第七章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)

1、第八章第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué) 第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-528.18.1提升速度的確定提升速度的確定在一次提升過(guò)程中，提升速度是變化的。如用橫坐標(biāo)表示容器運(yùn)動(dòng)的延續(xù)時(shí)間，縱坐標(biāo)表示相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)速度，則繪出容器隨時(shí)間變化的速度曲線，就稱之為提升速度圖。提升速度圖上速度曲線所包含的面積，為提升容器在一次提升時(shí)間內(nèi)所走過(guò)的路程，即提升高度。 tvV/V00.56543210t/t0t/t0tt0oVV0 圖8-1 三角形與梯形速度圖第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-53提升速度的規(guī)定：豎井用罐籠升降人員的加速度不得超過(guò)0.75m/s2，

2、其最大速度不得超過(guò)下式的計(jì)算值；且不能大于12m/s。HV5 . 0max豎井升降物料時(shí)，提升容器的最大速度，不得超過(guò)下式的計(jì)算值：HV6 . 0max第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-548.2 8.2 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)8.2.1 8.2.1 罐籠提升運(yùn)動(dòng)學(xué)罐籠提升運(yùn)動(dòng)學(xué)罐籠提升采用三階段梯形速度圖，如圖8-2所示。 Vmaxt1aa1a3ttt3t2T1t10a0vVmax21a2a100tavtTT1t3t2t1圖8-2 三階段梯形速度圖 第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-55 當(dāng)采用等加速度a1和等減速度a3時(shí)，在加速和減速階段，速度是按與時(shí)間軸

3、成1和2角的直線變化，故三階段速度圖為梯形。交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的罐籠提升設(shè)備采用這種速度圖。 為了驗(yàn)算提升設(shè)備的提升能力，應(yīng)對(duì)速度圖各參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算梯形速度圖各參數(shù)時(shí)，應(yīng)已知提升高度H及最大提升速度Vmax。提升加速度a1和減速度a3可以在下述范圍內(nèi)選定：提升人員時(shí)不得大于0.75m/s2；提升貨載時(shí)不宜大于1m/s2。一般對(duì)于較深礦井采用較大的加、減速度，淺井采用較小的加、減速度。相應(yīng)的加減速時(shí)間：手工操作時(shí)t1(t3)5s；自動(dòng)化操作時(shí)t1(t3)3s。 梯形速度圖各參數(shù)的計(jì)算如下： 加速運(yùn)行時(shí)間及高度：1max1aVt 21max1tVh (8-1)第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)20

4、22-5-56減速運(yùn)行時(shí)間t3及高度h3：3max3aVt 23max3tVh (8-2)減速運(yùn)行高度h2及時(shí)間t2：312hhHhmax22Vht (8-3)一次提升運(yùn)行時(shí)間：3211tttT(8-4)一次提升全時(shí)間：1TT(8-5)式中 停歇時(shí)間（見表6-1、表6-2）。第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-57每小時(shí)提升次數(shù)：Tn3600(8-6)每年生產(chǎn)能力：CnQttAsrn(8-7)計(jì)算的每年生產(chǎn)能力應(yīng)大于或等于設(shè)計(jì)的礦井生產(chǎn)能力。第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-588.2.2 8.2.2 箕斗提升運(yùn)動(dòng)學(xué)箕斗提升運(yùn)動(dòng)學(xué)在箕斗提升的開始階段，下放空箕斗在卸載曲軌

5、內(nèi)運(yùn)行，為了減小曲軌和井架所受的動(dòng)負(fù)荷，其運(yùn)行速度及加速度應(yīng)受到限制。提升將近終了時(shí)，上升重箕斗進(jìn)入卸載曲軌，其速度及減速度也應(yīng)受到限制。但在曲軌之外，箕斗則可以用較大的速度和加減速度運(yùn)行，故單繩提升非翻轉(zhuǎn)箕斗通常用對(duì)稱五階段速度圖（如圖8-3所示）。 t0t1t2t3t4V0V00aT1Vmaxa0a1a3a4V4圖 9-5 對(duì) 稱 五 階 段 速 度 圖圖8-3 五階段速度圖第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-59翻轉(zhuǎn)式箕斗因其卸載距離較大，為了加快箕斗卸載而增加一個(gè)等速（爬行）階段，這樣翻轉(zhuǎn)式箕斗提升速度圖便采用六階段，如圖8-4所示。對(duì)于多繩提升底卸式箕斗，如用固定曲軌卸載時(shí)

