Повышение эффективности комплексов многоканатных подъемов с наземным расположением подъмных машин (22.03.2010)

Автор: Попов Юрий Владимирович

После преобразования уравнения (6) получим:

Подставив значение статической стрелы провиса в уравнение (7) получим максимальную (динамическую) стрелу прогиба:

Уравнение (8) позволяет связать основные параметры подъемной машины: максимальное статическое натяжение канатов, расстояние между канатоведущим и отклоняющим шкивами, углом наклона канатов, их сечением (погонной массой) и скоростью подъема. Знание динамической стрелы прогиба позволяет определить координаты осей шкивов, обеспечивающих безопасную работу канатов.

Провисание каната оказывает влияние на угол обхвата канатоведущего шкива, кроме того, такое провисание в статическом положении подъемной машины может вызывать колебания струны каната при различных режимах работы подъемной установки с соответствующим изменением тяговой способности подъемных машин, определяемой по известному выражению с учетом фактических значений угла обхвата ?.

Анализ схем МКПНУ показывает, что провисание верхней струны каната вызывает увеличение угла обхвата канатоведущего шкива, а провисание нижней струны – его уменьшение. Общее изменение угла обхвата ?? будет равно разности углов провисания струн канатов:

± ?? = ??в - ??н , (9)

где ?в и ?н - углы провисания верхней и нижней струн канатов.

Увеличение тяговой способности канатоведущего шкива (при положительном значении ??):

. (10)

Аналогично может быть определено и уменьшение тяговой способности шкива (при отрицательном значении ??), а также увеличенное значение динамического коэффициента безопасности против скольжения

. (11)

Полученные зависимости показывают, что провисание нижней струны канатов уменьшает угол обхвата КВШ.

2. Нагруженность коренных валов наземных многоканатных подъемных машин уменьшается с увеличением углов наклона струны канатов к горизонту.

Изменение кинематической схемы установок с наземным расположением многоканатных подъемных машин (МКПН) обусловливает соответствующее изменение усилий, действующих на валы и подшипниковые опоры, как самих машин, так и отклоняющих шкивов. Кроме того, изменяются нагрузки на оребренную оболочку машины и на корпус отклоняющего шкива. Достаточно точное определение этих усилий необходимо при адаптации параметров установок к наземному расположению КВШ.

Выполним анализ нагрузок, действующих на МПМН и отклоняющие шкивы при наземном расположении машин, согласно схеме их взаимного расположения (рис. 4).

Силы, действующие на коренные валы КВШ, от натяжений канатов

в вертикальной плоскости:

Fvкш = - Fнб ·sin ?в - Fсб · sin ?н; (12)

в горизонтальной плоскости:

Fгкш = Fнб · cos ?в + Fсб · cos ?н . (13)

Суммарная нагрузка на валы в вертикальной плоскости

?Fvкш = - Fнб ·sin ?в - Fсб · sin ?н + Fvпост , (14)

где Fvпост – постоянные нагрузки на вал в вертикальной плоскости от массы роторной части КВШ (Fvпост = mрот · g), где mрот - масса роторной части КВШ.

Так как нагрузка ?Fvкш передается на фундамент подъёмной машины, она должна учитываться при его расчёте.

Рис. 4. Схема нагрузок на многоканатном подъеме с наземным расположением ПМ: Fvкш; Fvош – усилия на канатоведущий и отклоняющий шкивы в вертикальной плоскости, Fгкш; Fгош – то же в горизонтальной плоскости.

Результирующая нагрузка, передаваемая на коренной вал КВШ, определится из выражения:

Fрезкш = ?( Fvкш)2 + (Fгкш)2 . (15)

Данная нагрузка должна учитываться при расчете реакций подшипниковых опор, изгибающих моментов и напряжений в сечениях коренного вала при всех его расчетах на прочность, жесткость и выносливость.

Анализ силовых нагрузок, действующих на коренной вал и подшипниковые опоры наземной МКПМ, показывает, что они значительно ниже, чем у башенных машин. В каждом конкретном случае величина снижения этих нагрузок может быть определена по приведённым здесь формулам. Следствием этого может быть существенное снижение массогабаритных показателей наземных МКПМ по сравнению с башенными. На рис. 5 приведена схема действия нагрузок на фундамент под подшипниковой опорой машины наземного расположения. Анализ нагрузок показывает, что на фундамент передаются реакции опор от суммарных нагрузок в вертикальной плоскости (?Fvкш), от усилий, передаваемых на вал в горизонтальной плоскости (Fгкш), а также опрокидывающий момент (Мгф) от действия сил в горизонтальной плоскости.

Согласно схеме, приведенной на рис. 5, усилие, передаваемое на фундамент реакции подшипниковой опоры в вертикальной плоскости (при равном распределении общей нагрузки между опорами):

Fvф = - Rvоп = Fvкш/2 . (16)

Усилия, передаваемые на фундамент в горизонтальной плоскости:

Fгф = - Rгоп = Fгкш/2 . (17)

Момент от действия сил в горизонтальной плоскости:

Мгф = Fгф ? lгф , (18)

где lгф – плечо приложения горизонтальных сил на фундамент.

Рис. 5. Схема нагрузок, действующий на фундамент наземной

многоканатной подъемной машины

Согласно схеме нагрузок на ОКШ, приведенной на рис. 4, они также могут быть представлены своими вертикальными и горизонтальными составляющими.

Усилие, действующее на вал (ось) копрового шкива, в вертикальной плоскости, для набегающей ветви канатов:


загрузка...