государственный комитет по пищевой промышленности

ПРИ ГОСПЛАНЕ СССР

всесоюзный научно-исследовательский институт соляной

ПРОМЫШЛЕННОСТИ (ВНИИСоль)

Одобрено Государственным комитетом по пищевой промышленности при Госплане СССР

РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ И БЕЗОПАСНОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ ШАХТНЫХ ПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВОК

соляных ШАХТ

ЦИНТИПИЩЕПРОМ

Москва — 1965

СОДЕРЖАНИЕ

I. Краткие сведения о подъемных установках...... Я

1.    Подъемные сосуды..... 4

2.    Подъемные канаты .    .    „......11

3.    Копровые шкивы и копры.......12

4.    Подъемные машины.........12

5.    Редукторы............20

6.    Тормоза.......*    ....    21

7.    Указатели скорости и глубины......26

8.    Предохранительная аппаратура    подъемных    машин    20

9.    Принципиальная схема управлении асинхронным двигателем подъемной установки......29

10.    Сигнализация при шахтном подъеме ....    33^

И. Эксплуатация и безопасное обслуживание подъемных установок ..... 34

1. Общие положения ........ «    34

2v Состояние машинного зала    3$

3.    Копры и направляющие шкивы    ......    36

4.    Канаты и прицепные устройства......38

5.    Подъемные сосуды и устройства для загрузки и выгрузки их .    .     "...    42

6.    Парашюты............46*

7.    Предохранительные устройства......47

8.    Подъемные машины........*    48

9.    Электрооборудование подъемной установки ...    53

10.    Сигнализация при подъеме ........    55

11.    Осмотр подъемной установки......55

12.    Обслуживание подъемной установки .    . • .    .    .    56

13.    Спуск и подъем людей по шахтным стволам ,    .    58

Литература..............60>

новки; измельчение полезного ископаемого; неудобства разделения полезного ископаемого по сортам.

Преимущества установки с опрокидными клетями: простой околоствольный двор (как при установке с обыкновенными клетями); простая поверхность (как при скиповой установке).

Недостатки установки с опрокидными клетями: еще больший, чем у неопрокидных клетей, мертвый вес, ограниченная производительность; выполнение вспомогательных функций; связано с неудобствами от необходимости производить спуск, людей с уровня устья шахты, а подъем до того же уровня; сложный динамический режим установки.

Преимущества установки с обыкновенными клетями заключаются в том, что одной установкой можно выполнять все функции, для крупных шахт в данное время не имеет существенного значения: с точки зрения рационализации работ подъемной установки необходимо разделение ее функций — транспортирование полезного ископаемого (главная установка) и транспортирование людей, материалов, оборудования к пр. (вспомогательная установка).

2. Подъемные канаты

Подъемные канаты изготовляются из высокосортной тигельной стали с временным сопротивлением разрыву 120-200 кг/мм². Диаметр проволок для канатов принят от 1 до 3 мм.

По форме поперечного сечения подъемные канаты бывают круглые и плоские (рис. 9, 10).

Если свивка проволок в пряди и прядей в канат ведется в одном направлении, то такие канаты называются канатами параллельной свивки. Если свивки проволок в пряди и прядей в канат ведется в противоположных направлениях, то такие канаты называются канатами крестовой свивки (рис. 11).

И

Канат параллельной свивки обладает следующими преимуществами: он более гибок; проволоки его менее подвержены деформации при огибании канатом шкива и органа навивки; легче надзор за проволоками, благодаря их выходу на наружную сторону каната на большую длину; при ведущем шкиве трения коэффициент сцепления каната с футеровкой шкива больше, так как проволоки слегка вдавливаются в футеровку благодаря тому, что они в канате располагаются непараллельно его оси. Недостатки канатов параллельной свивки заключаются в том, что они подвержены раскручиванию. Эти канаты применяются в том случае, когда подъемные сосуды движутся по проводникам, а следовательно, устраняется возможность раскручивания. Канаты крестовой свивки менее гибки и менее подвержены раскручиванию.

