Нестеренко Александр Александрович

Реферат

Главную роль в развитии промышленности в мире играет топливно — энергетический комплекс. Его функционирование и развитие в мире в значительной степени определяется состоянием и развитием угольной промышленности, широко распространена в нашем регионе. Одним из важнейших технологических объектов угольных и рудных шахт являются подъемные установки. От их работоспособности зависит не только объем добычи полезного ископаемого, но и нормальное функционирование, и безопасность работы всей шахты в целом.

На современных горных предприятиях весь объем полученных полезных ископаемых выдается, как правило, одним стволом. Уже сейчас эксплуатируются мощные подъемные комплексы, способные поднимать со скоростью более 16 м/с скипы грузоподъемностью 50 т, перемещать в клетях одновременно до 100 человек. Прогресс в развитии конструирования машин ведет к снижению их металлоемкости, а следовательно и массивности. Шахтная подъемная установка (ШПУ) является одним из важнейших комплексов в технологическом цикле добычи полезных ископаемых. При этом большинство современных установок представляют собой сложные электромеханические комплексы, включающие упругие механические звенья, электро — , пневмо — и гидроприводы, преобразователи, средства защиты, систему управления и другое оборудование.

Для обеспечения безопасной эксплуатации подъемных установок, своевременного обнаружения нарушений в режимах работы и принятия, необходимых мер по предупреждению аварий применяют системы защит и блокировок, сигнализации, осуществления систематического контроля за состоянием установок и их элементов, а также организации безопасной эксплуатации подъема. Средства защиты появились одновременно с появлением шахтных подъемных установок и совершенствовались параллельно с ними.

Система управления, защиты и контроля ШПУ должна обеспечивать ее эксплуатацию с максимальной производительностью и безопасностью. Применение автоматических и автоматизированных систем управления позволяет повысить эффективность использования ШПУ, повысить надежность и долговечность электромеханического оборудования. Долговечность работы узлов ШПУ зависит от качества работы подъемной установки во всех режимах эксплуатации, от правильности настройки систем приводов двигательного и тормозного режимов. Некоторые технологические циклы подъемной установки накладывают ограничения по безопасности, быстродействию и динамичности. Это особенно касается работы установки в аварийных режимах и, в частности, в режиме предохранительного торможения, которые регламентируются Правилами безопасности.

37 стр., 18009 слов

Выпускной квалификационной работы «Совершенствование системы ...

... исследования является строительная компания "Людвиг". Предмет - система управления финансами в ООО "Людвиг". Цель данной работы - Совершенствование системы управления финансами строительной организации на примере ООО "Людвиг". Для ... 686 договоров об участии в долевом строительстве общей суммой 1010607504 руб. Почти все объекты в 2015 году сданы в эксплуатацию. Чуть меньше объектов строят компании " ...

Чем меньше собственная масса подъемной машины и чем больше масса поднимаемого груза, тем эффективнее подъемная установка. Это достигается применением современных конструкционных материалов и прогрессивных конструктивных решений при создании машин. Например, широкое применение находят безредукторные машины с тихоходными двигателями. В зарубежной практике известны машины с электродвигателями, встроенными в барабан машины. С одной стороны, уменьшение приведенной массы установки ведет к снижению динамических нагрузок, что способствует повышению долговечности машины. С другой стороны — растет ускорение свободного выбега, и существующие тормозные системы, настраиваются на создание определенного тормозного усилия, не меняющегося от величины и знака конечного нагрузки, в ряде случаев оказались не в состоянии обеспечить интервал величин замедленного меры торможения в пределах, нормируемых Правилами безопасности [ 2 ]. Кроме того, уже при конечных нагрузках порядка 15-20 т, скорости подъема 10 м / с и более возникают проблемы отвода тепла и перегрева тормозных колодок и колес машины. Имели место аварии, связанные с подъемом сосудов вследствие потери фрикционных свойств пресмассовых тормозных колодок из-за их перегрева.

Особенностью современных подъемных установок является постоянное совершенствование их эксплуатационных характеристик, таких как грузоподъемность, скорость и глубина подъема, снижение материалоемкости оборудования за счет повышения эффективности, качества работы и надежности системы управления. При этом необходимо сохранить и даже повысить уровень надежности всего подъема. Этого невозможно достичь без совершенствования параметров систем подъемных установок в аварийных режимах[ 4 ].

2. Актуальность темы

Теоретическое обоснование и разработка рациональных параметров предохранительного торможения подъемных установок позволяет реализовать идею создания автоматизированных технологических процессов предохранительного торможения. Этому также способствует появление новых достижений в области электронной и микропроцессорной техники, управляющих контроллеров и микро — ЭВМ.