6、采用六階段速度圖； t0t1t2t3t4t5VooattT1a0a1a3a5VmaxV0V4圖8-4 六階段速度圖第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-510如用氣缸帶動(dòng)的活動(dòng)直軌卸載時(shí)可采用非對(duì)稱（具有爬行階段）的五階段速度圖（如圖8-5所示）。t1t2t3t4t5v0a0tta1a3a5T1VmaxV4圖8-5 非對(duì)稱五階段速度圖第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-511箕斗進(jìn)出卸載曲軌的運(yùn)行速度，以及在其中運(yùn)行的加減速度，通常按下述數(shù)值選?。嚎栈冯x開卸載曲軌時(shí)的速度V01.5m/s，加速度a00.3m/s2；重箕斗進(jìn)入卸載曲軌時(shí)的速度V4，對(duì)于對(duì)稱五階段速度圖，V41

7、m/s，對(duì)于六階段速度圖和非對(duì)稱五階段速度圖V40.30.5m/s,相應(yīng)的最終速度應(yīng)使最后階段的時(shí)間t5（t4）1s。 現(xiàn)以六階段速度圖為例進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算?，F(xiàn)以六階段速度圖為例進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算。 已知提升高度H，最大提升速度Vmax和箕斗的卸載高度h0；選取箕斗進(jìn)行卸載曲軌的速度V0、V4、爬行高度h4=h0+0.52m、及減速度a5；并按前面所述方法確定加速度a1及減速度a3，則速度圖中各參數(shù)的計(jì)算如下。第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-512空箕斗在卸載曲軌內(nèi)的加速度運(yùn)行時(shí)間t0及加速度a0：0002Vht 000tVa (8-8)箕斗在卸載曲軌外的加速運(yùn)行時(shí)間t1及高度h1：1

8、0max1aVVt10max1)(21tVVh(8-9)重箕斗在卸載曲軌內(nèi)的減速運(yùn)行時(shí)間t5及高度h5：545aVt 54521tVh (8-10)第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-513重箕斗在卸載曲軌內(nèi)等速運(yùn)行時(shí)間t4：444Vht (8-11)箕斗在卸載曲軌外的減速運(yùn)行時(shí)間t3及距離h3：34max3aVVt34max32tVVh(8-12)箕斗在卸載曲軌外的等速運(yùn)行距離h2及時(shí)間t2：543102hhhhhHhmax22Vht (8-13)一次提升運(yùn)行時(shí)間：5432101ttttttT(8-14)第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-514一次提升全時(shí)間1TTTn3

9、600每小時(shí)提升次數(shù)每年生產(chǎn)能力CnQttAsrn第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-5158.3 8.3 提升設(shè)備的動(dòng)力學(xué)提升設(shè)備的動(dòng)力學(xué)為使提升系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，提升電動(dòng)機(jī)作用在卷筒軸上的旋轉(zhuǎn)力矩，必須克服系統(tǒng)作用在卷筒軸上的靜阻力矩和慣性力矩。即：gjMMM(8-15) 因?yàn)榫硗仓睆绞遣蛔兊?，故力矩的變化?guī)律可用力的變化規(guī)律來(lái)表示，故式（8-15）變?yōu)椋篻jFFF(8-16)MaFgMaFFj上式即為等直徑提升設(shè)備的動(dòng)力學(xué)基本方程式。 第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-5168.3.1 8.3.1 提升靜力學(xué)及提升系統(tǒng)的靜力平衡問(wèn)題提升靜力學(xué)及提升系統(tǒng)的靜力平衡問(wèn)題提升靜阻