Различают правую и левую свивку прядей. При правой свивке каната, если смотреть на отвес со стороны наблюдателя, у которого барабан машины остается сзади каната, винтовая линия идет вправо, а у каната левой свивки — влево.

Канаты правой свивки рекомендуется применять, когда они навиваются на барабан слева направо, если смотреть с площадки машиниста, в противном случае, лучше применять канаты левой свивки.

3. Копровые шкивы и копры

Копровые (направляющие) шкивы устанавливают на копре для направления подъемных канатов в стволе (рис. 12).

Копры необходимы для того, чтобы: поддерживать копровые шкивы и воспринимать силу, действующую на них; служить для крепления проводников, выходящих из ствола, и разгрузочных кривых для скипов и опрокидных клетей; поддерживать балки для кулаков или качающихся площадок (рис. 13). Копры изготовляют из стали и железобетона.

4. Подъемные машины

В шахтных подъемных установках применяются подъемные машины, изображенные на рис. 14.

12

Рис. 13. Копер А — системы: I — вертикальный станок; 2 — укосина (нога): 3 — площадка для направляющих шкивов.

При подъеме с нескольких горизонтов применяют подъемные машины с двумя барабанами (см. рис. 14), из которых 1а жестко закреплен на валу при помощи шпонок, а другой 1 б может быть соединен или отсоединен от вала (переставной барабан). Переставной барабан дает возможность регулировать взаимное расположение подъемных сосудов, что необходимо при одновременном обслуживании нескольких горизонтов, при рубке, каната для испытания и пр.

Валы подъемных машин изготовляются из лучшей стали с временным сопротивлением разрыву 50—60 кг/мм² и рассчитываются на сложную деформаюцию изгиба и кручения.

Укрепление барабана к валу производится преимущественно двумя стальными тангенциальными плоскими шпонками, расположенными под углом 90°.

14

При выборе типа барабана следует иметь в виду расположение направляющих шкивов на копре. При расположении последних на одной геометрической оси не встречается препятствий к установке двух цилиндрических барабанов. При расположении направляющих шкивов в одной вертикальной плоскости при двух барабанах трудно иметь допустимые углы отклонения каната на барабане.

В барабанах машин НКМЗ применяется устройство, состоящее из зубчатого колеса и каретки (см. рис. 14). Здесь зубчатые колеса заклинены на валу, каретка закреплена на барабане. При помощи маховичка производится сцепление ч расцепление каретки с зубчатым колесом, чем и достигается соединение с валом и отсоединение от него переставного барабана.

При этом устройстве регулировка взаимного расположения подъемных сосудов точнее, чем при первом устройстве, но и здесь на эту операцию затрачивается значительное время.

В более совершенном расцепном устройстве НКМЗ (рис. 15) основным элементом является зубчатая или кулачная муфта 3, перемещающаяся при выключениях и включениях переставного барабана 1 по шестиграннику 4, заклиненному на валу машины.

Рис. 15. Схема кулачной муфты переставного барабана с дистанционным управлением.

16

При включении переставного барабана зубцы или кулачки муфты 3 входят в соответствующие пазы венца 2, заклиненного на переставном барабане. Перемещение муфты 3 вдоль шестигранника 4 производится при повороте рычагов 6, заклиненных на валу 7 и соединенных с хомутом 5. Вал 7 приводится в действие при помощи рычага 8 от поршня 9 пневматического цилиндра, питаемого от компрессора подъемной установки. При вращении вала 7 будет перемещаться и поршень 10 масляного демпфера, воспринимающего избыток усилий, развиваемых, поршнем 9 и создающего плавность включению и выключению зубчатой или кулачной муфты 3, Действие масляного демпфера 10 может регулироваться дросселированием при помощи вентиля 11. При вращении вала 7 перемещается заклиненный на валу рычаг 12, связанный с тягой 15, на котором висит груз 16, затормаживающий колодками 14 переставной барабан 1. При выключении муфты 3 груз 16 опускается, т. е. переставной барабан 1 затормаживается тормозом 14; при включении же муфты 3, наоборот, груз 16 поднимается, и барабан 1 растормаживается. Тяга 15 имеет в месте соединения с рычагом 12 серьгу, что позволяет уже после полного опускания груза 16, т. е. после включения тормоза 14, продолжать перемещать рычаг. 12 (т. е. продолжать вращать вал 7 и передвигать муфту 3 по шестиграннику 4). Благодаря устройству такой серьги, тормоз 14 застопоривает переставной барабан 1, после того как муфта 3 прошла лишь треть своего хода, что гарантирует полную неподвижность переставного барабана при выключении муфты. При включении муфты 3 растормаживание переставного барабана 1 производится лишь после перемещения муфты 3 на протяжении */, своего хода. Рычаг 12 при своем перемещении упирается в упоры 13 — буферные (дубовые) колодки, воспринимающие на себя удары и толчки при включении и выключении расцепного устройства и тем предотвращающие удары муфты 3 о ступицу барабана и поршня 9 о крышку цилиндра.

