Analizy numeryczne drgań naczynia wyciągowego w jednokońcowym górniczym wyciągu szybowym. 1. Wprowadzenie SZYBY I MASZYNY WYCIĄGOWE

Transkrypt

1 alzy numeryczne drgań naczyna wycągowego w jednokońcowym górnczym wycągu szybowym dr nż. Leszek Kowal dr nż. Krzysztof Turewcz Instytut Technk Górnczej KOMAG Streszczene: W artykule przedstawono wynk analz numerycznych drgań wzdłużnych naczyna wycągowego górnczego wycągu szybowego jednokońcowego. alzy wykonano w odnesenu do parametrów ruchu rzeczywstego wycągu szybowego wyposażonego w maszynę bębnową podczas głębena szybu. Przeprowadzono adaptację modelu matematycznego ogólnego górnczego wycągu szybowego dwunaczynowego do potrzeb wycągu jednonaczynowego. Model zweryfkowano na podstawe wynków badań na obekce rzeczywstym, a następne przeanalzowano wpływ parametrów hamowana bezpeczeństwa na wartość uzyskwanego opóźnena naczyna oraz lnopędn. Abstract: Result s of numercal analyses of longtudnal vbratons of conveyance of one-end mne shaft host are gven. The analyses were made wth reference to the parameters of real operaton of shaft host equpped wth drum machne durng shaft snkng. The mathematcal model of two-conveyance mne shaft host was adapted to the requrements of sngleconveyance shaft host. The model was verfed by comparson wth the results from test on real object, then an mpact of parameters of safety brakng on deceleraton of conveyance and Koepe pulley s analyzed. Słowa kluczowe: górnctwo, górncze wycąg szybowe, maszyny wycągowe, bezpeczeństwo, badana Keywords: mnng ndustry, mne shaft hosts, hostng machnes, safety, tests. Wprowadzene Proces hamowana bezpeczeństwa maszyny wycągowej, czyl zatrzymana jej w trybe awaryjnym z zastosowanem hamulca mechancznego, jest obwarowany szeregem wymagań zawartych w przepsach [7]. Określają one warunk, w których hamowane bezpeczeństwa pownno nastąpć oraz sposób, w jak pownno być zrealzowane. W odnesenu do wycągów z maszynam wycągowym jednokońcowym średne opóźnene w trakce hamowana bezpeczeństwa, rejestrowane na lnopędn maszyny, pownno być wększe nż,5 m/s 2. W przepsach określono równeż dodatkowe wymagana, take jak: wartość opóźnena hamowana podczas opuszczana nadwag, które ne pownno być wyższe nż 2,5 m/s 2, a w przypadku podnoszena nadwag ne pownno przekraczać 5 m/s 2. W przypadku jazdy z ludźm w dół opóźnene hamowana ne pownno przekraczać 4 m/s 2. Pommo stosowana coraz doskonalszych układów sterowana hamulca, procesow hamowana bezpeczeństwa, w układze górnczego wycągu szybowego, towarzyszy zjawsko wzbudzana drgań wzdłużnych naczyń. Drgana te powstają na skutek szybkego zanku momentu elektrycznego slnka oraz szybkego zadzałana hamulca mechancznego. Drgana mają szczególne dynamczny charakter podczas hamowana opuszczanej nadwag, natomast ch dynamka jest mnejsza podczas podnoszena nadwag. Szczególne stotne, z punktu wdzena bezpeczeństwa pracy, są drgana naczyna wycągowego wzbudzane w trakce przewozu osób []. MASZYNY GÓRNICZE NR /206 59

