Способ предохранительного торможения подъемной машины Советский патент 1987 года по МПК B66B1/28 

1

Изобретение относится к области подъемно-транспортных машин и может быть использовано в качестве способа предохранительного торможения подъемных устройств.

Целью изобретения является уменьшение динамических усилий в канате после остановки подъемной машины и предотвращение набегания сосуда на канато

На чертеже представлена функциональная схема устройства для управления торможением, реализующая предлагаемый способе

Устройство содержит цепь 1 управления, подключенную к одному из входов устройства 2 торможения, выход которого соединен через тормоз 3 с подъемной машиной 4, выходы которой подключены соответственно через дат

чик 5 местоположения, датчик 6 скорости, датчик 7 загрузки и датчик 8 направления движения подъемного cor суда к другим входам устройства 2 тор- можения.

Торможение и остановка подъемной машиЬы осуществляются тормозом, развивающим усилие F

V-m nvT

;-+F

30

ст

Т га

±FOTn

где V - скорость подъемной машины на момент торможения, M/CJ период колебаний каната, cj приведенная 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. Тормозное усилие F прикладывается к подъемной машине одной ступенью и величина его постоянна в процессе торможения,

Работа подъемной установки при торможении без учета диссипации энергии описывается системой дифференциальных уравнений

+ c(x-x)-F, - с(х-у)0,

.(2)

где х,у - текущие значения линейных перемещений органов навивки и сосуда, м.

га га.

)f

эквивалентные массы, сосредоточенные на окружности органа навивки и в центре сосуда, кг; с - жесткость ветви каната,

H/Mi

F - тормозное усилие, Hj, t - время, с.

При ступенчатом законе приложения тормозного усилия F решение системы уравнений относительно замедления сосуда у следующее. Преобразуем (2), предварительно

обозначив - у,

с(т + m-j) F

ID

Ш.

mv

(3)

Уравнение (3) является линейным однородным второй степени, его решение

-d 4 + 4 Общее решение определяется по виду корней характеристического уравнения

,2 ,

Ы 0,

де w

i

c(mx + m,.)

Шу- m

(4)

- частота колебаний каната.

1 Y i V

c- V (5) Корни характеристического уравне

НИН

ныв

R

J. V

1.а поэтому

мнимые и сопряжен40

А с sin ( + . Частное решение определяем по виду правой

Л А. Подставив

в

(3), получаем

m,

откуда А -

.

т

m у +

fflv

Тогда

,

л + и .n(} t + с,., COS tot 65

тпу + т„

Ш j

Значения с и с находим из начальных условий t л л 0

4 со-о + c cosuj-O F

m +

m

m-j с

Л w cos uj 0 Отсюда

C2

m у +

га.,

Шу С

CjtV S

.

.0

fn w-O.

Л

Окончательно F

m + mv

ms -- cos w t m + m,.

ТПу

с

Шу

fi

У

m ., + го

У

Подставимj

- F m V + ni

(cosco t - 1).

13465524

Колебания сосуда на канате и подъемной машине происходит в противофа- зе относительно некоторой промежуточной точки, движение которой совпадает с вынужденным определяемым значением замедления а. Амплитуда колебаний каната без учета затухающего характера колебаний равна, величине за- IQ медления а. Остановку подъемной ма с, и.шины можно рассматривать как мгновенное ступенчатое снятие ранее наложенного тормозного усилия F. В этом случае происходит суммирование колеба- 15 НИИ от остановки подъемной машины с

колебаниями от наложенного ранее тор- мозного усилия F и амплитуда колебаний каната после остановки подъемной машины определяется суммарной ампли- Из второго уравнения системы (2) 20 тудой, а величина ее зависит от положения сосуда относительно промежуточ-2 ной точки в момент остановки.

™vjМинимум динамических усилий в канате после остановки подъемной маши- 25 ны может быть достигнут в случае, ко- ргда остановка ее произошла при минимальном значении замедления сосуда в момент остановки. Точки минимального значения замедления повторяются с частотой (д) собственных колебаний каната, поэтому минимум динамических усилий в канате достигается при остановке подъемной машины за время, кратное целому числу периодов собственных колебаний каната, так как

(10)

то время остановки подъемной машины

(cos Cot - 1) )t-1) ,

ni

(6)

где ш - Шу + Шу.