Впуск воздуха в цилиндр 9 производится четырехходовым краном 17, золотник которого может соединять одновременно одну из полостей цилиндра с воздухосборником, а другую — с атмосферой через глушитель и наоборот, в зависимости от того, необходимо ли включать или выключать муфту 3. Перестановка золотника четырехходового крана производится машинистом со станка управления при помощи специального рычага 18. Наличие серьги на тяге 15 обеспечивает блокировку, исключающую возможность выключения переставного барабана в незаторможенном состоянии. При включении зубчатой муфты 3 необходимо обеспечить совпадение ее зубьев или

2-67    17

кулачков с пазами венца 2. Чтобы дать возможность машинисту хотя бы грубо судить о совпадении зубьев муфты 3 с пазами венца 2, на внутренних ребордах барабанов разбиваются шашки (закрашиваемые черным и белым цветом), число которых соответствует числу зубьев муфты. На станке управления машины имеется блокировка, предотвращающая возможность выключения муфты при включении электродвигателя, для чего на валу рычага управления насажена шайба 19, имеющая два прореза, позволяющие освободить замок рычага 18 переключной муфты, когда рычаг управления занимает положение, соответствующее выключению электродвигателя. Описанный механизм позволяет производить выключение муфты 3 только при загруженных зубьях, т. е. когда подъемный сосуд переставного барабана располагается на кулаках верхней приемной прощадки. При отсутствии кулаков необходимо затормаживать переставной барабан стопорным тормозом.

Кроме кулачных, применяются фрикционные муфты. В мощных установках применяют фрикционные устройства, действующие по принципу колодочного тормоза (рис. 16). К тормозному шкиву переставного барабана прикрепляется кольцо 1, охватываемое тормозом, рычаги которого укреплены на втулке 2 и приводятся в действие при движении второй втулки 3, передвигающейся вдоль вала барабана при помощи пневматического или масляного привода, управляемого с площадки машиниста. Когда тормоз выключен, переставной барабан автоматически затормаживается главным колодочным тормозом, действующим на тормозной шкив. Такое фрикционное устройство позволяет включать и выключать переставной барабан в течение одной минуты.

При одинарном барабане производить регулировку взаимного положения подъемных сосудов при одновременной работе с двух горизонтов нельзя. Для регулировки канатов, в связи с их вытягиванием, применяются две бобинки, расположенные внутри барабана по одной с каждой стороны (рис. 17).

На этих бобинках размещается канат, необходимый для испытания. Бобинка 1 покоится на роликах 2, укрепленных на спицах 3 барабана. На внутренней стороне бобинки имеются зубья, сцепленные с шестерней 4, приводимой во вращение от маховика 5 при помощи червячной передачи 6.

Часть каната пропускается внутрь барабана через отверстие и проходит через ролик 7, канатный зажим 8, предохраняющий канат от деформации острыми краями отверстия в барабане, навивается на бобинку и укрепляется жимками.

Для регулировки длины каната необходимо ослабить зажим и вращать бобинку маховиком.

18

При отсутствии внутренней бобинки канат пропускается внутрь барабана через зажим и, охватив спицу, зажимается жимками. Прикрепление конца каната к валу барабана запрещается.