2 Przeprowadzono modyfkację ogólnego modelu oblczenowego górnczego wycągu szybowego, dostosowując go do układu jednokońcowego, a następne przeprowadzono jego weryfkację w oparcu o wynk badań na obekce rzeczywstym [6]. Przeprowadzono równeż analzę możlwośc ogranczena drgań naczyna poprzez zmanę parametrów nastaw hamulców w trakce symulowanego hamowana bezpeczeństwa. 2. Model oblczenowy górnczego wycągu szybowego Ogólny model matematyczny stosowany do analz dynamk górnczego wycągu szybowego złożony jest z dowolnej lczby mas skuponych, połączonych ze sobą neważkm elementam sprężysto tłumącym, o odpowednch charakterystykach, zależnych od własnośc ln nośnych wyrównawczych (rys. ). Rys.. Model ogólny górnczego wycągu szybowego [4] Model stosowany jest do analzy zjawsk dynamcznych zachodzących w górnczych wycągach szybowych [2, 3, 4] był zweryfkowany w odnesenu do wycągów dwukońcowych. Opsano go układem równań różnczkowych zwyczajnych, o zmennych w czase współczynnkach sztywnośc tłumena zwązanych ze zmaną długośc lny nośnej [5]. Układ równań różnczkowych ruchu modelu matematycznego górnczego wycągu szybowego w postac macerzowej przyjmuje następującą formę: MX BX KX F () gdze: M [kg] macerz bezwładnośc układu, B [Ns/m] macerz tłumena układu, K [N/m] macerz sztywnośc układu, F [N] macerz sł. MASZYNY GÓRNICZE NR /206 60

3 MASZYNY GÓRNICZE NR /206 6 Poszczególne równana modelu przyjmują następującą postać: równana równowag dynamcznej naczyń wycągowych: 0 m g b b k k m A A Aw A A Aw A A A (2) 0 m g b b k k m B B B Bw B B Bw B B (3) k, k współczynnk sztywnośc lny nośnej m N L A E k n d (4) b, b współczynnk tłumena lny nośnej m s N L A E b n d (5) gdze: Ed [N/m 2 ] moduł sprężystośc wzdłużnej lny nośnej, [m 2 ] pole przekroju lny nośnej, L [m] długość lny od naczyna do lnopędn, [s] współczynnk tłumena wskotycznego, ma, mb [kg] masa zaweszona na lne, g [m/s 2 ] przyśpeszene zemske, kaw, kbw [N/m] współczynnk sztywnośc lny wyrównawczej, baw, bbw [Ns/m] współczynnk tłumena lny wyrównawczej. równane równowag dynamcznej koła pędnego: 0 M b b k k m K K K K K K (6)

4 równane równowag dynamcznej elementów ln nośnych: SZYBY I MASZYNY WYCIĄGOWE m m k b b m g 0 k (7) k b b m g 0 k (8) m q H n n kg, m kg N q H (9) N gdze: qn [kg/m] masa jednostkowa lny nośnej, H, H [m] długość odcnka lny nośnej mędzy naczynem wycągowym a osą lnopędn, N, N lczba elementów, na które podzelono lnę nośną. równane równowag dynamcznej elementów ln wyrównawczych: m Aw m k b b m g 0 k (0) Bw Aw Aw Aw k b b m g 0 k () Bw Bw Bw Aw Bw Aw Bw m Aw q H N w Aw w Bw kg, m kg Aw Bw q H (2) N Bw gdze: qw [kg/m] masa jednostkowa lny wyrównawczej, HAw, HBw [m] długość odcnka lny wyrównawczej mędzy naczynem wycągowym a jej dolnym skrajnym położenem, NAw, NBw lczba elementów, na które podzelono lnę wyrównawczą. MASZYNY GÓRNICZE NR /206 62

5 Rys. 2. Welomasowy model górnczego wycągu szybowego jednokońcowego [6] Model dostosowano do potrzeb analzowanego wycągu jednonaczynowego, traktując go jako przypadek szczególny (rys. 2). W zależnośc od kerunku ruchu ne uwzględnano elementów jednej strony modelu lub przyjmowano wartośc pomjalne małe, w celu wyelmnowana błędów oblczenowych. Rozwązując układ równań różnczkowych otrzymano wartośc przemeszczena prędkośc wszystkch elementów masowych analzowanego modelu, co umożlwło wyznaczene w sposób pośredn np. wartośc sł w lnach. 3. Weryfkacja modelu matematycznego Weryfkację modelu matematycznego przeprowadzono na podstawe wynków badań przeprowadzonych na wycągu jednokońcowym, wyposażonym w maszynę wycągową B-5000 (rys. 3) przy głębenu szybu. Rys. 3. Maszyna wycągowa B-5000/2 000 MASZYNY GÓRNICZE NR /206 63

