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 =18ч 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. * tсут. = 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 Qг =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

1.4.2.Продолжительность одного подъема

1.4.3.Тц = 3600/п_ч. = 3600/36,32 =99,11 с

1.4.4.Время движения сосуда за один подъем

1.4.5.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 dк = 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

AFmax= ( 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 AFmax,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+Lз)/πDб+Zтp]*t_нар.;mm

Hn= Нш + hз.к.+hб - 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 ηред. = 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_p11.5

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