Для ослабления натяжения каната в месте его прикрепления на барабане, на поверхности последнего необходимо иметь три нерабочих витка, называемых витками трения. В исключительных случаях с разрешения ГГТИ допускается иметь на барабане два витка трения.

При вертикальных шахтах навивка каната на барабан обычно производится в один ряд. Применение двухрядной навивки для подъемных установок вертикальных шахт, расположенных на поверхности, разрешается в каждом отдельном случае ГГТИ.

5. Редукторы

Между валом органа навивки и валом двигателя установлена зубчатая передача; при тихоходных двигателях эти валы соединяются непосредственно с помощью муфты.

Передача может быть в виде: перемещенных в корпусе зубчатых колес, шейки валов которых находятся в подшипниках, закрепленных на раме машины; редуктора, в котором подшипники расположены на опорах, закрепленных или отлитых в корпусе, где помещены колеса. Редуктор, таким образом, представляет собой отдельный узел машины со сварным или литым корпусом.

20

I. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОДЪЕМНЫХ

УСТАНОВКАХ

Подъемные установки (рис. 1) классифицируют:

Рис. 1. Подъемные установки: а — клетевая: / — нижний горизонт шахты; // — промежуточный горизонт шахты; Ш — надшахтное здание; /, 2 — клети; 3 — подъемная машина; 4 — подъемные канаты; 5 — копровые (направляющие) шкивы; 6 — копер, б) скиповая:    /    —    вагонетка;    2    — опрокидыватель; 3 — бункер; 4 — дозатор; 5. 6 — скипы; 7 — бункер.

1. По назначению: главные (для транспорта полезного ископаемого); вспомогательные (для спуска-подъема людей и транспортирования оборудования и материалов); грузо-люд-

3

Монтаж редуктора по сравнению с монтажом зубчатых колес проще; работа редуктора более надежна, так как он поставляется заводом в собранном виде с точным соблюдением межцентровых расстояний и параллельности валов. При малых и средних вращающих моментах применяются зубчатые колеса с прямыми зубьями, нарезанными параллельно оси колеса; при больших вращающих моментах — колеса с шевронными зубьями.

6. Тормоза

При управлении подъемной машиной необходимо подтормаживать ее; в момент остановки сосудов у приемных площадок машина должна быть заторможена на период паузы. Кроме того, в аварийных случаях может возникнуть необходимость быстро тормозить машину. Различают: рабочий (маневровый) и предохранительный (аварийный) тормоза, последний включается от руки машиниста или автоматически от действия предохранительных аппаратов; при действии предохранительного тормоза подъемный двигатель автоматически отключается от сети.

Основными элементами тормоза являются исполнительный орган и привод.

Исполнительный орган тормоза современных машин является общим для рабочего и предохранительного тормозов и представляет собой укрепленные в обоймах деревянные (тополь, верба), а в последнее время пластмассовые колодки, действующие на тщательно обработанные стальные ободья тормозных шкивов, скрепленных с органом навивки; подъемная машина имеет два тормозных обода, и на каждый обод действует пара колодок.

В подъемных машинах применяется механический привод тормоза, работающий сжатым воздухом или маслом под давлением. Наиболее надежным приводом для предохранительного тормоза является груз, как безотказно работающий источник энергии. Тормоз подъемной машины должен обеспечивать регулирование тормозного момента при рабочем торможении, причем признаком регулируемости тормоза является устойчивое значение промежуточного тормозного момента при промежуточных положениях рычага управления рабочим тормозом.

Сжатый воздух поступает к тормозу от компрессорной установки, которая состоит из поршневого компрессора произ< водительностью 1—5 м³/мин с электрическим двигателем и воз» духосборника.

Масло под давлением 5—8 ат для работы тормоза получается в масляном баке-аккумуляторе, куда оно нагнетаетец

21

скне (для транспортирования полезного ископаемого и других грузов и для спуска-подъема людей).

2.    По ориентировке пути транспорта: вертикальные подъемные и наклонные.

3.    По типу подъемных сосудов: с обыкновенными клетями, со скипами и с опрокидными клетями.