6 Podstawowe dane górnczego wycągu szybowego były następujące: SZYBY I MASZYNY WYCIĄGOWE maksymalna głębokość cągnena 250 m, masa naczyna (kubeł 4 m 3 ) z zaweszenem sanam 247 kg, masa urobku lub materałów w naczynu 6400 kg, masa ludz (0 osób 90 kg) 900 kg, masa koła lnowego zredukowana na średncę nawjana lny (ø4000 mm) 338 kg. Podstawowe parametry maszyny wycągowej mały następujące wartośc: moc slnków napędowych kw, średnca lnopędn 5 m, maksymalna prędkość jazdy 8 m/s, średnca lny nośnej 0,035 m, hamulec szczękowy z pneumatyczno-obcążnkowym napędem hamulcowym typu HOP-V, masa elementów wrujących maszyny zredukowana na średncę nawjana lny ok.5600 kg. Na podstawe danych charakteryzujących górnczy wycąg szybowy oraz maszynę wycągową wyznaczono analtyczne welkośc opóźneń hamowana, w odnesenu do założonych parametrów nastaw hamulcowych. Wartośc opóźneń w trakce hamowana wyznaczono według ogólnej zależnośc: z 2 M S D m h Dm s 2 z (3) gdze: Mh [Nm] moment hamowana, S [N] nadwaga statyczna (sła w lne), D [m] średnca lnopędn, mz [kg] całkowta masa wycągu zredukowana na średncę nawjana lny. Wyznaczone, charakterystyczne wartośc pośredne oraz wartośc opóźneń hamowana zestawono w tabel. Obcążena Wyznaczone welkośc charakterystyczne wycągu szybowego wartośc opóźneń hamowana [6] Jednostka Tabela podszybe nadszybe podszybe nadszybe pełne naczyne puste naczyne masa na lne [kg] sła w lne [N] całkowta masa wycągu zredukowana na średncę nawjana lny [kg] MASZYNY GÓRNICZE NR /206 64

7 Obcążena Parametry hamowana cśnene w napędze hamulca podczas hamowana przy jeźdze na dół cśnene w napędze hamulca podczas hamowana przy jeźdze do góry moment hamowana hamulca przy jeźdze na dół moment hamowana hamulca przy jeźdze do góry Opóźnene hamowana Jednostka cd. Tabel podszybe nadszybe podszybe nadszybe pełne naczyne [MPa] 0,35 [MPa] 0,4 [Nm] [Nm] puste naczyne podszybe nadszybe podszybe nadszybe pełne naczyne puste naczyne jazdy naczynem na dół [m/s 2 ] 2,32 3,49 3,50 4,79 jazda naczynem do góry [m/s 2 ] 3,5 2,33 2,89,60 Rozkład mas w modelu wycągu szybowego przyjęto zgodne z danym charakterystycznym opsującym górnczy wycąg szybowy oraz maszynę wycągową. Korzystając z wynków badań przeprowadzonych na obekce rzeczywstym wyznaczono wartośc modułu sprężystośc wzdłużnej Ed (4) oraz współczynnka tłumena wskotycznego (5) lny [5]. Wartośc te, w odnesenu do każdego warunku obcążeń położena naczyń w szybe, zestawono w tabel 2. E d gdze: q L n 2 Q L 3 d N m 2 n Q [kg] masa zaweszona na lne, qn [kg/m] masa jednostkowa lny, L [m] długość lny, dn [m 2 ] przekrój lny, n lczba drgań w czase t, T [s] okres podstawowej częstośc drgań, ω [/s] częstość drgań lny. 2ln( k ), (4) (5) 2 nt s Okres podstawowej częstośc drgań T oraz częstość drgań lny ω wyznaczono w oparcu o zarejestrowane przebeg drgań na obekce rzeczywstym (rys. 4): 2 t A 6,54 [/ s ], T 0,96 [ s ], k, 73 T n MASZYNY GÓRNICZE NR /206 65