10、力為上升和下放兩根鋼絲繩的靜拉力差加上礦井阻力，即：WTTFxjsjj.(8-17)如圖8-6所示，設(shè)罐籠自提升開始經(jīng)過(guò)時(shí)間，重罐籠由井底車場(chǎng)上升了高度，空罐籠自井口車場(chǎng)下降了高度，則罐籠在此位置時(shí)，上升繩的靜拉力（假定井口至天輪間的鋼絲繩重量為鋼絲繩弦的重量所平衡）為：)(.xHpQQTrsj(8-18)下放繩的靜拉力為：pxQTrxj.(8-19)第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-517HH/20HKQpH0Fj321321井底車場(chǎng)井口車場(chǎng)hwHQ+QrQr圖8-6 罐籠提升系統(tǒng)示意圖 圖8-7 罐籠提升靜阻力圖第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-518 礦井阻力包括

11、提升容器在井筒中運(yùn)行時(shí)的空氣阻力；罐耳和罐道的摩擦阻力；鋼絲繩在天輪和卷筒上彎曲時(shí)的剛性阻力；卷筒和天輪旋轉(zhuǎn)時(shí)的空氣阻力及其軸承中的摩擦阻力等。這些阻力在提升過(guò)程中是變化的，很難精確算出。因此在計(jì)算時(shí)一般都視礦井阻力為常數(shù)，并以一次提升量的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。 作用在卷筒圓周上的靜阻力方程式為：)2(xHpKQFj(8-20)式中 K礦井阻力系數(shù)，罐籠提升時(shí)K=1.2；箕斗提升時(shí)K=1.5。當(dāng)x=0時(shí)，pHKQFj1 .當(dāng)x=H/2時(shí)，即兩罐籠相遇時(shí)：KQFj2當(dāng)x=H時(shí)，即提升終了時(shí)：pHKQFj3第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-519由此可見，F(xiàn)j=f(x)是一條向下傾斜的直線，如

12、圖8-7中直線1-1所示。 在一次提升過(guò)程中，提升量及礦井阻力（KQ）是不變的，故靜阻力變化就是由于鋼絲繩重量的改變所致，即鋼絲繩重量使下放繩的靜拉力不斷增加，同時(shí)使上升繩的靜拉力逐漸減小，結(jié)果使兩根鋼絲繩作用在卷筒圓周上的靜拉力差減小。這種提升系統(tǒng)稱為靜力不平衡系靜力不平衡系統(tǒng)統(tǒng)。 提升系統(tǒng)的靜力不平衡對(duì)提升工作是不利的，特別是在礦井很深和鋼絲繩很重的情況上，就會(huì)使提升開始時(shí)靜阻力Fj大為增加，甚至要增加電動(dòng)機(jī)容量；而在提升終了時(shí)，可能出現(xiàn)PHKQ，靜阻力Fj變?yōu)樨?fù)值，亦即靜阻力矩Mj將幫助提升，從而增加了過(guò)卷的可能性，使提升工作不安全，此時(shí)為了閘住提升機(jī)，必須用較大的制動(dòng)力矩。 為了消除等

13、直徑提升設(shè)備的上述缺點(diǎn)，特別是在礦井很深時(shí)，必須設(shè)法平衡鋼絲繩重量?，F(xiàn)在采用的平衡方法是懸掛尾繩尾繩，如圖8-6中的虛線所示，即將尾繩兩端用懸掛裝置分別連接于兩容器的底部，其他部分任其懸垂在井筒中，并在井底形成一個(gè)自然繩環(huán)。在繩環(huán)處安設(shè)擋梁，以防止繩環(huán)的水平移動(dòng)和尾繩扭轉(zhuǎn)。一般用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩作尾繩時(shí)，相應(yīng)地稱提升鋼絲繩為首繩或主繩為首繩或主繩。第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-520懸掛尾繩時(shí)鋼絲繩的受力分析：設(shè)q為尾繩每米重量，則：)()(.hxqxHpQQTrsj)(.xhHqpxQTrxj式中 hw 容器在裝礦位置時(shí)，其底部到尾繩環(huán)端部的高度，m。)2)(xHpqKQFj(8