Поставленная практическая задача не может быть решена без проработки ряда возникающих теоретических вопросов, что определяет научную актуальность проблемы.

3. Цель и задачи исследования

Целью работы является повышение эффективности, надежности и безопасности эксплуатации шахтных подъемных установок путем формирования рациональных воздействий на тормозную систему, направленных на снижение динамических перегрузок ШПУ.

Основные задачи исследования:

  1. исследовать переходные процессы в ШПУ, которые возникают при срабатывании быстродействующих тормозных дисковых модулей, определить их параметры

  2. исследовать процесс работы современных систем защиты.

  3. определить пути и резервы совершенствования систем рабочего и предохранительного торможения ШПУ.

4. Тормозные устройства подъемных машин. Общие сведения

Тормозное устройство подъемных машин — одно из самых сложных и ответственных устройств подъемной установки, являющееся конечным: звеном в цепи защитных средств. К тормозным устройствам предъявляются повышенные требования, так как от их совершенства в значительной мере зависят надежность и безопасность работы подъемной установки.

9 стр., 4078 слов

Двигатели постоянного тока: пуск, регулирование скорости, тормозные режимы

Статор является источником магнитного поля и механическим остовом машины, якорь - часть машины, в обмотке которой индуцируется э. д. с. Рис. 1. Устройство простейшего двигателя постоянного тока На одном валу с якорем ...

В системе подъема тормозные устройства выполняют следующие основные функции: обеспечение выполнения заданной тахограммы движения подъемных сосудов (рабочее торможение); предохранительное торможение при срабатывании какого — либо из аппаратов защиты (возникновении неисправности); стопорение машины в фиксированном положении при ремонтных работах или удержание ее во время — пауз с необходимым запасом тормозного момента.

Тормозное устройство состоит из исполнительного органа, привода и системы управления. В качестве источника тормозного усилия используются масса тормозных грузов, сила сжатых пружин или сжатого воздуха.

Каждое тормозное устройство должно создавать рабочее и предохранительное торможение подъемной машины с независимыми друг от друга способами их включения. Сложение тормозных усилий, создаваемых при рабочем и предохранительном торможении, не допускается. Предохранительное торможение должно включаться как автоматически при каждом срабатывании защитных устройств или снятии напряжения, так и машинистом, причем включение предохранительного тормоза должно сопровождаться автоматическим отключением энергии, питающей подъемные электродвигатели. Начавшееся предохранительное торможение должно продолжаться до полной остановки подъемной машины и может быть прекращено только машинистом подъема после затормаживания машины рабочим тормозом. Система управления тормозным устройством должна выполняться таким образом, чтобы при всех возможных ее повреждениях наступало надежное торможение подъемной машины. Привод и система управления тормозным устройством должны иметь блокировки, исключающие возможность растормаживания машины при нарушении нормального состояния или выхода из строя любого элемента тормозной системы.

Существуют два типа тормозных устройств:

  • с радиально приложением тормозного усилия;
  • с аксиально приложением тормозного усилия.

Наиболее распространенным в наше время есть первые тормозные устройства, с радиально приложением тормозного усилия. Они делятся на:

  • тормозные устройства с угловым перемещением колодок (рисунок 1);
  • тормозные устройства с поступательным перемещением колодок (рисунок 2);
  • комбинированные [ 5 ].

Для мощных подъемных машин, в том числе и многоканатных, применяют третий тип тормозных устройств. В конструкторском плане все тормозные устройства состоят из исполнительного органа, тормозного привода и аппарата управления.

Исполнительный орган тормоза состоит из тормозных балок, тормозных колодок с фрикционными накладками, тормозного обода и рычажно-шарнирного механизма. По принципу торможения исполнительные органы тормоза подразделяются на два основных типа:

  • Радиального типа (рисунок 3 а, 3 б), в котором две диаметрально расположенные жесткие тормозные колодки 3, оснащенные фрикционными накладками 2, прижимаются с обеих сторон до цилиндрического тормозного обода барабана 1 с усилием F, направленного по радиусу барабана;

— Аксиального типа (рисунок 3 в), в котором две тормозные колодки 3, составляющие один так называемый тормозной модуль, прижимаются с двух сторон до соосного с барабаном 1 тормозного диска 2 (на одном диске может размешать до восьми и более модулей) с усилием F, направленным вдоль оси барабана.

13 стр., 6298 слов

Техническое обслуживание и ремонт тормозной системы

... Устройство рабочей и запасной тормозных систем Рабочая тормозная система выполнена ... тормозной системы и действующей на тормозные механизмы передних или задних колес; стояночной, действующей на трансмиссию автомобиля. тормозной система технический ремонт Контроль за уровнем тормозной жидкости в главном тормозном ... и передних тормозов Тормозной механизм колеса ... «Газель»: самосвал, машина скорой помощи, ...

