Подъемные установки

1.

ДИНАМИКА ПОДЪЕМНОЙ
УСТАНОВКИ
ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ ДИНАМИКИ
ПРИВЕДЕННАЯ МАССА ПОДЪЕМНОЙ
УСТАНОВКИ
ДИАГРАММЫ УСИЛИЙ КЛЕТЕВОЙ ПУ
ДИАГРАММЫ УСИЛИЙ СКИПОВЫХ ПУ

2.

ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ ДИНАМИКИ
В современной теории машин различают два
вида движения: установившееся (стационарное)
и неустановившееся, вызванное переходными
процессами, возникающими в машинах от внезапного приложения или снятия нагрузок.
Для получения общего динамического уравнения подъема как одномассовой системы примем подъемную установку, находящуюся в
установившемся движении, состоящим из абсолютно твердых тел, пренебрегая ее деформацией.

3.

Применяя к рассматриваемой системе принцип
д’Аламбера, можно считать ее в состоянии равновесия, если к действующим на нее силам прибавить силы инерции.
ин 0
Рассмотрим силы, действующие в ПУ с
постоянным радиусом навивки

4.

Приведенная масса подъемной установки
Приведенной массой называют такую условную массу, которая, располагаясь на окружности органа навивки, имея скорость, равную
скорости движения подъемного сосуда, будет
обладать таким же запасом кинетической
энергии, как все линейно движущиеся и все
вращающиеся части подъемной установки.
2
2
2
i
miVi
Ii w
V
тпр
2
2
2

5.

Fn
x
F0
G
H
Q+G
(H-x)

6.

К моментам внешних сил относится:
Мдв- вращающий момент, передаваемый валу
от двигателя;
Мст-статический момент, возникающий от
статических натяжений поднимающейся и
опускающейся ветви Fn и F0
Мвс- суммарный момент всех вредных сопротивлений движению системы.

7.

Суммарным моментом сил инерции является
динамический момент
М ин М дин
Таким образом, можно записать, что:
Мдв-Мст-Мвс-Мдин=0
Учитывая, что мы рассматриваем ПУ с постоянным радиусом навивки и разделив правую и
левую части на R получим:

8.

Fдв-Fст-Fвс-Fдин=0,
где: Fст=Fстп-Fсто
Fcт=Q+G+p (H-x)+qx-G-px-q(H-x)=
=Q+pH-px+qx-px-qH+qx=
=Q+(p-q)H-2x(p-q)=
=Q+(p-q)(H-2x)

9.

Вредные сопротивления движения подъемных
сосудов Fвс зависят в основном от
скорости и направления движения воздушного
потока в стволе и определяются:
Fвс=Fвсп+Fвсо
где: Fвсп , Fвсо- суммарные силы сопротивления
поднимающейся и опускающейся ветвей.

10.

Для клетей, устанавливаемых в стволах, подающих свежий воздух можно считать, что :
Fвсп=0.4fклQгр ,
Fвсп=0.6fклQгр,
где:
fкл=0.2- коэффициент сопротивления
движению клети.

11.

Для скипов, устанавливаемых в вентиляционных стволах:
Fвсп=0.4fскQгр;
Fвсо=0.6fскQгр
при
fск=0.15
Таким образом:
Fвс=0.2Qгр - для клетевого подъема
Fвс=0.15Qгр - для скипового подъема

12.

С учетом изложенного:
Fст+Fвс=Q+fQ+(p-q)(H-2x)=(1+f) Q+(p-q)(H-2x)
Fст+Fвс=kQ+(p-q)(H-2x)
где: k-коэффициент вредных сопротивлений
k=1.2-для клетевого подъема;
k=1.15- для скипового подъема;
Fдин= тпр а -динамические силы действующие на ПУ, представленную в виде абсолютно
твердого тела.

13.

Таким образом:
F=kQ+(p-q)(H-2x) тпр а
- уравнение академика М.М. Федорова

14.

2
2
2
2
gLyV
miVi
QV
2GV
2 pL2V
2
g2
2g
2g
2g
2
Где L2- полная длина подъемного каната;
Ly- полная длина уравновешивающего каната
2
i
2
ш
2
б
2
б
I ред w
I рот w
Iw
2I ш w
I м ашw
2
2
2
2
2
2
рот
I-момент инерции вращающихся частей;
где:GD2- маховый момент,
2
GD
устанавливаемый заводом
I
изготовителем.
4g

15.

v
wм
Rм
-угловая скорость шкива;
v
wб
Rб
-угловая скорость барабана
v
w рот wб u
u
Rб
- угловая скорость
ротора двигателя

16.

2
2
2
(
GD
) ред
2(GD ) м (GD ) м аш
Q 2G 2 pLг qLy
2
2
2
Dм
Dб
Dб
1
тпр
g (GD 2 ) рот u 2
2
Dб
- уравнение приведенной массы подъемной
установки

17.

Построение диаграмм усилий для
клетевого подъема
1. Подъем неуравновешенный q=0
F=kQ+p(H-2x) тпр а

18.

v, a
F1 F
mпрa1
pH
kQ
F3
t
F2
F4
F5
F1=kQ+pH+mпрa1
F6
t
F4=kQ+p(H-2h1-2h2)
F2=kQ+p(H-2h1)+mпрa1 F5=kQ+p[H-2(h1+h2)]-mпрa3
F3=kQ+p(H-2h1)
F6=kQ+p[H-2(h1+h2+h3)]-mпра3

19.

2. Подъем уравновешенный. (q=p )
F kQ тпр а
F1=F2=kQ+mпрa1
F
kQ
F1
F2
mпра1 F
4
mпра3
F3
F6
F5
t
F3=F4= kQ
F5=F6=kQ-mпра3

20.

3. Подъем с тяжелым уравновешивающим
канатом q>p (переуравновешенный)
F= kQ+(p-q)(H-2x) тпр а
F=kQ - (q-p)(H+2x)
F F
1
mпрa1
тпр а
F2
(q-p)H
kQ
-(q-p)H
Т
t

21.

Анализ нагрузочных диаграмм
Построим диаграммы изменения статических усилий для клетьевых подъемных установок трех рассмотренных типов.
F=kQ+(p-q)(H-2x)
F
mпра q>p
q=p
kQ
q=0
T
t

22.

Таким образом, в случае уравновешенного
подъема в течении всего времени движения ПУ
значение статического усилия на барабане не
изменяется.
Это улучшает условия работы привода и
системы автоматизации ПУ.