14、-21)令q-p=，則：)2(xHKQFj(8-22)根據(jù)值不同，可能出現(xiàn)三種提升系統(tǒng)：=0時(shí)，稱為等重尾繩提升系統(tǒng)；0時(shí)，稱為重尾繩提升系統(tǒng)；0時(shí)，稱為輕尾繩（很少用）或無(wú)尾繩提升系統(tǒng)。其中，以等重尾繩提升應(yīng)用較多。第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-521當(dāng)采用等重尾繩提升時(shí)，q=p，=0，則根據(jù)（8-22）式得：KQFj(8-23) 由此可見，F(xiàn)j=f(x)是一條平行于橫坐標(biāo)的直線，如圖8-7中直線2-2所示。在整個(gè)提升過(guò)程中，靜阻力保持常數(shù)的提升系統(tǒng)稱為靜力靜力平衡系統(tǒng)。平衡系統(tǒng)。采用尾繩提升系統(tǒng)，平衡了靜力，但也帶來(lái)了下述缺點(diǎn)采用尾繩提升系統(tǒng)，平衡了靜力，但也帶來(lái)了下述缺點(diǎn)

15、： 雙容器提升不能同時(shí)進(jìn)行幾個(gè)水平的提升工作； 尾繩重量使提升系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量增加，也增加了提升主軸的載荷； 增加了尾繩的設(shè)備費(fèi)和維護(hù)檢查工作，并使掛繩、換繩工作復(fù)雜。 因此，對(duì)于單繩提升只有在礦井較深時(shí)，采用尾繩平衡系統(tǒng)才是合理的。一般單繩罐籠提升高度大于400m，單繩箕斗提升高度大于600m時(shí)，才考慮采用尾繩平衡提升系統(tǒng)。對(duì)于多繩提升一般都采用等重尾繩提升系統(tǒng)。第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-5228.3.2 變位質(zhì)量 提升系統(tǒng)在加(減)速過(guò)程中其各個(gè)聯(lián)動(dòng)部件都要加(減)速，為了便于計(jì)算慣性力，可把提升系統(tǒng)各運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量都變位到提升機(jī)滾筒圓周上，使其與卷筒園周的速度、加速

16、度相等，這種變位以后的質(zhì)量稱為變位質(zhì)量變位質(zhì)量。變位的原則是必須保證變位前后動(dòng)能相等。變位后全系統(tǒng)各變位質(zhì)量的總和，稱為提升系統(tǒng)的總變位質(zhì)量m。 第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-5238.3.2 8.3.2 變位質(zhì)量的計(jì)算變位質(zhì)量的計(jì)算提升系統(tǒng)各移動(dòng)部分的加速度等于卷筒周上的線加速度，因而這些部分的變位質(zhì)量就等于它們的實(shí)際質(zhì)量，所以僅需將轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量變位到卷筒圓周上。提升設(shè)備工作時(shí)，卷筒和纏于其上的鋼絲繩、減速齒輪、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子及天輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而提升容器及其所裝的貨載、未纏繞在卷筒上的鋼絲繩作直線運(yùn)動(dòng)。計(jì)算公式如下：222)()(xxixDGDG(8-24) 利用上式，若已知某

17、旋轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)力矩（GD2）X以及該物體的角速度x,便能求出該旋轉(zhuǎn)體變位到卷筒圓周上的重量。變位重量計(jì)算實(shí)例說(shuō)明：第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-524電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的變位到卷筒圓周上的重量：設(shè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)力矩為(GD2)d及角速度為d，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位到卷筒圓周上的重量為：222)(iDGDGdiddi 為減速器傳動(dòng)比。天輪變位到卷筒圓周上的重量：22)(ttitDGDG 提升機(jī)卷筒及減速器的變位質(zhì)量(Gij+Gic)可直接由提升機(jī)的技術(shù)性能表中查得 或按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：21372titDG 2882titDG（對(duì)于裝配式天輪） （對(duì)于鑄造式天輪）第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2