Из первого уравнения системы (2)

-F - с(х - у) -F - ту ,-. X V 30

m,

m.

Полученные решения (6) и (7) показывают, что при приложении ступенью тормозного усилия возникающий процесс носит колебательный характер; пропорционально замедлению сосуда

канате, так как максимальные по модулю замед35

формируются усилия в

у Л

40

t пТ;

(11)

сосуда равны 2 -

m

при

U)

(где ,2,...), а минимальные - при

2Т .

В этом случае, согласно второму закону Ньютона, подъемная машина движется равнозамедленно и величина замедления определяется как

,(8)

тогда время остановки подъемной машины определяется только соотношением величин замедления а, вызванного тормозным усилием скоростью подъемной машины на момент торможения V

v;

а

ТПу

с

(2)

(6)

30

35

t пТ;

замедление V

П.Т

(11)

а из (9) и (11) получим

(12)

50

Подставив (12) в (8) и разрешив относительно F, получим выражение, необходимое для получения минимума динамических усилий в канатах тормозного усилия.

F

ш-У п-Т

(13)

в канате зависит от массы сосуда и величины замедления а. При большом значении а усилие в канате может снизиться до нуля или .сосуд даже обгонит канат. Двигаясь после этого в обратном направлении с ускорением свободного падения, сосуд выбирает образовавшуюся петлю, что ведет к сильным динамическим нагрузкам на канат. Кратность п 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 2а (6) и (7), поэтому для ликвидации набегания сосуда на канат замедление подъемной машины не должно превьшать значения ускорения свободного падения g, а с учетом наклона ствола g.sinod , т.е.

I 2а1 -i g (14)

или

а I sine/ .

(15)

Подставив выражение (15) в (12), получим выражение для кратности времени остановки подъемной машины периоду собственных колебаний каната

9ХГ

где п ближайшее большее целое число. .

Датчики 5 и 7 предказначены для обеспечения определения периода продольных колебаний каната, а по сигналам с датчиков 5 и 6 определяется величина тормозного момента.

Формула изобретениягде g - ускорение свободного падения,

Способ предохранительного тормо- - угол наклона шахтного ствола, жения подъемной машины, заключающий-- 40 град.

ся в измерении величины загрузки, местоположения, направления движения и скорости подъемных сосудов, опре-- делении периода продольных колебаний каната и задании кратности- времени остановки подъемной машины, равной периоду продольных колебаний каната, отличающийся тем, что,

с целью уменьшения динамических усилий в канате после остановки подъемной машины и предотвращения набегания Сосуда на канат, прикладывают тормозное усилие одной ступенью величиной, равной

К - + F .

0.

где V

Т m

5 +|г

сг

п

0

скорость подъемной машины в момент торможения, м/с период колебаний каната, с приведенная к органу навивки масса подъемного устройства, кг

статическая разность усилий в канате соответственно для спуска и подъема сосуда, Е;

Кратность времени остановки подъемной машины периоду продольных колебаний каната, определяемая из выражения

35

п

2V

Tgsinfl(

Изобретение относится к подъемно-транспортным машинам и может быть использовано в качестве способа предохранительного торможения шахтного лифта. Цель изобретения - уменьшение динамических усилий в канате после остановки подъемной машины и предотвращение набегания сосуда на канат, которая достигается приложением тормозного усилия одной ступенью, вычисляемой по формуле: F V m/n-T+FpT, где V - скорость подъемной машины в момент торможения, м/с m - масса подъемного устройства, приведенная к органу навивки, кг; Т - период колебаний каната, cj 7 - статическая разность усилий в канате соответственно для спуска и подъема сосуда. Hi п 2V/TnSin 0 - кратность времени остановки подъемной машины периоду продольна. колебаний каната; g - ускорение свободного падения, угол наклона шахтного ствола, град. Особенностью данного способа является возможность использования в случае отключения питания подъемной ма-- шины 1 ил. с (Л СА: 4 Oi ел сд ю

Редактор Л.Гратилло

Составитель В.Нефедов Техред Л.Сердюкова

Заказ 5085/20Тираж 720Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор И.Муска