Тормозные приводы подъемных машин в зависимости от источника тормозного усилия подразделяют на грузовые, грузо-гидравлические, пружинно-гидравлические, пружинно-пневматические (безвантажни и грузовые), грузо — пневматические и тормозные устройства с пружинно — гидравлическими дисковыми тормозами. При любом типе тормозного привода тормозное усилие обеспечивается силами предварительно сжатых пружин или весом тормозных грузов — это основное правило тормозных систем: подъемная машина должна быть заторможена независимыми от оператора сил.

Аппараты управления тормозными устройствами подъемных машин служат для обеспечения необходимых режимов рабочего и предохранительного торможения. К ним относятся электропневматические и электрогидравлические регуляторы давления, различного вида краны управления, воздухораспределительные, запорно-разгрузочные, редукционные, предохранительные, обратные клапаны, клапаны замедленного торможения, электромагнитные клапаны, регулируемые выхлопные устройства, электропневматические вентили и другие.

В течение десятилетий конструкции этих аппаратов совершенствовались и модифицировались вместе с техническим прогрессом, общее их количество по разновидностям и назначению очень велико, описание их конструкции и принципа действия подробно описаны в [ 6 ,7 ] и другие.

Важнейшими параметров тормозного устройства является время холостого хода и время срабатывания тормоза. Продолжительность холостого хода предохранительного тормоза действующих подъемных машин в соответствии с требованиями ПБ [ 1 ] не должна превышать:

  • 0,5 с — при погрузочно — пневматическом и пружинно-пневматическом грузовом приводах;
  • 0,6 с — при погрузочно — гидравлическом приводе;
  • 0,3 с — при пружинно — пневматическом и пружинно — гидравлическом приводах, а также для всех вновь конструкций тормозных устройств.

А время срабатывания тормоза по ПБ ограничивается «сверху» величиной 0,8 с. Относительно к тормозным устройствам радиального типа, эти два параметра не всегда достигаются в соответствии с ПБ, это является главным недостатком таких устройств. Поэтому целесообразно применение тормозных устройств аксиального типа, так как в них время холостого хода тормоза не превышает 0,2 с., а время срабатывания тормоза не более 0,25с.

Предлагаю использовать современные тормозные устройства аксиального типа(дисковые тормоза), общий вид которых представлен на рисунке 4.

Тормозные диски жестко связаны с барабаном 1, чаше всего, их функции выполняют непосредственно реборды самого барабана. Тормозные модули устанавливаются на специальных суппортах («постаментах») (рисунок 4), жестко связанных с фундаментом машины. Рабочим «телом» для модулей, как правило, сжатый воздух или жидкость (техническое масло под давлением).

С целью повышения безопасности и надежности эксплуатации тормозные устройства любого типа должны располагаться по обе стороны от лобовины барабана и иметь независимые приводы тормоза (в многомодульных дисковых тормозах независимыми являются каждый модуль отдельно, что является их самым большим преимуществом).

15 стр., 7030 слов

Тормозная система автомобиля

... тормозная система. Вспомогательная система тормозов предназначена для поддержания постоянной скорости автомобиля, при движении его на затяжных спусках горных дорог, с целью снижения нагрузки на рабочею тормозную систему при длительном торможении. Каждая тормозная система состоит из тормозных ...

5. Обзор исследований и разработок по этой теме

Тормоз машины, выполняющий функции рабочего и предохранительного торможения — дисковый, гидравлический производства компании АВВ (Швеция).

Тормозная система обеспечивает контролируемое предохранительное торможения при различных нагрузках.

Фактическое замедление измеряется датчиком, связанным с барабаном. Микропроцессорная система управления обеспечивает быстрое приложение тормозов для отработки требуемого замедления. Резервное питание от аккумуляторов обеспечивает бесперебойное управление торможением при отказе основного питания.

Преимущества дискового тормоза

Конструктивное исполнение машины с дисковым тормозом обеспечивает высокие быстродействие, надежность и безопасность.

Последний радиальный тормоз был выпущен фирмой АВВ в 1965 году. С 70-х годов прошлого столетия в странах дальнего зарубежья традиционные радиальные тормоза подъемной машины с рычажной передачей тормозных усилий были повсеместно вытеснены гидравлическими дисковыми тормозами. Аналогичная тенденция наблюдается в последние годы и на ведущих горнодобывающих предприятиях СНГ (Россия, Казахстан).

Данная тенденция не является данью моде, а вызвана несомненными преимуществами, которые дают применение дисковых тормозов[ 8 ].

