Способ предохранительного торможения подъемной машины

 

Изобретение относится к подъемно-транспортным машинам и может быть использовано в качестве способа предохранительного торможения шахтного лифта. Цель изобретения - уменьшение динамических усилий в канате после остановки подъемной машины и предотвращение набегания сосуда на канат, которая достигается приложением тормозного усилия одной ступенью, вычисляемой по формуле: F V m/n-T+FpT, где V - скорость подъемной машины в момент торможения, м/с m - масса подъемного устройства, приведенная к органу навивки, кг; Т - период колебаний каната, cj 7 - статическая разность усилий в канате соответственно для спуска и подъема сосуда. Hi п 2V/TnSin 0 - кратность времени остановки подъемной машины периоду продольна. колебаний каната; g - ускорение свободного падения, угол наклона шахтного ствола, град. Особенностью данного способа является возможность использования в случае отключения питания подъемной ма-- шины 1 ил. с (Л СА: 4 Oi ел сд ю

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 66 В 1 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3572784/29-11 (22) 07.04.83 (46) 23. 10.87. Бюл. 9 39 (71) Пермский политехнический институт (72) А.Г.Степанов, Г.В.Клименков, Ш.К.Яруллин и В.Н.Шабалин (53) 621.867. 154 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 716960, кл. В 66 D i/24, 1971.

Авторское свидетельство СССР

У 971770, кл. В 66 В 1 28, 1981. (54) СПОСОБ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ПОДЪЕМНОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к подъемно-транспортным машинам и может быть использовано в качестве способа предохранительного торможения шахтного лифта . Цель изобретения — уменьшение динамических усилий в канате после

„„SU„„1346552 А1 остановки подъемной машины и предот-вращение набегания сосуда на канат, которая достигается приложением тормозного усилия одной ступенью, вычисляемой по формуле: F=V m/n T+F » где Ч вЂ” скорость подъемной машины в момент торможения, м/с m — масса подъемного устройства, приведенная к органу навивки, кг; Т вЂ” период колебаний каната, с, F - статическая разность усилий в канате соответственно для спуска и подъема сосуда, н; п > 2V/Т sin Ы вЂ” кратность времени остановки подъемной машины периоду продольных колебаний каната; g — ускорение свободного падения, м/с, угол наклона шахтного ствола, град.

Особенностью данного способа является возможность использования в случае отключения питания подъемной ма-. шины. 1 ил.

1346552

Изобретение относится к области подъемно-транспортных машин и может быть использовано в качестве способа предохранительного торможения подъемных устройств.

Целью изобретения является уменьшение динамических усилий в канате после остановки подъемной машины и предотвращение набегания сосуда на канат.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для управления торможением, реализующая предлагаемый способ.

Устройство содержит цепь управления, подключенную к одному из входов устройства 2 торможения, выход которого соединен через тормоз 3 с подъемной машиной 4, выходы которой подключены соответственно через датчик 5 местоположения, датчик б скорости, датчик 7 загрузки и датчик 8 направления движения подъемного со.— суда к другим входам устройства 2 торможения.

Торможение и остановка подъемной машины осуществляются тормозом, развивающим усилие F

1О

V m

F= — — -+F и T ст

d»= A

Подставив л»в (3), получаем

45 с

ыАпс-— р

mx шх

m + m c

1 откуда А—

ld1m к

Тогда шкх + с(х-х)сж-F, ш„у - с(х-у)=0, .(2) 55 F ш1 шк + mç с где V — скорость подъемной машины на момент торможения, м/с;

Т - период колебаний каната, с

m — приведенная к органу навивки масса подъемного устройства, кг;

+Р— статическая разность усилий в канате соответственно для спуска и подъема сосуда, Н; и — кратность времени остановки подьемной машины периоду продольных колебаний каната.

Тормозное усилие F прикладывается к подъемной машине одной ступенью и величина его постоянна в процессе торможения.

Работа подъемной установки при торможении беэ учета диссипации энергии описывается системой дифференциальных уравнений где х,у - текущие значения линейных перемещений органов навивки и сосуда, м, шкр

m — эквивалентные массы cocpev

1 доточенные на окружности

5 органа навивки и в центре сосуда, кг; с — жесткость ветви каната, н/м, F — тормозное усилие, Н, с — время, с.

При ступенчатом законе приложения тормозного усилия F решение системы уравнений относительно замедления сосуда у"следующее.

Преобразуем (2), предварительно л и обозначив х-у-dx — у=d, + m ) = . (3)

mx Ш1 mx

Уравнение (3) является линейным однородным второй степени, его решение

Д =Д+ д», 25

Общее решение определяется по виду корней характеристического уравнения

+ (d =0 (4) ЗО

1Гс(шх+ m ) где я= — частота колеmõ ш баний каната, c . (5)

Корни характеристического уравнення R, = + iu1 мнимые н сопряженные, поэтому

Д вЂ” С S1I1 4) t + С СОЗ Q t е

Частное решение определяем по виду правой части

d = d + d» = с, sin М t + с cos д t—

Значения с н с находим из начальных условий t= d = 3 =О

1346552

Ь-О-с„jxn ы. О + с cos си О

F my

m„,+ m„c

II о а =О=с, v cos ш-0 — с ы s/n ы О.