8 Rys. 4. Wyznaczene modułu Younga oraz współczynnka tłumena lny [6] Wyznaczone wartośc modułu Younga E d oraz współczynnk tłumena wskotycznego [6] Średne wartośc E d E d [MPa] Puste na dół 200 m 2833, 0, Puste na dół 000 m 2774,7 0, Puste do góry 000 m 9684,94 0,009 Puste do góry 200 m 9044,26 0,00588 Pełne na dół 200 m 20,9 0, Pełne na dół 000 m 26378,7 0,0374 Pełne do góry 000 m 29664,4 0,05727 Pełne do góry 200 m 96508,36 0,00478 Tabela 2 Oprócz zdentyfkowana mas będących w ruchu oraz własnośc lny nośnej, scharakteryzowano przebeg sł zewnętrznych oddzałujących na lnopędnę (rys. 5). Rys. 5. Charakterystyka sł oddzaływujących na lnopędnę od napędu maszyny hamulca mechancznego w trakce hamowana bezpeczeństwa [6] MASZYNY GÓRNICZE NR /206 66

9 gdze: SZYBY I MASZYNY WYCIĄGOWE tp chwla czasowa, w której nastąpło przerwane obwodu bezpeczeństwa, ts przedzał czasu, w którym następuje zank momentu (sły) slnka od wartośc występującej w trakce ruchu ustalonego wycągu do zera, th0 przedzał czasu, w którym następuje dojśce szczęk hamulcowych do beżn hamulcowej, th przedzał czasu, w którym następuje narastane momentu hamującego (sły hamującej) hamulca od zera do określonej wartośc momentu hamującego (sły hamującej Fh) wynkającego z nastaw hamulcowych układu sterowana napędu hamulca, Fh sła hamująca w trakce hamowana bezpeczeństwa (moment hamujący), Fn sła (moment) napędu maszyny oddzaływująca na lnopędnę w trakce ruchu ustalonego przed wyzwolenem hamowana bezpeczeństwa. Jako charakterystyczne wartośc, zwązane z przebegem zanku momentu (sły) napędowego maszyny oraz momentu (sły) hamującej przyjęto: sła hamująca przy opuszczanu naczyna Fh = N, sła hamująca przy podnoszenu naczyna Fh = N, czas zanku momentu (sły) napędowego slnka ts = 0, s, czas dojśca szczęk hamulcowych do beżn hamulcowej (sła Fh0 = 0) tho = 0, s, czas narastana sły (momentu) hamującej od 0 do wartośc sły Fh th = 0,5 s. Po zdentyfkowanu nezbędnych danych wejścowych do modelu przeprowadzono oblczena numeryczne. Na rysunkach 6-3 przedstawono porównane wynków oblczeń z wynkam badań na obekce rzeczywstym, w odnesenu do przypadków hamowana bezpeczeństwa, w określonych warunkach ruchu górnczego wycągu szybowego. Porównywano prędkość lnopędn oraz przyśpeszene naczyna wycągowego. Rys. 6. Jazda pustym naczynem w dół, hamowane na pozome ok. 200 m [6] MASZYNY GÓRNICZE NR /206 67

10 Rys. 7. Jazda pustym naczynem w dół, hamowane na pozome ok. 000 m [6] Rys. 8. Jazda pustym naczynem do góry, hamowane na pozome ok. 000 m [6] Rys. 9. Jazda pustym naczynem do góry, hamowane na pozome ok. 200 m [6] MASZYNY GÓRNICZE NR /206 68

11 Rys. 0. Jazda pełnym naczynem w dół, hamowane na pozome ok. 200 m [6] Rys.. Jazda pełnym naczynem w dół, hamowane na pozome ok. 000 m [6] Rys. 2. Jazda pełnym naczynem do góry, hamowane na pozome ok. 000 m [6] MASZYNY GÓRNICZE NR /206 69

12 Rys. 3. Jazda pełnym naczynem do góry, hamowane na pozome ok. 200 m [6] Porównane wynków badań oblczeń przedstawono w tabel 3. Stwerdzono, że przyjęty model dynamk górnczego wycągu szybowego w zadowalający sposób odzwercedla warunk rzeczywste. Zestawene chwlowych wartośc przyspeszena oraz średnej wartośc opóźnena lnopędn [6] Kerunek ruchu naczyna Położene naczyna w szybe Pomar puste naczyne Pomar 2 puste naczyne Pomar 3 pełne naczyne 6,4 Mg Tabela 3 Pomar 4 pełne naczyne 6,4 Mg Opóźnena chwlowe podczas hamowana [m/s 2 ] pomar +,2 do -8,6 +,25 do -8,3 +,5 do 5,84 +,05 do -5,49 symulacja nadszybe +,2 do -7,6 +2,2 do -7,2 opuszczane wartość średna 200 m 3,84 2,62 lnopędn pomar +2,6 do -8,2 +2,86 do -8, +,4 do -3,68 +,48 do -4,07 symulacja podszybe +,2 do -7,4 +,8 do -5,0 opuszczane wartość średna 000 m 3,0,87 lnopędn pomar +5,0 do +0,5 +4,78 do +0,6 +6,4 do+0,89 +6,25 do +0,90 symulacja podszybe +6,0 do +0,3 +5,0 do +0,8 podnoszene wartość średna 000 m 2,82 3,44 lnopędn pomar +2,7 do +, +2,72 do +,3 +4,29 do+,42 +4,3 do +,46 symulacja nadszybe +3,8 do +0,9 +4, do +2, podnoszene wartość średna 200 m,99 2,69 lnopędn Uwaga: Dodatne wartośc chwlowe opóźnena/przyśpeszena rejestrowane w naczynu wycągowym oznaczają odcążene naczyna, natomast wartośc ujemne docążene naczyna. 4. Wpływ parametrów hamowana na przyśpeszene naczyna W oparcu o model matematyczny dynamk górnczego wycągu szybowego przeprowadzono analzę wpływu poszczególnych parametrów hamowana (rys. 5) na wartośc przyśpeszena naczyna wycągowego w trakce hamowana bezpeczeństwa. Wynk symulacj przedstawono na rysunkach od 4 do 7 oraz w tabelach 3 do 6. Symulacje wykonano w odnesenu do hamowana bezpeczeństwa zrealzowanego na głębokośc 000 m, podczas opuszczana pustego naczyna. Na rysunku 4 przedstawono przykładowo wynk symulacj z uwzględnenem różnego czasu dojśca szczęk hamulcowych do beżn hamulca (th0 rys. 5) jego wpływu na wartość prędkośc przyśpeszena naczyna. MASZYNY GÓRNICZE NR /206 70

13 a) t h0 = 0, s b) t h0 = 0,6 s c) t h0 =, s d) t h0 =,6 s e) zborcze zestawene wartośc przyśpeszena naczyna Rys. 4. Zmany przyśpeszena, prędkośc naczyna prędkośc lnopędn w zależnośc od czasu dojśca szczęk hamulcowych t h0 hamowane bezpeczeństwa na głębokośc 000 m podczas opuszczana naczyna [6] Wydłużene czasu dojśca szczęk hamulcowych do beżn hamulcowej, przy nezmennym czase narastana sły hamującej pochodzącej od dzałana hamulca, w przypadku hamowana bezpeczeństwa, przy opuszczanu naczyna, wpłynęło na wzrost ampltudy przyśpeszena naczyna. Zwłoka czasowa powodująca brak oddzaływana momentu slnka oraz momentu hamującego na slnk skutkowała rozpędzanem maszyny, a tym samym naczyna, w wynku oddzaływana na ne sły grawtacj. Wartośc ampltudy zmany przyśpeszena naczyna zmenały sę w neznacznym zakrese, w zależnośc od czasu dojśca szczęk hamulcowych do beżn zwłocznego zadzałana hamulca. Ne można jednak jednoznaczne wskazać na pozytywny (zmnejszene ampltudy), czy też negatywny wpływ takego zadzałana hamulca (tabela 4). MASZYNY GÓRNICZE NR /206 7