18、022-5-525電動(dòng)機(jī)近似容量計(jì)算：1000maxVTNjTj提升鋼絲繩的靜拉力差，N；減速器傳動(dòng)效率，一級(jí)傳動(dòng)取0.9；二級(jí)傳動(dòng)取0.85；動(dòng)力系數(shù)，即考慮慣性力影響的系數(shù)，對(duì)于單繩罐籠提升取1.31.4；單繩箕斗提升取1.21.3；對(duì)于多繩箕斗提升取1.11.2；對(duì)于單容器提升可取小值。第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-5268.3.3 8.3.3 罐籠提升動(dòng)力學(xué)罐籠提升動(dòng)力學(xué)MaFFj)2(xHKQFj由MaxHKQF)2(上式說(shuō)明了提升運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)之間的聯(lián)系。如知道提升系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，就可用上式求出與之相應(yīng)的拖動(dòng)力的變化規(guī)律。下面首先討論采用三階段梯形速度圖時(shí)的罐籠提升

19、動(dòng)力學(xué)。在實(shí)際中主要應(yīng)用不平衡提升系統(tǒng)（不用尾繩）和靜力平衡提升系統(tǒng)（等重尾繩）。下面僅研究這兩種系統(tǒng)。(8-25)得等直徑提升設(shè)備的動(dòng)力方程式 第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-527（1）不平衡提升系統(tǒng)因q=0，=q-p=-p，故動(dòng)力方程式（8-25）變?yōu)椋篗axHpKQF)2(8-26)在加速運(yùn)行階段，a=a1；x=1/2a1t2，則：1211)(MataHpKQF(8-27)提升開始時(shí)，t=0，如圖8-8b中點(diǎn)1所示，拖動(dòng)力：1/1MaPHKQF加速階段終了時(shí)， ，如圖8-10中點(diǎn)2所示，拖動(dòng)力：1211121,htaxtt11/1)2(MahHpKQF由（8-27）式可知

20、：點(diǎn)1和2之間的拖動(dòng)力按曲率不大的凸形曲線變化，如圖8-8b所示。實(shí)際上可看作直線變化而誤差不大。第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-528T1t3t2t156654230cN0Ma3KQtt43a3Ma1FVb210Vmaxa1taaT1t1t2t3o456cN6523Ma3aboKQpHttMa14321FVmaxa3a1toaV圖8-8 不平衡系統(tǒng)罐籠提升工作圖 圖8-9 靜力平衡系統(tǒng)罐籠提升工作圖第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-529在等速運(yùn)行階段， 0atVhxmax1 則（8-26）式變?yōu)椋?)22(max12tVhHpKQF(8-28)等速階段開始時(shí)， 0

21、t如圖8-8b中點(diǎn)3所示，拖動(dòng)力： )2(1/2hHpKQF等速階段終了時(shí)， 2tt 21max1hhtVhx如圖8-8b中點(diǎn)4所示，拖動(dòng)力： )22(21/2hhHpKQF由（8-28）式可知：點(diǎn)3和點(diǎn)4之間的拖動(dòng)力等于提升靜阻力，并按向下傾斜的直線變化，如圖8-8b所示。在減速運(yùn)行階段： 3aa23max2121tatVhhx則（8-26）式變?yōu)椋?323max213)222(MatatVhhHpKQF(8-29)減速階段開始時(shí)， 0t如圖8-8b中點(diǎn)5所示，拖動(dòng)力：321/3)22(MahhHpKQF第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-530提升終了時(shí)， 3tt Hx 如圖8-

22、8b中點(diǎn)6所示，拖動(dòng)力： 3/3MapHKQF由（8-29）式可知：點(diǎn)5和點(diǎn)6之間的拖動(dòng)力按曲率不大的凹形曲線變化，如圖8-8b所示。實(shí)際上可看作直線變化而誤差不大。應(yīng)該指出，減速階段拖動(dòng)力F3的數(shù)值，由于減速度a3的大小不同，可能有三種情況：F30，電動(dòng)機(jī)減速方式；F3=0，自由滑行減速方式；F30，制動(dòng)減速方式。（2）靜力平衡提升系統(tǒng)0,pqpq故動(dòng)力方程式（8-25）變?yōu)椋?MaKQF(8-30)在加速階段， 1aa ，拖動(dòng)力為： 11MaKQF第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-531在減速階段， 3aa，拖動(dòng)力為： 33MaKQF由此可見，各提升階段的拖動(dòng)力均按直線規(guī)律變化