4.    По типу органов для навивки подъемного каната: подъемные машины с органами навивки постоянного радиуса (цилиндрические барабаны, ведущие шкивы трения); с органами навивки переменного радиуса (бицилиндроконические барабаны и др.).

5.    По числу подъемных канатов: одноканатные и многоканатные.

6.    По способу уравновешивания: неуравновешенные системы; уравновешенные системы (с подвесным канатом и при органах навивки постоянного радиуса, с органами навивки переменного радиуса).

7.    По типу подъемного двигателя: с асинхронным двигателем и с двигателем постоянного тока.

I. Подъемные сосуды

1. Неопрокидные клети применяются для транспортирования людей, полезного ископаемого, материалов и оборудования.

На шахтах СССР согласно ГОСТ 3950-53 применяют одноэтажные и двухэтажные клети на одну вагонетку емкостью 1, 2 и 3 г в этаже.

Соединение подъемного каната с клетью (рис. 2) осуществляется с помощью прицепного устройства, состоящего из стержня и коуша. Предохранительные звеньевые цепи также связывают конструкцию клети с коушем; при возможном обрыве стержня клеть повисает на предохранительных цепях.

При использовании описываемых ниже парашютов ПТК прицепное устройство имеет конструкцию (рис. 3).

Запас прочности прицепного устройства подъемных сосудов для спуска и подъема людей — 13-кратный по отношению к максимальной статической нагрузке, а для сосудов исключительно грузового подъема — 10-кратный.

Клети снабжаются парашютами, к которым предъявляются следующие требования: автоматическая остановка клети при обрыве каната; режим торможения должен быть безопасным для людей, т. е. замедление клети при улавливании должно быть в пределах не более 50 м/сек² при минимальной концевой нагрузке и не менее 10 м/сек² при максимальной концевой нагрузке при условии продолжительности действия этого за-

4

медления не более 0,2-0,25 сек; конструкция парашютов должна быть надежна в работе.

Парашют состоит из захватов (ловителей) и приводного механизма. Источником энергии для парашюта является вес клети или сила пружины.

Парашюты могут действовать на проводники (парашюты Шахтостроя, РКЭ и ПДП) или на специальные тормозные канаты (парашюты ПТК) (рис. 3, 4, 5).

Рис. 4. Парашют РКЭ: / — пружина; 2 — шток; 3, 4 — рычаги; 5 — опора; 6 — корп>с ловителя; 7 — эксцентриковые рычаги; $ — колодки; 9 — амортизационные канаты.

2.    Скипы (рис. 6) предназначены для транспортирования полезного ископаемого.

На рис. 7 показано одно из загрузочных устройств скипового подъема.

3.    Опрокидные клети могут выполнять те же функции, что и клети неопрокидные.

Основные элементы опрокидной клети (рис. 8): рама, платформа, крыша и прицепное устройство.

Опрокидные клети строятся одноэтажными на одну вагонетку. Подъем людей в опрокидных клетях можно производить только до устья шахты, а не до уровня верхней приемной площадки, в связи с опасностью выгрузки в бункер. Спуск людей и материалов производится с уровня устья шахты.

7

^ Рис. 7. Загрузочное устройство скипового подъема: / — скип; 2 — колодец ствола:    3    —    рычаг;    4    — дозатор; $ — лоток дозатора.

Преимущества установок с клетями: в околоствольном дворе отсутствует перегрузка полезного ископаемого, вызывающая его измельчение, и необходимость в более сложном и дорогом околоствольном дворе, который нужен при скиповых установках; одной установкой выполняются все операции подъема; удобен и легок осмотр и ремонт ствола, спуск громоздких частей и материалов; удобно разделение полезного ископаемого по сортам.

Недостатки установки с клетями: большой мертвый вес (собственный вес клети и вагонеток); необходимость откатки вагонеток на поверхности; сложность маневров и длительность их при многоэтажных клетях.

9

Поеимущества установки со скипами: малый мертвый вес, большая производительность; простая поверхность, благодаря отсутствию откатки полезного ископаемого в надшахтном зда

нии* меньшее сечение ствола.    ,

Недостатки установки со скипами: более сложный около-ствольный двор; необходимость иметь вспомогательные уста-

10