第八章提升系统动力学与运动学.doc

第一节 矿井提升运动学 一、提升速度图 竖井提升速度图因提升容器的不同一般可分为箕斗提升速度图(六阶段速度图)和罐笼提升速度图(五阶段速度图)。 图5一l所示为常采用的交流拖动双箕斗提升系统六阶段速度图，因它具有六个阶段而得名。速度图表达了提升容器在一个提升循环内的运动规律，现简述如下： 图5-1 箕斗提升六阶段速度图 (1)初加速度阶段t0 提升循环开始，处于井底装载处的箕斗被提起，而处于井口卸载位置的箕斗则沿卸载曲轨下行。为了减少容器通过卸载曲轨时对井架的冲击，对初加速度a0及容器在卸载曲轨内的运行速度v0 。要加以限制，一般取Vo≤1．5 m／s 。 (2)主加速阶段t1 当箕斗离开曲轨时，则应以较大的加速度a1运行，直至达到最大提升速度vm ，以减少加速阶段的运行时间，提高提升效率。 (3)等速阶段t2 箕斗在此阶段以最大提升速度vm运行,直至重箕斗将接近井口开始减速时为止。 (4)减速阶段t3 重箕斗将要接近井口时，开始以减速度a3运行，实现减速。 (5)爬行阶段t4 重箕斗将要进入卸载曲轨时，为了减轻重箕斗对井架的冲击以及有利于准确停车，重箕斗应以低速v4爬行。一般v4=0.4～0.5m／s，爬行距离v4 =2.5～5m。 (6)停车休止阶段t5 当重箕斗运行至终点时，提升机施闸停车。处于井底的箕斗进行装载，处于井口的箕斗卸载。箕斗休止时间可参考表5—1。 图5—2所示为双罐笼提升系统五阶段速度图。因为罐笼提升无卸载曲轨，故其速度图中无t0阶段。为了准确停车，罐笼提升仍需有爬行阶段，故罐笼提升的速度图为五阶段速度图。罐笼进出车休止时间参考相应手册。 二、最大提升速度 由式(1-1)计算的经济速度vj,并不是提升机的最大提升速度vm，但值尽可能是接近值。而最大提升速度值应如何确定呢?提升机的卷筒是由电动机经减速器拖动的。提升机卷筒圆周的最大速度与电动机额定转数ne及减速器传动比i有关，其关系如下式所示： 5-1) 式中：D为提升机卷筒直径，m；i为减速器传动比, ne为电动机额定转数，r／min 由式(5—1)计算的最大提升速度vm ，因每台提升机所选配的电动机转数的不同和减速器速比的不同而具有有限的几个数值，这有限的几个数值均称为提升机的标准速度—最大提升速度。应该注意的是，选取vm时，即选择转速ne和传动比i时，应使vm值接近vj值。其办法可从下列有关的表中查找(各表(见课本)的值是据式(5—1)计算得出的)。 在表中找出与vj值最接近的vm值，该值即为确定的提升最大速度——标准速度，这样，即可定出与确定的vm值相对应的电动机转速和减速器的传动比。 根据式(8—1)得到的标准速度值必须符合《煤矿安全规程》对提升最大速度的有关规定： 竖井中升降物料时，提升容器最大速度不得超过下式算出的数 （5-2） (2)竖井中用罐笼升降人员的最大速度不得超过下式算出的数值，且最大不得超过16m／s。 （5-3） 三、提升加速度和减速度的确定 (一)提升加速度a1的确定 确定提升加速度a1时，应综合考虑如下因素： (1)根据《煤矿安全规程》规定，竖井升降人员的加减速度不得大于0.75 m／s2，斜井不得大于0.5 m／s2 。又根据《设计规范》建议，箕斗提升加速度以a1 ≤0.75 m／s2为宜。 (2)按减速器最大输出扭矩确定最大加速度a1。提升机产品规格表中给出了减速器最大输出扭矩Mmax ，电动机通过减速器作用到提升机卷筒圆周上的拖动力不能超过减速器的能力，可按下式计算： 即 (5-4) 式中：md′为电动机转子变位质量；∑m为提升系统总变位质量；k为矿井阻力系数，箕斗提升取k=1.15，罐笼提升取k=l 2。 (3)按电动机过负荷能力确定最大加速度a1。最大加速度a1 ，可按下式计算： (5-5) 式中：λ为电动机过负荷系数；Fe为电动机额定拖动力;Pe为电动机额定功率;0.75为考虑电动机稳定运行而限制其最大拖动力的系数。 (4)对于多绳摩擦提升，最大加速度a1除了以上个限制因素外，还受到防滑条件的限制(见第七章)。 (5)对于斜井提升，最大加速度还受容器最大自然加速度的限制。 (二)提升减速度a3的确定 提升减速度a3除了要满足上述《煤矿安全规程》规定外，减速度a3的大小与采用的减速方式有关。比较常用的减速方式有三种；