Uuttokone

Uuttolaitteen on kone, joka on kaivos- alalla , toimii hissien tai hyppii (tai "hyppii"), jota käytetään siirtämään kaikki, mikä on tarpeen kaivostoiminnassa ja saattamaan tuotteet pintaan. Tämän hyväksikäyttö.

Historia

Ensimmäiset koneet, joita käytettiin kaivoksen tuotteiden uuttamiseen, olivat yksinkertaisia ​​rumpuja, joille oli kiedottu köysi. Käsin ohjattuna liikenneympyrässä määritettiin köyden päähän kiinnitetyn astian nousu tai lasku.

Yhdessä tarpeen laskea syvemmälle, tuli tarve vankemmille ja tehokkaammille laitteille. Näin ratsastukset (tai baritel) ilmestyivät. Nämä hevosvoimalla toimivat laitteet olivat jonkin matkan päässä kaivon suusta. Tämä järjestely merkitsi velvoitetta lisätä paluupyörät pystysuoraan kaivon suuhun ja näiden hihnapyörien tuki, päärunko .

Höyrykoneen keksimisen myötä tulivat uutto koneet, kuten ymmärrämme sen tänään. Huomaa kuitenkin, että höyrykoneen, Wattin ja Thomas Newcomenin koneen, ensimmäisiä sovelluksia käytettiin pääasiassa veden ottamiseen kaivojen pohjasta, vedenpoistoon . Vasta 1800 jälkeen höyrykäyttöiset uuttokoneet alkoivat toimia massiivisesti. 1900-luvulla juuri sähkö antaa näiden koneiden käyttövoiman.

Tyypit

Uuttokoneet voidaan luokitella niiden muodostavien elementtien mukaan.

Lyhyesti:

Esimerkkejä

Höyry

Höyrykoneita muuntaa lämmön osaksi mekaanista energiaa . Höyrykäyttöiset uuttokoneet vaativat höyryntuotantoyksikön, kattilahuoneen . Historiallisesti Englanti oli höyrykoneen syntymäpaikka . Tämän liikkeellepanevan voiman sovelluksia oli lukuisia (tehtaat, alukset, veturit, voimalaitokset), ja ne levisivät nopeasti kaikkialle Eurooppaan ja sitten muualle maailmaan. Höyrykone lisää merkittävästi sekä hiilen että erilaisten mineraalien tuotantoa ja kulutusta .

Sähkö

Uuttolaitetta käytetään kahden tyyppisillä sähkömoottoreilla.

Tasamoottoreilla on suuri vääntömomentti (ts. Kyky ajaa raskaita kuormia), joka on vähän riippuvainen nopeudesta, tämä on niiden tärkein etu. Tämä ominaisuus mahdollistaa tehokkaiden koneiden rakentamisen suoralla hyökkäyksellä, toisin sanoen ilman alennusvaihteita. Moottorin akseli ja vinssin akseli on kytketty samaan suuntaan ja pyörivät tiukasti samalla nopeudella. Tämä nopeus on luokkaa 60 kierrosta minuutissa.

Toisaalta nämä moottorit edellyttävät verkon toimittaman vaihtovirran muuntamista tasavirraksi. Ne vaativat myös enemmän huoltoa pyörivän keräimen vuoksi . Vuoteen 1980 asti yleisin AC / DC-muunnosjärjestelmä oli Ward Leonard -ryhmä . Tämä järjestelmä mahdollisti myös uuttomoottorin nopeuden säätämisen.

Kaivoslaitteiden vaihtomoottorit ovat kolmivaiheisia asynkronisia. Asynkroninen moottori on alhainen vääntömomentti alhaisella nopeudella ja säätämällä tämä nopeus on hankala. Tämä korjataan osittain rakentamalla nämä moottorit käämiroottorilla. Mutta tässä tapauksessa on tarpeen lisätä roottorivastukset, jotka parantavat vääntömomenttia pienellä nopeudella ja mahdollistavat tietyn nopeuden hallinnan. Tyristorin ja voimanelektroniikan kynnyksellä noin 1980 asynkronisista häkkimoottoreista on tullut houkuttelevia (hinta, huoltovapaa).