23、且為常數(shù)，如圖8-9b所示。減速階段拖動(dòng)力F3同樣可能有三種情況，決定于減速度a3的大小。各階段的相應(yīng)功率也按直線規(guī)律變化，如圖8-9c所示。第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-5328.3.4 8.3.4 箕斗提升動(dòng)力學(xué)箕斗提升動(dòng)力學(xué)在箕斗提升的開始階段，空箕斗沿卸載曲軌下放，而在終了階段，重箕斗沿卸載曲軌上升。在這兩個(gè)階段中，由于箕斗有一部分重量由曲軌支承而不作用在鋼絲繩上，因此動(dòng)力方程式（8-25）不能直接應(yīng)用于這兩個(gè)階段，必須作相應(yīng)的改變。提升開始階段，重箕斗自井底裝載水平上升，此時(shí)上升繩的靜拉力為：)()(/.hxqxHpQQTrsj與此同時(shí)空箕斗沿卸載曲軌下放，因箕斗有一

24、部分重量被支承在曲軌上，故下放繩的靜拉力減小為：)()1 (/.xhHqpxQaTrcxj ac為箕斗在卸載曲軌上的自重減輕系數(shù)，即容器自重不平衡系數(shù)。 系數(shù)ac在提升開始時(shí)最大，對(duì)于翻轉(zhuǎn)式箕斗取ac=0.350.4，對(duì)于底卸式箕斗取ac=0；當(dāng)箕斗離開曲軌時(shí)ac=0?；吩谇壷羞\(yùn)行時(shí)值的變化是很復(fù)雜的，在實(shí)際計(jì)算中可視為按直線規(guī)律變化。第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-533作用在卷筒圓周上的靜阻力為：)2(/././xHQaKQWTTFrcxjsjjMaFFj而考慮到a=a0，則空箕斗沿卸載曲軌下放時(shí)的動(dòng)力方程式為：0/)2(MaxHQaKQFrc(8-31)提升終了階段，重

25、箕斗沿卸載曲軌上升，礦石逐漸向外卸出，箕斗也有一部分重量逐漸傳給曲軌，故上升繩靜拉力減小，上升繩的靜拉力為：)()()1 ()1 (/.hxqxHpQaQTrcsj式中為重箕斗在卸載曲軌上載重量的減輕系數(shù)。系數(shù)在提升終了時(shí)最大，對(duì)于翻轉(zhuǎn)式箕斗取=0.81.0，對(duì)于底卸式箕斗取=0.4；當(dāng)重箕斗剛進(jìn)入卸載曲軌時(shí)=0。在卸載過(guò)程中值的變化也是很復(fù)雜的，它的變化與礦石塊度、濕度等因素有關(guān)，在實(shí)際計(jì)算時(shí)可視按直線規(guī)律變化。第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-534下放繩的靜拉力為：)(/.xhHqpxQTrxj作用在卷筒圓周上的靜阻力為：WTTFxjsjj/././)2()(xHQaQKrc

26、MaFFj而考慮到因卸出一部分礦石后變位質(zhì)量的減小及則重箕斗沿卸載曲軌上升的動(dòng)力方程式為：)(45aaa或5/)()2()(agQMxHQaQKFrc(8-32)第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-535現(xiàn)以六階段速度圖不平衡系統(tǒng)（=-p）的翻轉(zhuǎn)式箕斗提升動(dòng)力學(xué)為例進(jìn)行研究，如圖8-10所示。空箕斗沿卸載曲軌下放時(shí)，拖動(dòng)力按下式計(jì)算。0/)2(MaxHQaKQFrc提升開始時(shí)，x=0，拖動(dòng)力（圖8-10中點(diǎn)1）為：0/0MapHQaKQFrc(8-33)t0階段終了時(shí)，ac=0，x=h0，拖動(dòng)力（圖8-10中點(diǎn)2）為：00/0)2(MahHpKQF(8-33)箕斗在卸載曲軌外運(yùn)行的各

