Обоснование динамических режимов при проектировании шахтных подъемных установок

• Автор: Двинина, Людмила Борисовна
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Г ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ШАХТНЫХ ПОДЪЕМНЫХ

УСТАНОВОК

1Л. Состояние вопроса

1.2. Задачи исследований

2. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОГО И ДИНАМИЧЕСКОГО ПОДОБИЯ ИМПУЛЬСОВ УСИЛИЙ ШАХТНЫХ ПОДЪЕМНЫ X УСТАНОВОК

2.1. Основные особенности принятого метода исследований

2.1.1. Критериальное динамическое уравнение шахтного подъема

2.1.2. Импульс действующей силы

2.1.3. Импульсное ускорение и относительное ускорение подъема

2.1.4. Импульсный коэффициент массивности установки
2.1.5. Относительная скорость движения
2.1.6. Относительное время движения
2.1.7. Относительный импульс действующего усилия
2.2. Кинематика и динамика импульсных режимов статически уравновешенного подъема
2.2.1. Период ускорения
2.2.2 Период равномерного движения
2.2.3. Период замедления
2.3. Кинематика и динамика импульсных режимов статически неуравновешенного подъема
2.3.1. Период ускорения
2.3.2. Период замедления
2.4. Импульс движущего усилия статически переуравновешенного подъема
Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО ПОДОБИЯ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ УСИЛИЙ И МОЩНОСТИ ПРИВОДА ШАХТНОГО ПОДЪЕМА
3.1. Мощность привода и эквивалентные усилия шахтного подъема
3.2. Форма графика скорости при определении относительных параметров динамических
режимов шахтного подъема
3.2.1. Эквивалентное усилие и мощность привода в условиях параболического графика скорости шахтного подъема
3.2.2. Эквивалентное усилие и мощность привода_при графике скорости в виде трапеции
3.2.3. Относительное среднеквадратичное усилие статически уравновешенного и неуравновешенного подъема
3.2.4. Сравнительная оценка параболического и трапецеидального графиков скорости по относительным параметрам и показателям динамических режимов
3.2.5. Эквивалентное усилие и мощность привода при синусоидальном графике
скорости
Выводы
4. УРАВНЕНИЯ ПОДОБИЯ И ДИАГРАММЫ ПОДОБИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ШАХТНОГО ПОДЪЕМА
4.1. Система относительных базовых величин
4.2. Показатели динамического режима
4.3. Уравнения подобия динамических режимов
4.4. Элементы кинематики и динамики в безразмерных величинах
4.5. Минимизация показателей динамического режима
4.5.1. Минимизация показателей динамического режима при постоянном весе груза
4.5.2. Минимизация показателей динамических режимов при постоянной производительности установки
4.6. Потери энергии и КПД подъемной установки
4.7. Диаграммы подобия динамических режимов
Выводы
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ШАХТНОГО ПОДЪЕМА
5.1. Уравнения подобия при проектировании динамических режимов шахтного подъема
5.2. Подобие динамических режимов при подъеме с разных горизонтов
5.3. Диаграммы подобия при проектировании динамических режимов шахтного подъема
5.4. Выбор рациональных динамических режимов при реконструкции действующих установок
5.5. Динамическая классификация подъемных установок
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время, когда спрос на полезные ископаемые продолжает оставаться высоким, отечественная горнодобывающая промышленность нуждается в высокопроизводительных и надежных шахтных подъемных машинах для поддержания своей конкурентоспособности. Вопросам совершенствования подъемных установок и разработки теории рудничного подъема уделялось первостепенное внимание на протяжении всей истории развития добычи полезных ископаемых подземным способом. Однако, несмотря на долгую и богатую историю развития темы, практика проектирования и эксплуатации подъемных установок показывает, что технические возможности выбранного оборудования часто остаются недоиспользованными, а размеры и вес оборудования завышенными.
Это объясняется тем, что исследование динамических режимов шахтного подъема проводится без учета импульсных характеристик, таких как импульс действующего усилия, импульсное ускорение, импульсный коэффициент массивности установки, относительная скорость, относительное время движения, оценить влияние которых на динамические параметры возможно на основе теории подобия по принятым критериям подобия. Поэтому актуальной остается задача совершенствования методов расчета и проектирования динамических режимов шахтных подъемных установок с целью обеспечения рациональных технических характеристик.
Цель работы - научное обоснование и разработка проектных рекомендаций по выбору рациональных динамических режимов, способствующих повышению эффективности работы шахтных подъемных установок.
Идея работы заключается в применении методов теории подобия для разработки проектных рекомендаций, позволяющих выбирать рациональные динамические режимы шахтных подъемных установок.
Научная новизна результатов исследований состоит в разработке теоретической и методологической базы выбора рациональных динамических режимов шахтного подъема на основе критериев механического подобия подъемных установок, что включает:
исследование кинематических, динамических и элекгродинамических характеристик подъемных установок с учетом импульсных параметров динамических режимов при различной степени уравновешенности шахтного подъема и различных графиках скорости;
- определение критериев механического подобия шахтных подъемных установок;

Для статически уравновешенного подъема 5 = 0, поэтому формулы (3.23), (3.24) принимают вид
У = ог.о'Т (1 + Щ-), (3.27)

или У = т (1 + -). (3.28)
Таким образом, для статически неуравновешенного подъема среднеквадратичное усилие (3.5) можно определить по формулам
Р<р.к - л/у- + +0,45)1, (3.29)
или Рр.к=л/р1о-[1 + У1(У,+2,45)] . (3.30)
Для статически уравновешенного подъема среднеквадратичное усилие определяется по формулам
Р.Р,=-(1+р-), (3.31)
или рор.к = £„.(1 + у) (3.32)
Таким образом, с учетом среднеквадратичного усилия, можно определить эквивалентное усилие и эквивалентную мощность подъема при параболическом графике скорости.
3.2.2. Эквивалентное усилие и мощность привода при графике скорости в виде трапеции
В отличие от параболического графика скорости, трапецеидальный график допускает множество скоростей и ускорений (3.19) не только при различных, но и при постоянных значениях Н и Т, что значительно расширяет возможности рационального выбора динамических режимов.
Свойство трапеций быть неравнобедренными еще больше расширяет эти возможности, что позволяет при выборе ускорений и замедлений строго соблюдать нормативные требования на проектирование.
Для того чтобы ускорения и замедления не выступали как самостоятельные параметры динамических режимов, что усложнило бы исследования, они могут быть заменены одним параметром, так называемым, коэффициентом асимметрии графика скорости (рис. 3.1)