14 Warant oblczeń Zestawene wynków analzy w odnesenu do zmany czasu dojśca szczęk do beżn hamulcowej (t h0 wg rys. 5) [6] t s t ho t h t h-t ho F h Średne opóźnene lnopędn Maksymalna wartość przyśpeszena naczyna Tabela 4 Ampltuda przyśpeszena naczyna [s] [s] [s] [s] [N] [m/s 2 ] [m/s 2 ] [m/s 2 ] a 0, 0, 0,5 0,4 3,35-7,83 +3,96,79 b 0, 0,6, 0,4 3,4-8,7 +7,20 5, c 0,,,5 0,4 3,39-6,47 +5,2,68 d 0,,6 2,0 0,4 3,40-8,95 +5,5 4,0 Kolejnym parametrem poddanym analze był wpływ czasu zanku momentu (sły) slnka oddzaływującego na zestaw wału głównego maszyny wycągowej (ts rys. 5), na wartość prędkośc przyśpeszena naczyna. Wynk symulacj przedstawono na rysunku 5. a) t s = 0,6 s b) t s =, s c) t s =,7 s d) zborcze zestawene wartośc przyśpeszena naczyna Rys. 5. Przebeg zman przyśpeszena, prędkośc naczyna prędkośc lnopędn w zależnośc od czasu zanku momentu slnka t s oddzaływującego na zestaw wału głównego maszyny hamowane bezpeczeństwa na głębokośc 000 m podczas opuszczana naczyna [6] Zmana czasu zanku momentu (sły) slnka oddzaływującego na zestaw wału głównego maszyny wycągowej ne wpłynęła na zmanę wartośc ampltudy przyśpeszena naczyna (tabela 5). MASZYNY GÓRNICZE NR /206 72

15 Warant oblczeń Zestawene wynków analzy w odnesenu do zmany czasu dojśca szczęk do beżn hamulcowej (t s wg rys. 5) [6] t s t ho t h t h-t ho F h Średne opóźnene lnopędn Maksymalna wartość przyśpeszena naczyna Tabela 5 Ampltuda przyśpeszena naczyna [s] [s] [s] [s] [N] [m/s 2 ] [m/s 2 ] [m/s 2 ] a 0,6,6 2,0 0,4 3,34-7,79 +6,45 4,24 b,,6 2,0 0, ,35-7,59 +5,89 3,48 c,7,6 2,0 0,4 3,35-7,86 +5,7 3,57 Na rysunku 6 przedstawono wynk symulacj, w odnesenu do wpływu zmany czasu uzyskana pełnej sły hamującej (th rys. 5) na wartość prędkośc przyśpeszena naczyna. Zmenano przedzał czasowy pomędzy dojścem szczęk hamulcowych do beżn hamulca, a czasem uzyskana pełnej sły hamującej (th-th0 rys. 5). a) t h-t h0 = 0,8 s b) t h-t h0 =,2 s c) t h-t h0 =,6 s d) t h-t h0 = 2,0 s MASZYNY GÓRNICZE NR /206 73

16 e) zborcze zestawene wartośc przyśpeszena naczyna Rys. 6. Przebeg zman przyśpeszena, prędkośc naczyna prędkośc lnopędn w zależnośc od czasu narastana sły hamującej t h-t h0 hamowane bezpeczeństwa na głębokośc 000 m podczas opuszczana naczyna [6] Wydłużane czasu narastana sły hamującej hamulca oddzaływującej na lnopędnę w znaczący sposób wpływało na zmnejszane wartośc ampltudy przyśpeszena naczyna. Wartość ampltudy przyśpeszena zmalała od wartośc,5 m/s 2, przy czase narastana sły hamującej 0,8 s do wartośc blskej 5 m/s 2, przy czase narastana sły hamującej wynoszącym 2,0 s (tabela 6). Warant oblczeń Zestawene wynków analzy w odnesenu do zmany czasu dojśca szczęk do beżn hamulcowej (t s wg rys. 5) [6] t s t ho t h t h-t ho F h Średne opóźnene lnopędn Maksymalna wartość przyśpeszena naczyna Tabela 6 Ampltuda przyśpeszena naczyna [s] [s] [s] [s] [N] [m/s 2 ] [m/s 2 ] [m/s 2 ] a 0, 0, 0,9 0,8 3,35-6,82 +4,73,55 b 0, 0,,3,2 3,30-4,77 +4,43 9, c 0, 0,,7,6 3,33-3,60 +3,32 6,92 d 0, 0, 2, 2,0 3,35-2,90 +2,2 5,02 Kolejna analza mała na celu określene wpływu zmany wartośc sły hamującej w trakce hamowana bezpeczeństwa na zmnejszane wartośc ampltudy drgań naczyna. Zmenano wartość sły hamującej hamulca w trakce hamowana, co przedstawono na rysunku 7. alzę przeprowadzono dla wartośc Fh = 290 kn oraz, Fh,,2 Fh,3 Fh. a) F h = 290 kn b) F h = 39 kn MASZYNY GÓRNICZE NR /206 74