Nämä moottorit pyörivät nopeudella 400 rpm, ja vaativat alennusvaihteen hammaspyörät (yleensä orret). Nämä moottorit ovat vankkoja ja käyttävät verkon virtaa mahdollisesti jännitteen sovittamisen jälkeen.

Kaapelit

Historiallisesti ensimmäiset uuttokaapelit tehtiin kasvikuiduista (hamppu tai aloe). Pyöreät tai tasaiset, ne oli tervattu vastustamaan kosteutta. Niiden päälaatu on niiden joustavuus. Niiden tärkeimmät haittapuolet ovat alhainen hyötykuorma verrattuna painoon ja lyhyt käyttöikä. Ne korvataan vähitellen teräskaapeleilla. Kaikissa tapauksissa niihin sovelletaan tiukkoja käyttö- ja valvontastandardeja. Turvallisuuskerroin on korkea (6-10), kun he ovat alttiina iskuille ottaessaan virtaa ja kun otetaan huomioon murtumisvaara .

Litteät teräskaapelit

Uuttokoneissa käytettävät litteät kaapelit on joko koottu hawser-tavalla tai punottu. Ne on tervattu ja voideltu. Ne ovat tehotonta, koska niiden paino juoksumetriä kohden on suuri verrattuna hyödylliseen osaan. Niiden etuna on, että ne voidaan valmistaa pienenevässä osassa (osittain). He eivät enää johda työntekijöitä.

Pyöreät teräskaapelit

Pyöreät kaapelit ovat nykyään eniten käytettyjä. Valmistusmenetelmiä vaihdellaan vastaamaan erilaisia ​​rajoituksia. Ne on yleensä rakennettu päällekkäin oleviksi kerroksiksi ja näiden kerrosten suunta on päinvastainen siten, että pyöritysvoimat neutralisoituvat. Ne ovat ainoita, jotka soveltuvat Koepe-hihnapyörään, mutta tässä tapauksessa niitä ei voi voidella, koska harjoittelu tapahtuu tarttumisella.

Erityispiirteet

  1. Litteitä punottuja teräsvaijereita lyhennettiin säännöllisesti häkin jalassa, minkä vuoksi (väärä) usko, että ne pidentyivät. Käyttöönoton yhteydessä pidennys oli tietty, mutta todellinen syy oli se, että kaapelia katkaisemalla siirrimme noutopistettä, häkkiin ja vinssiin, mikä pidensi niiden käyttöikää. Leikattu osa analysoitiin säännöllisesti. Toinen ominaispiirre tapahtui kaapelin käyttöiän lopussa. Kaapeli pidentyi yhtäkkiä ja paljon ( kaulan ilmiö ), se oli sen välittömän murtumisen edeltäjä.
  2. Kaapelisäteeseen vaikuttaa suuresti kaarevuussäde (sekä vinssillä että pyörällä), joten kiinnostus näiden suurihalkaisijaisten elementtien rakentamiseen.
  3. Ihannetapauksessa poisto kaapeli tulisi tehdä pienenevällä osuudella. Häkissä kaapeli tukee vain häkin painoa, vinssillä sen on myös tuettava omaa painoaan. Käytännössä tällaisen kaapelin valmistus on mahdotonta, se lähestytään rakentamalla ne pienenemällä osittain.
  4. Joissakin (mutta harvinaisissa) tapauksissa kaapelit on korvattu ketjuilla.

Vinssi

Vinssit ovat käämirungon on kaivoskoneen. Ne valmistettiin eri muodoissa ja kooissa. Niiden olennaiset ominaisuudet määritettiin pääasiassa käämittävän kaapelin tyypin, nostettavan kuorman, kaapelin pituuden (kaivon syvyyden) perusteella. Pyöreän kaapelivinssin tapauksessa käännökset ovat vierekkäin. Pyörän ja vinssin välillä vaijerin suunta vaihtelee koneen pyöriessä. Jos tämä vaihtelu on merkittävä, se on korjattava kohdistuspyörällä.

Litteiden kaapeleiden vinssin tapauksessa kaapelit kierrettiin aina keloiksi (päällekkäin), kaapelin suunta pysyy vakiona, mutta käämityksen säde vaihtelee. Tämä säteen vaihtelu on etu, koska se kompensoi kokonaan tai osittain kaivoon laskeutuneen kaapelin painon vaihtelun. Vääntömomentti pysyi suurelta osin vakiona korien sijainnista kaivossa riippumatta.

Koepe- hihnapyörän tapauksessa ei ole todellista vinssiä, koska vaijeri on kääritty siihen vain osittain (noin 0,75 kierrosta).

Pyöreä kaapeli ohjaa adheesion uraan ja hihnapyörän . Tämän uran mitat ja mekaaniset toleranssit on sovitettu kaapeliin, jota ei voida voidella. Koepe-järjestelmä voi olla yksi- tai monikaapeli.

Sävellys

Tyypistä riippumatta uuttokoneessa on vähintään kolme elementtiä:

Näihin peruselementteihin lisätään useimmiten elementtejä:

Kolme peruselementtiä on kuvattu edellisissä osioissa, kuvataan vain lisäelementit.

Pienennin

Yleisimmin käytetyissä pelkistyslaitteissa on kalanrataspyörät. Nämä vaihteet voivat välittää suuria voimia siirtämättä aksiaalista voimaa . Välityssuhde on suuruusluokkaa 1/10, mutta tarkka vähentäminen suhde on suhde hampaiden lukumäärä on kaksi vaihdetta. Kaikkien hampaiden tasaisen kulumisen varmistamiseksi nämä kaksi numeroa ovat alkulukuja .

Ohjaus

Tärkein käyttöelementti on koneen ohjausvipu. Yleensä sillä on kolme asentoa, jotka vastaavat kolmea koneen nopeusalueita. Nämä kolme nopeusalaa ovat järjestyksessä (alimmasta korkeimpaan).

Liikkeet; kun häkki kuljettaa kaivojen huolto- ja tarkastustyöntekijät.

Henkilöstö; kun häkki kuljettaa henkilökuntaa.

Materiaali; kun häkki kuljettaa materiaaleja.

Kukin näistä kolmesta alueesta voidaan moduloida: Höyrykoneen tapauksessa säädin .

Sähkökoneiden osalta sähkötekniset ja tällä hetkellä elektroniset laitteet .

Mekaanikon käytettävissä on myös:

  1. Käyttöjarru on jarru, jota se käyttää normaalikäytössä.
  2. Hätäjarru on jarru, joka aktivoituu ongelmatilanteessa, mutta tämä jarru toimii automaattisesti myös tietyissä hätätilanteissa.
  3. Moottorin suunnanvaihdin kaivon häkkien nostamiseksi ja laskemiseksi.

Kaikkia näitä komentoja on avustettu pitkään, jotta ei väsyttäisi koneistoa tarpeettomasti, ja hänen on ylläpidettävä jatkuvaa huomiota koko työasemansa ajan.

Ohjaus

Hallinnan elementit liittyvät läheisesti turvallisuuteen. Ne estävät konetta toimimasta olosuhteissa, jotka vaarantaisivat sen luotettavuuden tai käytön turvallisuuden. Näitä ovat esimerkiksi lämpötilan, voitelun, nopeuden ja jarrutuksen säätimet. Liian voimakas jarrutus aiheuttaisi häkin hidastumisen, mikä inertialla johtaa ylipainoon ja viimeisenä keinona (pystysuoraan) häkin värähtelyyn.

turvallisuus

Turvaosat koskevat itse koneen, mutta myös koko akselin ja sen läpi kulkevan henkilöstön turvallisuutta. Nämä ovat järjestelmiä, jotka estävät häkin pääsyn teloihin, koneen ylittämään tietyn nopeuden tai kuormitusrajan. Riippumatta siitä, sammuuuko kone sähkökatkoksen tai paineilman puuttuessa (hätäjarru aktivoituu, kun minimipaine saavutetaan, tämä järjestelmä takaa koneen tukkeutumisen kaikissa tapauksissa ("Turvallinen murtuminen").