Вот некоторые из них:

  • возможность достижения высокой степени автоматизации подъема, а следовательно и повышения производительности;
  • повышение безопасности за счет наличия автоматического регулируемого предохранительного торможения и высокой стабильности тормозных характеристик;
  • существенное снижение простоев подъема из-за выхода из строя тормозной системы за счет высокой надежности тормозной системы;
  • повышение качества торможения при применении дисковых тормозов и связанное с этим снижение динамических нагрузок и, соответственно, повышение срока службы основных элементов подъемной установки (канатов, прицепных устройств, механической части подъемной машины и т.

д.);

  • у дисковых тормозов существенно выше быстродействие за счет сокращения времени холостого хода (ориентировочно в 3 раза) и времени срабатывания;
  • увеличивается показатель общей надежности тормозного устройства при отказах, с 50% (для колодочного тормоза) до 75% (для дискового), что повышает безопасность работы подъемной установки в целом;
  • у дисковых тормозов существенно повышается точность остановки подъемного сосуда за счет повышения быстродействия тормоза, а следовательно и точность отработки цикла;
  • тормозные элементы дисковых тормозов допускают широкую унификацию для различных типов подъемной машины, что весьма удобно для крупных горнодобывающих предприятий, имеющих несколько подъемов;
  • дисковые тормоза имеют более высокую ремонтопригодность за счет многоэлементности;
  • дисковые тормоза совместно с системой автоматизации позволяют реализовать режим гравитационного спуска, т. е. режим, позволяющий опустить с подтормаживанием подъемный сосуд под действием силы тяжести на нижний горизонт при исчезновении питания на приводе подъемной машины;
  • дисковые тормоза имеют более высокий КПД, проще в наладке и управлении;
  • силы прижатия тормозных колодок к диску взаимно уравновешиваются и не нагружают барабан и лобовины радиальными усилиями;
  • при равных тормозных моментах дисковый тормоз компактнее и легче радиального, у него меньше инерционность, выше быстродействие, большая точность управления машиной;
  • плоская поверхность тормозной колодки менее подвержена тепловой деформации, а тормозное поле имеет благоприятные условия охлаждения, как конвекционным путем, так и путем излучения;
    28 стр., 13944 слов

    Разработка мероприятий по совершенствованию технологии ремонта ...

    ... устройство и технические требования стиральных машин, основные неисправности стиральных машин барабанного типа и их причины, анализ существующего технологического процесса ремонта стиральных машин и его усовершенствованная ... 200 Стиральные машины типа СМР. Такие машины рассчитаны на одновременнуюстирку 1,5…2кг сухого белья в условиях интенсивной циркуляции моющего раствора, создаваемой дисковым ...

    6.

Выводы

Анализ развития ШПУ показывает тенденцию их развития в направлении повышения скорости, грузоподъемности, снижения металлоемкости, и это невозможно осуществить без совершенствования систем рабочего и предохранительного торможения. В настоящее время многие зарубежные фирмы, передовые в области шахтного подъема и ведущие организации в нашей стране и СНГ ориентируются на разработку и внедрение дисковых тормозных систем автоматически регулируемого предохранительного торможения.

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: июнь 2017 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список источников

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/podyemnyie-agregatyi/

  1. Правила безпеки у вугільних шахтах. — Інформ. — аналітичн. центр «ЛІГА», 2010.- 187 с.
  2. Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт. — М. : Недра. 1976.- 303 с.
  3. УДК 622.861 О.И. Кашуба, д.т.н., Н.Б. Левкин, д.т.н., Е.А.Спиридонов, асп.(МакНИИ) Анализ причин травматизма на шахтах украины
  4. УДК 622.673.4:621.625 Диссертация Васильева В.В. Обоснование рациональных динамических параметров предохранительного торможения шахтных подъёмных установок,Киев — 2012, НТУ «КПИ»
  5. Устройство управления тормозом шахтной подъемной машины. А. с. 1404450 СССР, МЕСИ В 66 D 5/26/ В.А. Трибухин и А.Ф. Новиков (СССР).

    — 4056732; Заявлено 15.04.1986; Опубл 23.06.88, бюл. № 23.- 46

  6. В.Р. Бежок, Б.Н. Чайка Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъемных установок. М., Недра, 1982 г., 391 с.
  7. Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъемных установок. Изд. 2-е, переработанное и дополненное \ Бежок В.Р., Чайка Б.Н., Кузьменко Н.Ф. и др. — М.: Недра, 1982. – 391 с.
  8. НПФ «Мидиэл» Дисковые тормоза BSFG — 408. Инструкция по монтажу и эксплуатации BSFG-408 ИЭ. Украина, Донецк 2012 г.