17 c) F h = 348 kn d) F h = 377 kn e) zborcze zestawene wartośc przyśpeszena naczyna Rys. 7. Przebeg zman przyśpeszena, prędkośc naczyna prędkośc lnopędn w zależnośc od wartośc sły hamującej F h hamowane bezpeczeństwa na głębokośc 000 m podczas opuszczana naczyna [6] alza wykazała, że wraz ze zwększanem wartośc sły hamującej, wzrasta wartość ampltudy przyśpeszena naczyna (tabela 7). Wydaje sę to oczywste, lecz wynk analzy wskazują jak duże korzyśc można uzyskać dzęk ogranczanu wartośc sły hamującej. Zmnejszane jej wartośc ma jednak swoje grance, gdyż wpływa na wydłużane drog hamowana (zbyt nska wartość może ne zapewnć skutecznego zatrzymana maszyny wycągowej). Warant oblczeń Zestawene wynków analzy w odnesenu do zmany wartośc sły hamującej [6] t s t ho t h t h-t ho F h Średne opóźnene lnopędn Maksymalna wartość przyśpeszena naczyna Tabela 7 Ampltuda przyśpeszena naczyna [s] [s] [s] [s] [N] [m/s 2 ] [m/s 2 ] [m/s 2 ] a 0, 0, 0,5 0, ,35-7,83 +3,96,79 b 0, 0, 0,5 0, ,77-8,25 +2,78,03 c 0, 0, 0,5 0, ,28-9,3 +6,97 6,0 d 0, 0, 0,5 0, ,77-0,02 +8,95 8,97 MASZYNY GÓRNICZE NR /206 75

18 W oparcu o wynk przeprowadzonych symulacj hamowana bezpeczeństwa, dla różnych charakterystyk oddzaływających momentów (sł zewnętrznych) na lnopędnę maszyny wycągowej można stwerdzć, że najwększy wpływ na zmnejszene wartośc ampltudy przyspeszena ma ogranczene, do akceptowalnego mnmum, wartośc sły hamującej oraz wydłużane jej czasu narastana. Oba te czynnk wpływają na wydłużane drog hamowana. Efektywny sposób ogranczena zaburzeń dynamcznych naczyna przedstawono na rys. 8. a) symulacja warunków rzeczywstych b) symulacja po optymalzacj Rys. 8. Przebeg zman przyśpeszena, prędkośc naczyna prędkośc lnopędn oraz sły oddzaływającej na lnopednę układu napędowego hamulca maszyny w trakce hamowana bezpeczeństwa na głębokośc 000 m, w odnesenu do warunków ruchu odpowadających opuszczanu pustego naczyna [6] W ramach analzy wydłużano czas narastana sły hamującej oraz zmnejszano jej wartość. Dzęk temu uzyskano wyraźny spadek ampltudy drgań w czase hamowana bezpeczeństwa, jak po zatrzymanu maszyny. Zwększył sę natomast czas hamowana, a tym samym droga hamowana. MASZYNY GÓRNICZE NR /206 76

