Способ предохранительного торможения подъемной машины

(54) СПОС ЖЕНИЯ ПО НИТЕЛЬНОГО ТОРМОНЫ Б ПРЕДОЕМНОЙ МАШИетениертным мно в ка ДЪ (57) Изоб но-трансп использов тносится к подъемашинам и может быть е способа ма-. ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Пермский политехнический инсттут(56) Авторское свидетельство СССРУ 716960, кл. В 66 Р 1/24, 1971.Авторское свидетельство СССРУ 971770, кл. В 66 В 1/28, 1981. дохранительного торможения шахтноголифта. Цель изобретения - уменьшенидинамических усилий в канате после остановки подъемной машины и предотвращение набегания сосуда на канат, которая достигается приложением тормозногоусилия одной ступенью, вычисляемой по формуле: Р=Ч ш/и Т+Р , где Ч - скорость подъемной машины в момент торможения, м/с ш - масса подъемного устройства, приведенная к органу навивки, кг; Т - период колебаний каната, с, Г - статическая разность усилий в канате соответственно для спуска и подъема сосуда, н; п2 Ч/Т зхи Ы - кратность времени остановки подъемной машины периоду продольных колебаний каната; ц - ускорение свободного падения, м/с, - с угол наклона шахтного ствола, град. Особенностью данного способа является возможность использования в слуае отключения питания подъемноины. 1 ил.Тогда шЙ + с(х-х)=-Р,шу - с(х-у)=0(2) 55шх+ шу с Изобретение относится к областиподъемно-транспортных машин и можетбыть использовано в качестве способапредохранительного торможения подъемных устройств.Целью изобретения является уменьшение динамических усилий в канатепосле остановки подъемной машины ипредотвращение набегания сосуда наканат,На чертеже представлена функциональная схема устройства для управле"ния торможением, реализующая предлагаемый способ.Устройство содержит цепьуправления, подключенную к одному из входов устройства 2 торможения, выходкоторого соединен через тормоз 3 сподъемной машиной 4, выходы которойподключены соответственно через датчик 5 местоположения, датчик б скорости, датчик 7 загрузки и датчик 8направления движения подъемного со. -суда к другим входам устройства 2 торможения,Торможение и остановка подъемноймашины осуществляются тормозом, развивающим усилие Р где 7 - скорость подъемной машинына момент торможения, м/с;Т - период колебаний каната, с;ш - приведенная к органу навивки масса подъемного устройства, кг;+Р - статическая разность усилийв канате соответственно дляспуска и подъема сосуда, Н;и - кратность времени остановкиподьемной машины периодупродольных колебаний каната.Тормозное усилие Р 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,шхрш - эквивалентные массы сосре 1доточенные на окружности5органа навивки и в центресосуда, кг;с - жесткость ветви каната,н/м,Р - тормозное усилие, Н,с - время, с.При ступенчатом законе приложениятормозного усилия Р решение системыуравнений относительно замедления сосуда у"следующее.Преобразуем (2), предварительнол н иобозначив х-у=йх - У=я 1,+ с(шх+") д= -- , (3) шх Шу шХ Уравнение (3) является линейным однородным второй степени, его реше- ние Д:Д+ +25Общее решение определяется по виду корней характеристического уравненияг + ы =О, (4) ЗО1 с(шх + ш)где я =- частота колеШмл ШУ баний каната,с. (5)Корни характеристического уравнення К,е л -м 1 мнимые н сопряженные, поэтому й = с з 1 п м С + ссоз ь с. 40Частное решение определяем по виду правой части Подставив ав (3), получаем45ыА=- -ршх откуда А -у 1 ш50к Д-+ Д - С 181 ПМС + С 2 СОЗЫС -Значения с н с находим из начальных условий = д = 3 =О+ шуоЬ =О=с, са сов о О - с ы вп ы О.ОтсюдаР шт- с =О.ш+ш сОкончательноР тпрр Р щусово С -ш+ш с ш+ шсР шч- (совы С - 1).шх +Из второго уравнения системы (2)у= т 1шПодставимУь Р(б)где ш = ш+ ш.Иэ первого уравнения системы (2)и -Р - с(х - у) -Р - шу х -- (7)шх ШПолученные 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 иу =Д , максимальные по модулю замедления сосуда равны 2 - при С= - иш й (где п=1,2,), а минимальные - при27С=Т и = - и.ЯВ этом случае, согласно второму закону Ньютона, подъемная машина движется равноэамедленно и величина замедления определяется кака = -Р(8)ш фтогда время остановки подъемной машины определяется только соотношением величин замедления а, вызванного тормозным усилием Р и скоростью подьемной машины на момент торможения Чного значения замедления повторяются З 0 с частотой ю собственных колебанийканата, поэтому минимум динамическихусилий в канате достигается при остановке подъемной машины за время,кратное целому числу периодов собст" 35венных колебаний каната, так как2 лТ(10)то время остановки подъемной машины 40 С = пТ замедление а из (9) и (11) получим Чп,Т(12) 45 Подставив (12) в (8) и разрешивотносительно Р, получим выражение, необходимое для получения минимума динамических усилий в канатах тормоз ного усилия,ш Ч и Т(13) Усилие в канате зависит от массысосуда и величины замедления а. Прибольшом значении а усилие в канатеможет снизиться до нуля или сосуддаже "обгонит" канат. Двигаясь посКолебания сосуда на канате и подь-.емной машине происходит в противофазе относительно некоторой промежуточной точки движение которой совпадаФет 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 Р. В этом случае происходит суммирование колебаний от остановки подъемной машины с колебаниями от наложенного ранее тормозного усилия Р и амплитуда колебаний каната после остановки подъемной машины определяется суммарной ампли тудой, а величина ее зависит от положения сосуда относительно промежуточной точки в момент остановки.Минимум динамических усилий в канате после остановки подъемной маши ны может быть достигнут в случае, когда 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 5каната и задании кратности времени остановки подъемной машины, равной периоду продольных колебаний каната, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения динамических усилий в канате после остановки подъемной машины и прецотвращения набегания сосуда на канат, прикладывают тормозное усилие одной ступенью ве личинойф равной ч. ш(15)Подставив выражение (15) в (12),получим выражение для кратности времени остановки подъемной машины периоду собственных колебаний каната 30 2 Чи)Тдз 3 пН ф Способ предохранительного торможения подъемной машины, заключающийле 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 2 а (6) и (7), поэтому для ликвидации набегания сосуда на канат замедление подъемной машины не должно превьппать значения ускорения свободного падения я, а с учетом наклона ствола я з 1 п Ы, т.е,1 2 а ( я зпс (14) и) (16)Т я зхпЫгде 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 машиныв момент торможения, м/спериод колебаний каната, сприведенная 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 вы- ражения ускорение свободного падения, м/сг,угол наклона шахтного ствола,град.1346552 СоставителТехред Л,В.Нефедовдюкова Корре ЛГратилло едак а По аказ 5085/2 е д 1 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная ВНИИПИ по д11303 Тираж 720осударственного комитета См изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб