Спосіб перепуску зрівноважуючого органу шахтного підйомника та пристрій для перепустку зрівноважуючого органу шахтного підйомника

Изобретение относится к области грузоподъемных механизмов, а именно к шахтным вертикальным установкам, и может быть использовано в шахтном лифтовом подъемнике. Известен способ перепуска уравновешивающего органа шахтного подъемника, выбранный в качестве прототипа для способа, заключающийся в том, что в зоне петли материал органа подвергают индукционному нагреву до эластичного состояния, а на вертикальных участках он подвергается естественному охлаждению до состояния повышенной жесткости его материала. Известно устройство для перепуска уравновешивающего органа шахтного подъемника, выбранное а качестве прототипа для устройства, снабженное расположенным на поверхности уравновешивающего органа покрытием из материала, обладающего эластичным или стеклообразным состоянием при различных температурах, распределенными в массиве покрытия ферромагнитными частицами и расположенным в зоне петли уравновешивающего органа источником индукционного нагрева для воздействия на ферромагнитные частицы. Недостатком способа является недостаточно надежная стабилизация геометрии петли из-за инерционности тепловых процессов в его материале, приводящей к необходимости расширения зоны индукционного нагрева на область вертикального участка опускающейся ветви органа перед входом η петлю, чтобы при высоких скоростях движения (20-25 м/с) сечения успели нагреться до эластичного состояния к моменту входа в петлю, а также к длительному остыванию при выходе на вертикальный участок подымающейся ветви органа. Это снижает надежность стабилизации геометрии петли уравновешивающего органа. В известном устройстве при скоростях движения органа 20-25 м/с источник индукционного нагрева должен быть расположен как можно ближе к поверхности петли, чтобы успевать передавать надлежащее количество энергии, и иметь значительные по протяженности размеры, чтобы успевать нагреть ферромагнитные частицы до требуемой температуры к моменту входа в петлю, что ограничивает зону свободного перемешивания петли и снижает надежность ее стабилизации с ростом скорости и глубины подъема. В основу изобретения положена задача усовершенствования способа перепуска уравновешивающего органа шахтного подъемника за счет изгиба вертикальных участков и распрямления участка в зоне петли, т.о. обеспечивается стабилизация геометрии уравновешивающего органа, что снижает амплитуду его поперечных колебаний. Поставленная задача решается тем, что в способе перепуска уравновешивающего органа шахтного подъемника, включающем подъем одной ветви и опускание другой, согласно изобретению, вертикальные участки уравновешивающего органа подвергают изгибу относительно вертикальной оси симметрии, а участок в зоне петли расправляют в плоскую форму. В основу изобретения положена задача усовершенствования устройства для перепуска уравновешивающего органа шахтного подъемника, за счет введения упруги х элементов, т.о. обеспечивается стабилизация геометрии уравновешивающего органа, что снижает амплитуду его поперечных колебаний. Поставленная задача решается тем, что устройство для перепуска уравновешивающего органа шахтного подъемника, согласно изобретению, снабжено горизонтально закрепленными на уравновешивающем органе упругими элементами дугообразной формы, концы которых обращены внутрь изогнутого контура. Сущность изобретения поясняется чертежей. Устройство содержит упругие дугообразные элементы 1, горизонтально закрепленные на уравновешивающем органе 2 и обращенные своими концами внутрь его U-образного контура. Концы уравновешивающего органа 2 закреплены на сосудах (на рисунке не показаны). Устройство работает следующим образом: при движении сосудов (одного - вниз, а другого - ввер х) под действие сил упр угости дугообразных элементов 1 происходит изгиб прямолинейных участков уравновешивающего органа 2 вокруг его продольной оси, в результате чего он приобретает желобообразную форму и его изгибная жесткость (жесткость конструкции) резко возрастает по сравнению с изгибной жесткостью плоской ленты. При попадании движущи хся вместе с лентой 2 упругих элементов 1 в зону петли их траектория становится криволинейной, благодаря этому возникают центробежные силы, действующие на упругие элементы 1 со стороны масс боковых частей органа 2 (лент) и распрямляющие их до прямолинейной формы, а вместе ними, и желобообразную ленту 2 до плоского состояния. Распрямление желоба в плоскость вызывает резкое снижение изгибной жесткости конструкции уравновешивающего органа и его свободный изгиб в петле, габариты которой не превышают расстояние между концами свободно подвешенной плоской ленты. Благодаря этому достигается стабильность положения петли уравновешивающего