Одесский национальный медицинский университетКанатна відкатка за допомогою лебідок знайшла широке застосування в гірничовидобувній та інших галузях промисловостей при транспортуванні вантажів з кутом до 35°. Канатну відкатку широко використовують внаслідок простоти технологічної схеми транспортування, конструкції, відсутності вузлів перевантаження гірської маси, екологічності технологічного процесу. На рис. 1 наведені схеми канатної відкатки. Рис.1 Схеми канатної відкатки а -канатна кінцева відкатка в однокінцевому виконанні; б - канатна кінцева відкатка в двокінцевому виконанні; в – канатна безкінцева відкатка. Застосовують установки канатної відкатки періодичної (кінцева відкатка) і безперервної (безкінечна відкатка) дії. Найпоширенішою є канатна кінцева відкатка в однокінцевому (рис. 2, а) і двокінцевому (рис. 2, б) виконаннях. Однокінцеві канатні установки застосовують для транспортування вантажів з кутом нахилу понад 20°. Двокінцеві канатні установки зі стаціонарними лебідками використовують при транспортуванні вантажів по ухилам і бремсбергам. Устаткування канатної кінцевої відкатки складається з одно - або двохбарабанної лебідки, канатів, причіпного пристрою, відхиляючих роликів, запобіжного пристрою. При кінцевій відкатці рух навантажених вагонеток нагору здійснюють за допомогою тягового зусилля каната лебідки, а спуск порожніх вагонеток униз відбувається під дією їхньої сили ваги. При безкінцевій відкатці (рис. 2, в) переміщення вагонеток здійснюють по двоколійній похилій виробці за допомогою безкінцевого каната, що приводиться у рух лебідкою. Цей вид відкатки трудомісткий, не допускає перевезення людей, вимагає наявність двоколійної виробітки й загромаджує її по всій довжині канатом, не піддається автоматизації. Відкатку нескінченним канатом застосовують в основному при маневрових операціях під навантажувальними пунктами і на приймально-відправних площадках. Максимальна продуктивність відкатки одним кінцевим канатом при L=600 м і куті нахилу 15о становить 100...110 т/год, а двокінцевими канатами - 200...250 т/год. Значення L, яке обумовлюється канатомісткістю барабана лебідок, дорівнює 600...700 м, а для малих підйомних машин - 1500...2000 м. Установки з нескінченним канатом обладнані лебідками із шківами тертя. Продуктивність у даному випадку досягає 400 т/год, довжина транспортування похилими виро-бками - 1000 м.
1.1 Класифікація лебідок
Лебідки відносять до машин циклічної (періодичної) дії які переміщують вантажі за допомогою тягового каната. Лебідка – це механізм для підняття і переміщення вантажів по похилій та горизонтальній площинах. Тягове зусилля транспортному сосуду в лебідці передається за допомогою гнучкого елемента. Гнучким в сучасних лебідках елементом може виступати сталевий трос або канат. Широке застосування лебідки знайшли в гірничій, будівельній, енергетичній, сільськогосподарській і інших видах промисловості. Невеликі по розмірах, масі й потужності однобарабанні лебідки широко застосовуються для механізації маневрових робіт і переміщення транспортних сосудів. Загальний вигляд лебідок наведений на рис.2. Для механізації робіт на навантажувальних, розвантажувальних й обмінних пунктах рейкового транспорту, а також у скреперних комплексах для переміщення широко застосовуються різні типи лебідок: - тягові; маневрові; скреперні; запобіжні; підйомні. а)
б) в)
Рис. 2. Загальний вигляд промислових лебідок а – маневрові; б – підйомні; в - тягові.
