Исходные данные.

Трасса пролегает в пересеченной местности по кратчайшему маршруту длиной 3,5 км. Канатная кольцевая дорога оборудована несущим канатом на опорах высотой от 6 до15 м, приводным шкивом и оборотным натяжным шкивом с грузом 10000 Н для тягового каната. Годовая производительность дороги 1,4 млн. тонн угля.

Описание трассы от приводного шкива по ходу движения вагонеток:

1) Длина 1400 м горизонтально;

2) 600 м - угол наклона +10⁰

3) 300 м - угол наклона -16⁰

4) 100 м горизонтально;

5) 200 м - угол наклона -18⁰

6) 100 м горизонтально;

7) 300 м - угол наклона -14⁰

8) 500 м горизонтально.

Определяем возможную производительность дороги

(1.54)

где - годовая производительность дороги, =1,4 млн. тонн угля;

- количество рабочих дней дороги в году, =350 дней;

- количество рабочих часов дороги в сутки, = 20 часов.

Дороги такой производительности оборудуются четырехколесными тележками для вагонеток до 2 м³ вместительностью. Принимаем вагонетку емкостью V=2 м³, массой 690 кг, несущий канат без клиновидных проволок по таблице VI.I [18] диаметром 35,5 мм, массой 7 кг/м суммарным разрывным усилием 955 кН и тяговый канат диаметром 24,0 мм, массой 2,11 кг/м, разрывным усилием 250 кН.

Приводной шкив диаметром 2 м, футерован резиной с коэффициентом сцепления с канатом =0,2 с углом охвата ^{= 240} , скорость движения 2,0 м/с, вагонетки при загрузке и разгрузке с несущего каната не сходят, интервал времени между вагонетками t=30 с, насыпная плотность угля =0,85 т/м³.

Расчет усилия натяжения тягового каната ведется с точки схода каната с приводного шкива методом обхода точек по формулам:

(1.55)

(1.56)

где W_х и W_гр – усилие натяжения каната соответственно на холостом и грузовом отрезке трассы, Н;

- ускорение свободного падения, =9,81 м/с²;

G₀- масса вагонетки , G₀=690 кг;

G – масса угля в вагонетке, G=

v- скорость движения вагонеток, v =2 м/с;

t – временной интервал между движущимися вагонетками, t=30 с;

q _к - масса 1 п.м. тягового каната , q _к=2,11 кг;

L- длина участка трассы, м;

- ходовое сопротивление четырехколесной тележки-вагонетки, =0,006 н/н;

- угол наклона трассы, град.;

- знаки на подъем «+» и на спуск « -- «.

Нарастание или снижение усилия натяжения каната определяется

(1.57)

где - усилие в точке конца участка трассы, Н;

- усилие в точке начала участка трассы, Н;

- усилие натяжения каната в точке с длиной L между точками «n» и «n+1» .

Усилие в первой точке определяется из натяжения каната грузом на две ветви каната 10000 Н, т.е. на точку 1 приходится 5000 Н, значит S₁=5000 Н.

S = S + W =18380+ 9,81( +2,11) 300 (0,006 0,97 -0,242)=8914 Н;

(1.58)

где - усиление натяжения каната при обходе натяжного обходного шкива, =1,04.

Принимаем, что = =5000 Н, = =10789 Н и проверяем тяговый фактор на проскальзывание каната по шкиву по формуле:

(1.59)

где - сцепление шкива с канатом, для футерованных деревом =0,18, для футерованных резиной ;

- угол охвата канатом приводного шкива.

По таблице 6.1 [4] находим, что =

В этом случае канат не будет проскальзывать по приводному шкиву.

Определяем мощность приводного электродвигателя

(1.60)

где - коэффициент запаса мощности,

- коэффициент полезного действия установки, .

Принимаем для установки электродвигатель мощностью 20 кВт.

Удельный расход электроэнергии составляет

(1.61)

где - мощность электродвигателя, =20кВт;

Q- производительность установки, Q=204 т/ч;

- расстояние перемещения груза.

Расход электроэнергии в денежном выражении

(1.62)

где - стоимость электроэнергии, С_э= 2,33 р/т.км.

=2?69 0,028 = 0,075 р/т.км

Проверяем несущий канат на разрывное усилие

(1.63)

где - коэффициент запаса прочности для несущих канатов, =2

- наибольшее натяжение несущего каната вследствие сил трения канатов на башмаках опор и сил сопротивления качению вагонеток, Н.

(1.64)

где определяется по формуле

(1.65)

где - нагрузка от колеса вагонетки, Н;

u- число колес, проходящих по одному месту каната в год.

(1.66)

где x – количество колес на тележке вагонетки, х=4

(1.67)

.S = 1,25 52000 = 65 кН.

s = 2,5 65 =162,5 ‹ 955 кН.

Заключение: Выбранное оборудование соответствует условиям эксплуатации, удельный расход электроэнергии составляет 0,028 кВт.ч/т.км перевезенного груза , в денежном выражении 0,075 р/т.км.

Раздел 2