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矿山运输与提升7
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第七章提升设备的运动学和动力学
§ 提升速度的确定
在一次提升过程中,提升速度是变化的。
提升开始时,容器以加速运行,速度由零增加到最大值;然后保持在最大速度下运行一段;接近提升终了时,容器接近卸载位置时开始减速,速度又从最大值下降到零最后停在卸载位置。在一次提升(或下放)中容器运行速度随时间的变化过程可以绘成直观的提升速度图。
用横坐标表示容器运动的延续时间,纵坐标表示相应的运动速度,则绘出容器随时间变化的速度曲线,就称之为提升速度图。
从物理意义上讲,提升速度图上速度曲线所包含的面积就是提升容器在一次提升时间内所走过的路程,即提升高度H。
提升容器在一次提升过程中的运动,一般有加速、等速和减速等三个阶段。
要实现面积等于H的速度图可以有很多,即将矿石由井下经过提升高度H提到地面,可以采用不同的提升速度。
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第七章提升设备的运动学和动力学
§ 提升速度的确定
在三阶段速度图中,当提升加速和减速阶段为匀加速和匀减速运动时,其提升速度随时间的变化曲线呈梯形,通常称为三阶段梯形速度图。若没有等速阶段,则提升速度图就变成了三角形速度图。
显然,我们可以把三角形速度图看作是梯形速度图的一种极限状态。
那么我们如何确定最大提升速度呢?
在提升能力一定的情况下,最大提升速度不同,则一次提升时间就不同,因此一次提升量也不同,为此而需要配置的提升钢绳、提升机以及配套的电动机的规格就不同,最终会导致提升系统的投资和提升成本不同。显然,我们希望确定的最大提升速度应为最经济合理得提升速度。
下面我们来分析最经济合理的提升速度是如何确定的。
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第七章提升设备的运动学和动力学
§ 提升速度的确定
当采用梯形速度图并且提升高度一定,加速度、减速度相同时,其提升时间随最大提升速度的减小而增大。提升时间最短的是三角形速度图。
设提升高度为H,加速度为任意值a且等
于减速度,则当速度按三角形变化时,
其面积,其最大提升速度为:
(7-1)
其相应的最短一次提升时间为:
(7-2)
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第七章提升设备的运动学和动力学
§ 提升速度的确定
当速度按梯形曲线变化时,一次提升时间为:
(7-3)
式中 V—梯形速度图的最大速度。
将H=V0t0/2 及a =2V0/t0代入(7-3)式,经整
理后得 t / t0 与V / V0 的关系式:

(7-4)
把上式表示的函数关系绘成曲线,如图右图所示。
从曲线中可以看出:
当提升速度V 超过(~)V0 时,提升
时间的缩短就不显著了。
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第七章提升设备的运动学和动力学
§ 提升速度的确定
同时还可以求出提升的有效载重、卷筒直径、提升电动机容量与提升速度的关系曲线。经分析研究后,得出最经济合理的提升速度为:
米/秒
一般的提升加速度和减速度 a=~1米/秒2,故:
米/秒(7-5)
式中 ~—系数,当H<200米时取下限,当H>600米时取上限;
H—提升高度,米。
根据算出的V 值,选择与其接近的提升机标准速度,作为速度图中的最大提升速度Vm,但必须符合安全规程规定:
,其最大速度不得超过下式的计算值;且不能大于12米/秒。
米/秒
竖井升降物料时,提升容器的最大速度,不得超过下式的计算值:
米/秒
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第七章提升设备的运动学和动力学
§ 提升设备的运动学
提升设备属于周期动作式的设备。提升设备运动学是研究提升容器运动速度随时间的变化规律,以求得合理的运转方式。
提升设备运动学计算的基本任务是:确定合理的加速度与减速度、各运行阶段的延续时间以及与之相对应的容器行程,并绘制出速度图和加速度图。
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第七章提升设备的运动学和动力学
§ 提升设备的运动学
一、罐笼提升运动学
罐笼提升采用三阶段梯形速度图。如右图所示。
图中t1为加速运行时间,t2为等速运行