Залежно від органа навивки розрізняють лебідки: барабанні, і зі шківом тертя. Тягове зусилля канату лебідки передасться від робочого органа (барабана), який приводиться у рух приводним пристроєм через передавальний механізм (редуктор). Типи лебідок розшифровуються як: Л - лебідка; В - вбудований; Д-електродвигун (П – пневмодвигун); перші цифри (1, 2) - типорозмір; другі цифри (1, 2, 3, 4) - номер модифікації. Барабанні лебідки можна застосовувати також для відкатки вагонеток канатом, якщо довжина відкатки не перевищує 400 м. Маневрові лебідки - спеціальний вид лебідок, які використовують у гірничій справі, метробудуванні, тунелебудуванні, цивільному та промисловому будівництві, на пересувних навантажувальних станціях для підтягання составів при заповненні вагонеток і для обміну навантажених поїздів на порожні. Тягові лебідки – призначені для переміщенні вантажних сосудів на похилих та горизонтальних площинах. Підйомні лебідки — знайшли широке застосування при виконанні спусково-підіймальних операцій підйому-опусканні транспортних сосудів на шахтах та рудниках, ліфтів, подавання бурового інструменту. Бурова лебідка забезпечує спуск і підняття колони бурильних труб, подачу долота на вибій свердловини, спуск обсадних труб, входить до складу бурової установки. Запобіжна лебідка — при підземному видобутку корисних копалин — лебідка, призначена для підтримання в натягнутому стані запобіжного каната (ланцюга) гірничої машини в процесі її роботи в очисному вибої при вийманні пластів з кутами падіння понад 8°. Основними параметрами промислових лебідок є: тягове зусилля лебідки на канаті, робоча швидкість, потужність двигуна, діаметр барабана або шківа, діаметр каната, канатоємність барабана, що характеризує довжину відкочування. Конструкція та основні вузли лебідки Загальний вигляд лебідки та схема її основних вузлів наведена на Рис. 3
Рисунок.3 Загальний вигляд лебідки та схема її основних вузлів Блок - схема лебідки приведена на рис. 4
Рис. 4. Блок-схема лебідки
ПК - пристрій керування; ЕД - електродвигун; Р - редуктор; Б - барабан; К - канат; С - сосуд для переміщення вантажу Привод лебідок складається з приводного двигуна, редуктора (циліндричного або планетарного), пристроїв керування (ручного, або дистанційного) Приводний двигун лебідки призначений для перетворення джерела енергії в механічну енергію. За видами енергії в лебідках застосовуються в першу чергу електричні двигуни, а також - пневматичні і гідравлічні. Кожна лебідка має: один або два барабани з певною канатоємністю, передавальний механізм, гальмівну систему й раму. Деякі лебідки мають також механізм для дистанційного керування, а лебідки великої вантажопідйомності - допоміжні пристрої: показники положення вагона, обмежники ходу й ін. Редуктори лебідок Редуктори в лебідках необхідні для зменшення числа обертів від приводного двигуна (1000 – 3000 об/хв) до необхідних обертів на барабані лебідки. В лебідках широко застосовуються нерегульовані та регульовані циліндрично-шестеренні (Рис.5), і планетарні редуктори (Рис.6).
Рисунок 5 Нерегульований шестеренно- циліндричний редуктор лебідки
Рисунок 6. Планетарний редуктор. 1- приводний вал; 2 сонячна шестерня; 3 - сателіти; 4 зубчастий вінець
Лебідка ЛВД Лебідки ЛВД призначені для переміщення вагонеток і різноманітних транспортних сосудів на довжину транспортування до 200-350 м. для лебідок різних типорозмірів. Технічні характеристики лебідок ЛВД наведені в додатку А. Конструкція лебідки показана на рис.7. Кінематична схема лебідки представлена на рис.8
Рисунок 7. Конструкція лебідки ЛВД з планетарним редуктором 1 – рама; 2 – вбудований планетарний редуктор; 3- стопорне гальмо, 4 – важіль управління; 5 – барабан; 6 – електродвигун.
Обертання барабана 5 лебідки типу ЛВД здійснюється від електродвигуна 6 (Рис.4) спеціального виконання через планетарний редуктор 2. Лебідка змонтована на стаціонарній рамі, яка жорстко кріпиться до місця стояння лебідки. Барабан опирається на спеціальні опори з роликопідшипниками. По обидві сторони від барабана розміщені фрикціони. На гальмівному фрикціоні, з’єднаному безпосередньо з барабаном - розміщене стопорне стояночне гальмо 3. В другому фрикціоні 4 вбудований планетарний редуктор, який і приводить в дію барабан лебідки. Важіль керування на цьому фрикціоні дозволяє плавно запускати в дію і регулювати частоту обертання барабана в процесі переміщення (спуску-підйому) вантажів, а також гальмувати роботу фрикціону. Після закінчення навивки каната на барабан 5, фрикціон гальма затягнутий і шків нерухомий. При вільному змотуванні каната з барабана фрикціони обох гальм перебувають у незатиснутому положенні, при цьому барабан і шків гальма обертаються як одна деталь. 1.4.1 Принцип дії планетарного редуктора лебідки Характерною особливістю сучасних лебідок є застосування в них планетарних редукторів, для підвищення надійності і можливості плавного керування і гальмування процесами спуску-підйому вантажів. Планетарна електрична лебідка має високу надійність роботи і менші габарити і масу. Планетарні передачі відрізняються високими передавальними числами (до 200) і високим ККД (до 85%). Загальний вигляд конструкційних схем планетарного редуктора наведено на рис. 9.