органа относительно элементов армировки ствола при действии на него внешних возмущающи х воздействий. Пример конкретного выполнения способа. Рассмотрим реализацию способа перепуска уравновешивающего органа шахтного подъемника на подъемной установке ЦШ 5х6 при глубине ствола 2000 мм, которая снабжена плоским уравновешивающим органом, изображенным на фиг. 2 с упругими элементами. Плоский уравновешивающий орган представляет собой две вертикальные параллельные ленты 3 и 4, соединенные между собой по длине в поперечных сечениях с помощью упруги х элементов 1, скрепленных с лентами 3 и 4 посредством болтовых стяжек 5. В состоянии свободного отвеса ленты под действием упругих элементов 1 установятся в форме равнобокоугольника, полки которого образуют между собой угол 900 и угол a = 45 с плоскостью естественного отвеса лент без элементов 1. Точки С 2 и С1 -центры масс поперечных сечений лент. А - центр изгиба упругого элемента 1, І - ширина ленты, F1 , F2 - равнодействующие центробежных сил, действующи х на каждую из лент 4, приведенные к сечениям, в которых расположены упругие элементы 1. Уравновешивающий орган представляет собой длинномерный объект, обладающий распределенной массой и изгибной жесткостью. Для рассмотрения колебаний уравновешивающего органа с достаточной для практики точностью последний может считаться как системы с одной степенью свободы, совершающая поперечные колебания относительно вертикального положения равновесия под действием внешней (поперечной) возмущающей силы. Рассмотрим самый неблагополучный случай, когда возмущающая сила может быть описана гармонической функцией вида (1) где H и w - амплитуда и частота вынуждающей силы. Амплитуда отклонения нижнего конца от вертикали пропорциональна величине (2) где с и а - приведенная жесткость и масса системы. Из формулы (2) видно, что величина максимального отклонения нижнего конца обратно пропорциональна изгибной жесткости С, которая, в свою очередь, пропорциональна изгибной жесткости уравновешивающего органа EJ, где Ε - модуль Юнга материала органа, J - момент инерции его сечения относительно горизонтальной оси, перпендикулярной плоскости колебаний. В зоне петли, где обе ленты будут развернуты в плоскую конструкцию прямоугольной формы, момент инерции определяется формулой (3) где I - ширина, b - толщина одной ленты. На вертикальных участках, где уравновешивающий орган будет иметь форму разнобокого уголка, его момент инерции будет (4) (5) Выберем в качестве исходного материала для уравновешивающего органа резинотросовые ленты со следующими параметрами: I = 0,4 м , b = 0,02 м, q = 55 кг/м, где q - масса единицы длины ленты. Расчет по формулам (3), (4) и (5) показывает, что для приведенных параметров ленты момент инерции в петле будет составлять величину порядка 5,3 x 104 мм 4, а момент инерции уголка будет 5,3 x 107 мм 4. То есть, по сравнению с традиционным уравновешивающим органом, предложенный способ позволяет увеличить его изгибную жесткость в 1000 раз, пропорционально снизив максимальную амплитуду его поперечных отклонений. В зоне петли, где жесткость конструкции становится равной изгибной жесткости ленты, орган свободно изгибается, сохраняя поперечные размеры, равные расстоянию между точками подвеса его вертикальных ветвей. Будем считать, что в зоне петли уравновешивающий орган изогнут по дуге окружности диаметра 2R, равного расстоянию между точками его подвеса. Это допущение обеспечивает получение оценок с достаточной для практики степенью точности. Пусть n - приведенная жесткость упругих элементов, закрепленных на плоских лентах. Будем считать, что момент сил. вызывающих упругую де формацию боковых полок уравновешивающего органа при раскрытии в плоскую форму, будет Ma = nj , где j - угол упругого поворота полки (0 £ j £ a 1 ) . При движении по дуге окружности центробежные силы F1 и F2, разворачивающие полки уголка, будут уравновешены силами упругости элементов. Из этого условия получим соотношение (6) где V - скорость подъема. Для полного разворота уголка в плоскую форму (j = a) приведенная жесткость упругих элементов должна быть не более (7) Для R = 1 м, a = 45 0 , V = 20 м/с получим n £ 560H . Чтобы не происходил изгиб полок под действием центробежных сил более чем на угол a , ленты должны быть соединены между собой посредством упруги х элементов, содержащих упоры, не позволяющие им образовать между собой угол более 1800. Реализация этих операций обеспечивает динамически устойчивую работу уравновешивающего органа и позволяет осуществить одноступенчатый подъем грузов с глубин 2000-2500 м. Данное изобретение по сравнению с прототипом позволит не менее чем в 5-7 раз снизить амплитуду поперечных колебаний уравновешивающего его органа при скоростях подъема 20-25 м/с и повысить надежность его перепуска.