27、階段的拖動(dòng)力按下式計(jì)算。MaxHKQF)2(t1階段開始時(shí)x=h0，a=a1，拖動(dòng)力（圖8-10中點(diǎn)3）為：10/1)2(MahHpKQF(8-34)第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-5365T1t5t4t3t2t1t0t(M-Q/g)a5Q+aQrt0712111089612111078962354Ma1N0KQpHaQrMa0a34321F0taVa5V4Vmaxa1V0a0圖8-10 不平衡系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)式箕斗提升工作圖第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-537t1階段終了時(shí)，x=h0+h1，a=a1，拖動(dòng)力（圖8-10中點(diǎn)4）為：110/1)22(MahhHpKQF(8

28、-34)t2階段開始時(shí)，x=h0+h1，a=0，拖動(dòng)力（圖8-10中點(diǎn)5）為：)22(10/2hhHpKQF(8-35)t2階段終了時(shí)，x=h0+h1+h2，a=0，拖動(dòng)力（圖8-10中點(diǎn)6）為：)222(210/2hhhHpKQF(8-35)t3階段開始時(shí)，x=h0+h1+h2，a=-a3，拖動(dòng)力（圖8-10中點(diǎn)7）為：3210/3)222(MahhhHpKQF(8-36)t3階段終了時(shí)，x=H-h4-h5，a=-a3拖動(dòng)力（圖8-10中點(diǎn)8）為：354/3)22(MahhHpKQF(8-36)第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-538重箕斗沿卸載曲軌上升時(shí)，拖動(dòng)力按下（8-32）

29、式計(jì)算。5/)()2()(agQMxHQaQKFrct4階段開始時(shí)，=0，ac=0，x=H-h4-h5，a=0拖動(dòng)力（圖8-10中點(diǎn)9）為：)22(54/4hhHpKQF(8-37)t4階段終了時(shí)， , 0,5050/050/ahHxahhhahhhcc拖動(dòng)力（圖8-10中點(diǎn)10）為：)()2(0505/4rcQaQhhhhHpKQF(8-37) 階段開始時(shí)，a=-a5，拖動(dòng)力（圖8-10中點(diǎn)11）為：5/4/5)(agQMFF(8-38)第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-539t5 階段終了時(shí)，x=H，a=-a5拖動(dòng)力（圖8-10中點(diǎn)12）為：5/5)()(agQMpHQaQKF

30、rc(8-38)8.3.5 平衡錘單容器提升的動(dòng)力方程式平衡錘單容器提升的動(dòng)力方程式 平衡錘的作用是平衡提升載荷以減小電動(dòng)機(jī)容量。因此，平衡錘的重量應(yīng)按提升重容器與提升平衡錘時(shí)，作用在卷筒圓周上的靜阻力相等的條件確定。設(shè)平衡錘重量為Qc，則提升重容器和平衡錘時(shí)的靜阻力分別為：WQxHQFWQxHQQFrcjcrj)2()2(/第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-540令 ，則平衡錘重量為：/jjFF 2QQQrc(8-39) 對(duì)于提升人員及貨載的提升設(shè)備，如以提升人員為主時(shí)，則：ryrcQQQ/(8-40)式中 Qry罐籠規(guī)定乘載人員總重，每人按686N(70kg)計(jì)算； Qr罐籠自重，不包括礦車重，N。 平衡錘單容器提升系統(tǒng)的動(dòng)力方程式為：MaWxHQQQFcr)2(8-41) 當(dāng)平衡錘重量按（8-39）式計(jì)算，并考慮到W=(K-1)Q時(shí)，則動(dòng)力方程式變?yōu)椋篗axHQKF)2()5 . 0(8-42)第八章 提升設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)2022-5-5418.4 提升電動(dòng)機(jī)容量及電耗計(jì)算 礦井提升電動(dòng)機(jī)有交流和直流兩類。目前，我國(guó)礦山廣泛采用交流繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少；缺點(diǎn)是加速和低速運(yùn)行階段電能消耗較大，調(diào)速受一定限制。電動(dòng)機(jī)功率大于200KW時(shí)應(yīng)選用高壓電動(dòng)機(jī)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量超過(guò)1000KW時(shí),應(yīng)考慮采用直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。 在每一個(gè)提升循環(huán)中，提升電