 - К,П,Д,электродвигателя.

Np = 6*1,15*8,5*3.98*9,81 /1000*0,97*0,97 = 2433 кВт 1.9.4.Выбор электродвигателя

Техническая характеристика 

Тип электродвигателя                                          АКН-19-44-24

Напряжение (В)

Мощность (кВт)                                                           1250

Частота вращения, (об/мин)                                        245

Коэффициент перегрузки                                            2.4

Маховый момент  кН*м²                                                                     100

К.П.Д. двигателя                                                           0.97 

Принимаем режим  работы двухдвигательный

                       

1.10. Выбор редуктора

Расчетное значение крутящего момента на тихоходном валу редуктора

Мкр = [ 7720 N ном /п п * λ - 0,69 * [GD² ]рот./ D б ) * Vред. = 2*[ 7720*1250 *2,4/245 - 0,69*(100000/3.5 ]*11,5 =1720,77 кНм. 

Принимаем редуктор 2ЦОН-18

Характеристика  редуктора

Тип редуктора                                           2ЦО-22

Передаточное  число  U_p                                                11.5

Крутящий момент M_kp(kHm)                       1000

Маховый момент [GD²]_ред(кНм²)                 2800

КПД редуктора  η_ред                                        0.96   

 

1.11 .Расчет диаграмм  скорости. 

1.11.1 .Максимальная  скорость движения сосудов уточняется  по выбранному электродвигателю  и редуктору : 

Vmax = π* Dб *Nn_m / 60 * V ред. =3,14*3.5*245/60*11,5=3.9 м/с

1.12.Расход  электрической энергии

1.12.1 .Полезный  расход энергии

Wn = Qn * Hn / 102 * 3600 = 8500*225/102*3600=5,2 кВт.ч 
 

1.12.2.Расход энергии , потребляемой из сети за один подъем 
 

Wc = ά * k * Qn * Hn   / 102 * 3600* η дв.* ηред. =1,15* 1,33* 8500*225/102*3600*0,96*0,93=8,92 кВт.ч. 

1.12.3 .К.П. Д.подъемной  установки: 

Η_уст. = Wn/Wc = 5,2/8,92=0.58

1.12.4.Удельный  расход энергии на 1т поднимаемого  груза:

Wlт=Wc/Qn =8,92/8,5=1.049кВт.ч./т

1.12.5.0риентировочный  расход электроэнергии за год :

Wгод. = W 1т * Агод. =1.049*1100000= 1154352кВт.ч. 
 

Фактическая годовая производительность подъема 

Агод.расч. = Qn *( 3600 / Тц ) * 18 * 300 = 8,5*(3600/100,15) * 18*300 =1649925 т 
 

1.14.Коэффициент  резерва производительности 
 

Кн = А год.расч./Агод.зан. = 1649925/1100000=1.4999