Рисунок 9. Конструктивні схеми планетарного редуктора 2- приводний вал; 2 сонячна шестерня; 3 сателіти; 4 зубчастий вінець
Принцип дії лебідки з планетарним приводом можно зрозуміти розглянувши її кінематичну схему наведену на рис.6. При включенні лебідки вмикається приводний двигун 1, крутний момент якого від вала 2, через з’єднувальний елемент 3 передається валу 5. Фіксація положення вала, здійснюється підшипниками 12. Всередині приводного фрикціону 9, де розміщені усі елементи планетарного редуктора, на кінці вала 5 встановлена сонячна шестерня 11, а навкруги неї розміщені шестерні- сателіти 7. За допомогою важеля управління 8 фрикціон 9 в вмикається робочий режим. Сонячна шестерня 15 приводить в дію шестерні-сателіти 7 які в залежності від реверса двигуна можуть обертатися як за, так і проти годинникової стрілки, передаючи крутний момент зубчастим вінцям (8) робочого барабана(6). При цьому планетарний редуктор перетворюється в просту зубчасту передачу внутрішнього зачеплення з паразитною шестернею. Швидкість спуску–підйому (напрямком транспортування) змінюється за допомогою важеля управління 8, положенням якого змінюється величина зчеплення зубчастих вінців 8 з барабаном на якому розміщений тяговий канат. У цьому випадку сателіти 7, перекачуючись по загальмованому вінці 8 через водило, приводять в рух робочий барабан 6, на який намотується або змотується канат з причепленим до нього транспортним сосудом.
1.4.2 Правила та порядок управління лебідкою по позиціям роботи: 1. Перевірити правила безпеки перед роботою лебідки 2. В неробочому положенні - гальмівний тормоз (4) затиснутий, а важіль управління (8) фрикціоном (9) знаходяться у незатиснутому положенні 3. Ввімкнути лебідку в електричну мережу пристроєм керування. 4. Для роботи зняти дію стояночного гальма, перевівши його у вільне положення. При цьому важіль приводного фрикціону вимкнений 5. В залежності від виду переміщення (спуск або підйом), кількості переміщуваних сосудів та маси вантажу почати плавно затискувати важіль приводного фрикціону, плавно запускаючи в роботу барабан та регулюючи швидкість його обертання і тим самим швидкість переміщення вантажу. 6. На кінцевій точці переміщення поставити стояночне гальмо в положення ввімкнено. 7. Вимкнути роботу приводного фрикціону, перевівши у відповідне положення важіль приводного фрикціону. Керування лебідками - дистанційне й ручне. Механізм дистанційного керування дозволяє керувати лебідкою на відстані, тобто без знаходження людини безпосередньо біля пульту керування лебідкою.
Рисунок 8. Кінематична схема лебідки з планетарним редуктором. 1 – приводний електродвигун; 2 – вал двигуна; 3 – з’єднувальний елемент; 4 – ручне гальмо; 5 – головний вал; 6 – робочий барабан з канатом; 7 – сателіти; 8 – зубчасті вінця; 9 – сонячна шестерня: 10 – кільцева зовнішня передача («корона») . 2. Тягові канати Канат – спеціальна гнучка конструкція з дроту чи органічних волокон, який використовується на лебідках, підіймальних установках для з'єднання підйомної посудина з барабаном(нами) та для відкатки вагонеток по гірничих виробках за допомогою лебідок та ін. На рис. 7 наведена будова канату, а на рис 8. форми поперечних перерізів промислових канатів.
Рис. 7. Будова канату
Рис 8. форми поперечних перерізів промислових канатів. Основним матеріал для виготовлення канату - сталь, рідше капрон та інші синтетичні матеріали. З конопель і волокон алое іноді виготовляють осердя сталевих канатів. Дріт канатів, призначених для роботи в агресивних середовищах, покривають цинком. Розрізняють канати: кручені, некручені, плетені. За напрямом навивки виділяють канати правої та лівої, хрестової, паралельної, комбінованої навивок. Звивають дріт навколо осердя (сердечника) за одну операцію або в декілька шарів послідовно. Для захисту елементів канату від корозії використовують спеціальне фрикційне і інше мастило (плоскі канати покривають ґумою). Для цієї ж мети, а також підвищення зносостійкості сталевих канатів застосовують покриття з поліамідних смол. Термін служби канатів шахтних підйомів 1,5—3 роки.
2.1 Класифікація сталевих канатів Канати підрозділяються за ознаками: По конструкції: ü одинарного звивання – що складаються з дротів, звитих по спіралі в один або декілька концентричних шарів; ü подвійного звивання – що складаються з пасм, звитих в один або декілька концентричних шарів; ü потрійного звивання – що складаються з канатів подвійного звивання (стренг), звитих в концентричний шар. За матеріалом сердечника: ü з органічним сердечником з натуральних або синтетичних матеріалів – ОС; ü з металевим сердечником – МС. По напряму звивання каната: правою - П, лівою – Л. За призначенням: вантажолюдські (марок ВК, В) – ГЛ, вантажні, – Г.
Контрольні запитання: 1. Призначення лебідок. 2. Область застосування приводу. 3. Призначення основних елементів лебідки. 4. Конструкція і принцип дії лебідки. 5. Планетарний редуктор. Конструкція, принцип дії. 6.Типи доріг для канатних відкаток. 7. Схеми канатних відкаток.
Література
1. Кораблев А.А. «Устройство, эксплуатация и ремонт шахтного оборудования». 1981 г. 2. Чуринов В.Г., Гавричков Ф.С.«Машинист подземных установок».1982г.
Додаток А Одесский национальный медицинский университет
|