Отсюда

F my

С вЂ” c, 0.

m„+m с

Окончательно

F my F my й— cosu> t— ш„+ш с

my — (cos t — 1). ш„+ my c

Из второго уравнения системы (2)

С

Л ш„

Подставим

У

Р (cos ш с — 1) = -(созыв-1), m,+ ai (б) где ш = ш„+ m>.

Иэ первого уравнения системы (2)

-F — с{х — у) -F — my х— — (7) шх Ш

Полученные решения (6) и (7) показывают, что при приложении ступенью тормозного усилия возникающий процесс носит колебательный характер; пропорционально замедлению сосуда формируются усилия в канате, так как

П у =Д, максимальные по модулю замедления сосуда равны 2 — при t= — и ш И (где п=1,2,...), а минимальные — при

27!

t--T и = —. и.

4l

В этом случае, согласно второму закону Ньютона, подъемная машина движется равноэамедленно и величина замедления определяется как а =—

F (8) ш тогда время остановки подъемной машины определяется только соотношением величин замедления а, вызванного тормозным усилием Ри скоростью подьемной машины на момент торможения V (9)

t а ного значения замедления повторяются д0 с частотой ю собственных колебаний каната, поэтому минимум динамических усилий в канате достигается при остановке подъемной машины за время, кратное целому числу периодов собст35 венных колебаний каната, так как

2л

T — ф (10) то время остановки подъемной машины

40 С = пТ замедление а из (9) и (11) получим

V (12) 45

Подставив (12) в (8) и разрешив относительно F получим выражение, необходимое для получения минимума динамических усилий в канатах тормоз50 ного усилия.

m V и Т (13) Усилие в канате зависит от массы сосуда и величины замедления а. При большом значении а усилие в канате может снизиться до нуля или сосуд даже "обгонит" канат. Двигаясь посКолебания сосуда на канате и подь-. емной машине происходит в противофазе относительно некоторой промежуточ5 ной точки движение которой совпадаЭ ет с вынужденным определяемым значением замедления а. Амплитуда колебаний каната без учета затухающего характера колебаний равна величине замедления а. Остановку подъемной машины можно рассматривать как мгновенное ступенчатое снятие ранее наложенного тормозного усилия F. В этом случае происходит суммирование колебаний от остановки подъемной машины с колебаниями от наложенного ранее тор мозного усилия F и амплитуда колебаний каната после остановки подъемной машины определяется суммарной ампли20 тудой, а величина ее зависит от положения сосуда относительно промежуточной точки в момент остановки.

Минимум динамических усилий в канате после остановки подъемной маши25 ны может быть достигнут в случае, ко-. гда остановка ее произошла при минимальном значении замедления сосуда в момент остановки. Точки минималь1346552 ся в измерении величины загрузки, местоположения, направления движения и скорости подъемных сосудов, опре--. делении периода продольных колебаний

5 каната и задании кратности времени остановки подъемной машины, равной периоду продольных колебаний каната, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамических усилий в канате после остановки подъемной машины и прецотвращения набегания сосуда на канат, прикладывают тормозное усилие одной ступенью величиной, равной

V m

n где V

20 или а(— sin Ы, 2 (15)

Подставив выражение (15) в (12), получим выражение для кратности времени остановки подъемной машины пе- 25 риоду собственных колебаний каната

2Ч и)

Tgsind

Способ предохранительного торможения подъемной машины, заключающий- 40 ле этого в обратном направлении с ускорением свободного падения, сосуд выбирает образовавшуюся петлю, что ведет к сильным динамическим нагрузкам на канат. Кратность и времени остановки подъемной машины периоду собственных колебаний каната определяется из условия ненабегания сосуда на канат. При мгновенном приложении тормозного усилия максимальное значение замедления может достичь значения 2а (6) и (7), поэтому для ликвидации набегания сосуда на канат замедление подъемной машины не должно превышать значения ускорения свободного падения g а с учетом наклона ствола g sine(т.е.

t 2а! (g sind (14) и) (16)

Т.g sinÛ где п — ближайшее большее целое число.

Датчики 5 и 7 предназначены для обеспечения определения периода продольных колебачий каната, а по сигналам с датчиков 5 и 6 определяется величина тормозного момента.

Формула изобретения скорость подъемной машины в момент торможения, м/с период колебаний каната, с приведенная к органу навивки масса подъемного устройства, кг; статическая разность усилий в канате соответственно для спуска и подъема сосуда, Н; — кратность времени остановки подъемной машины периоду продольных колебаний каната, определяемая из выражения ускорение свободного падения, м/с г, угол наклона шахтного ствола, град.

1346552

Составитель В.Нефедов

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Редактор Л. Гратилло

Заказ 5085/20

Тираж 720 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г .Ужгород, ул.Проектная,4