19 5. Podsumowane Wynk przeprowadzonych analz numerycznych pozwalają stwerdzć, że stneją warunk, umożlwające ogranczene wartośc przyśpeszena drgań naczyna, a tym samym ogranczene nebezpeczeństwa zbyt dużych wartośc przecążena oddzaływającego na przewożonych ludz. Zdentyfkowane w trakce analz numerycznych przecążena dochodzące do wartośc 2g ne są przecążenam zbyt dużym, lecz są na tyle nebezpeczne, że mogą powodować urazy u ludz. Kerunek dzałana przecążena wzdłuż os ponowej pracownka, obcążonego dodatkowo transportowanym przez nego materałam czy narzędzam, może bardzo nekorzystne wpłynąć na układ kostny, szczególne kręgosłup, lub spowodować jego upadek. Pojawa sę równeż znaczny dyskomfort zwązany z występującym w trakce drgań naczyna zrywem (6), który jak pokazały wynk symulacj wynosć może nawet 30 m/s 3 (rys. 9). gdze: z zryw, s droga, t czas. 3 d s z( t ) (6) 3 dt Rys. 9. Przebeg zman zrywu przed po optymalzacj rozkładu sł oddzałujących na lnopędnę w trakce hamowana bezpeczeństwa Wynk analz wskazują, że z punktu wdzena zjawsk dynamcznych, jake zachodzą w naczynu w trakce hamowana bezpeczeństwa, ogranczena zwązane ze średną wartoścą opóźnena hamowana, która ne pownna przekraczać 4 m/s 2 (przy jeźdze ludz w dół) lub też 5 m/s 2 podczas opuszczana maksymalnej nadwag, mają pośredne znaczene na dynamkę naczyń. Ważne jest zatem poszukwane takch rozwązań techncznych układów sterowana maszyny hamulca, które umożlwą korzystnejsze kształtowane rozkładu sł oddzałującyh na lnopędnę w trakce hamowana bezpeczeństwa. MASZYNY GÓRNICZE NR /206 77

20 Lteratura [] Kowal L.: Sterowane przebegem procesów dynamcznych w układach wycągowych przez dobór charakterystyk hydraulcznych hamulców tarczowych. Praca doktorska 999. (ne publkowana), Bbloteka Poltechnk Śląskej w Glwcach. [2] Kowal L., Śwder J.: Badana dośwadczalne symulacja hamowana bezpeczeństwa górnczego wycągu szybowego z zastosowanem programu MATLAB. W: Problemy Rozwoju Maszyn Roboczych XII Konferencja naukowa, Zakopane, 8-22 styczeń 999, cz. 2., s [3] Tejszerska D.: Modelowane sprzężonych drgań poprzeczno-wzdłużnych układu wycągowego. Zeszyty Naukowe Poltechnk Śląskej, Mechanka 995, nr 24. [4] Tejszerska D., Turewcz K.: Oblczena wytrzymałoścowe lnopędn z uwzględnenem wybranych obcążeń dynamcznych. Glwce: ITG KOMAG, ISBN [5] Hankus J.: Budowa własnośc mechanczne ln stalowych. Katowce: GIG, ISBN [6] Turewcz K., Kowal L.: Badana drgań naczyna wycągowego w wycągu jednokońcowym w trakce hamowana bezpeczeństwa górnczego wycągu szybowego. W: Transport Szybowy: monografa. Red. nauk.: A. Klch, A. Kozeł. Glwce: ITG KOMAG, 205, s [7] Rozporządzene Rady Mnstrów z dna 30 kwetna 2004 r. w sprawe dopuszczana wyrobów do stosowana w zakładach górnczych (Dz. U. Nr 99, poz. 003 z późn. zm.) wraz z załącznkem nr 2 do rozporządzena Rady Mnstrów z dna 30 kwetna 2004 r. w sprawe dopuszczana wyrobów do stosowana w zakładach górnczych. Czy wesz, że... w Nemczech stratega dla sektora energetycznego Energewende zakładała odejśce od elektrown atomowych zwększene udzału odnawalnych źródeł energ (OZE) do pozomu 40-45% w 2025 roku. W 205 roku już 32,5% prądu generowały OZE. Jak sę okazało, groz to komunalnym przedsęborstwom energetycznym bankructwem. Dodatkowych kosztów wymaga utrzymane bezpeczeństwa dostaw nwestycje w sec. Na 93 masta powyżej 80 tys. meszkańców blans 37 jest ujemny, a nektóre z nch ne są już w stane dotować energetyk komunalnej. Przegląd Technczny 206 nr 5 s.7 MASZYNY GÓRNICZE NR /206 78