Indikaatio

Indikaatioiden elementit ovat monenlaisia.

Itse uuttokoneen lisäksi koneistajalla oli edessään syvyyden pylväs . Tämän pystysuoran sarakkeen sivuilla liukui kaksi valkoista osoittinta; hakemistot. Nämä kaksi osoitinta edustivat häkkejä. (Kiinteässä) sarakkeessa oli merkkejä, jotka symboloivat kaivon lattioita. Teoriassa, jotta häkki saataisiin tietylle kerrokselle, koneistaja toi etusormen vastaavan merkin eteen. Käytännössä asia oli monimutkaisempi, mutta koneistotyypistä riippuen koneistajilla oli vinkkejä häkin sijoittamiseksi oikeaan paikkaan. Tunnetuin on värillinen viiva kaapelissa ja rummussa (tai kelassa). Syvyyspylväässä oli myös sähköisiä mittauslaitteita, virta ja jännite, höyrynpaine tai paineilma, voiteluöljyä. Se oli myös varustettu yläosassaan, kahdella erillisellä sointikellolla, jotka varoittivat koneistoa äänimerkillä häkin saapumisesta pinnalle.

Huomaa, että kotimaisissa hisseissä on vastaava syvyyssarake, se on (käyttäjille tarkoitettu) kerroksen näyttö, jolla hissi sijaitsee.

Koneenrakentajan käytettävissä oli myös nopeuden tallennin (Karlik) tai köydet (Rockel). Köysi on täydellinen käännös häkkeistä. Näillä kahdella laitteella oli sama tarkoitus; seuraa häkkien liikettä kaivossa. Heidän toimintatapansa oli kuitenkin erilainen.

  1. Karlik tallensi koneen nopeuden graafisesti, siirto voidaan tehdä hihnalla. Se oli varustettu kaksivärisellä, eri väreillä varustetulla kynällä, kynällä henkilöstöä kuormitettuihin häkkeihin, toisella varusteisiin ladattuihin häkkeihin. Karlik oli myös yleensä varustettu elohopean nopeudenilmaisimella. Keskipakovoiman vaikutuksesta elohopea ontto keskellä ja uimari laskeutui. Jos nopeusrajoitus saavutettiin, turvallisuus tuli voimaan.
  2. Rockel oli jousien kartoitin. Sen oli pysyttävä synkronisena häkkien liikkeen kanssa, Rockelin ja koneen välisen siirron oli tapahduttava ketjuilla, kardaaniakseleilla tai vaihteilla (ilman mahdollista liukastumista)

Nämä laitteet on nyt korvattu elektroniikalla, mutta niitä on edelleen olemassa.

Erityiset uuttomenetelmät

Erityisiä uuttomenetelmiä on olemassa tai niitä on ollut olemassa. Ne ovat erityisen ajankohdan, paikan, uutettavan materiaalin suhteen. Nämä erityiset menetelmät ovat johtaneet tiettyjen koneiden käyttöön, minkä vuoksi omistamme niille muutaman rivin.

  1. Nämä ovat koneita, jotka ovat pysyneet joko prototyyppivaiheessa tai hyvin vähän käytettyinä. Lainataan värähteleviä uuttolaitteita (vastaa "warocquères" tai "fahrkunst") tai Z. Blanchetin pneumaattista uuttamista.
  2. Nämä ovat koneita, joita käytettiin eristetyissä paikoissa, mutta siellä, missä joki oli, laitetta ohjasi joen voima. Tai kun uuttaminen, vaikka maan alla, tapahtui vuorenrinteellä, uuttamalla noriat.
  3. Muista koneista uutettujen tuotteiden luonteen mukaan käytettiin (tai käytetään) (nestemäisten tai liukoisten tuotteiden tapaus).

Kaivoskoneiden teho

Teoreettiset näkökohdat

Koneen voima on sen kyky tuottaa työtä tiettynä aikana. Työ määritellään voimaksi, joka siirtää sen sovelluskohtaa. Suhde on P (teho) = T (työ) / t (aika), ja siksi kone, joka nostaa 10  kg 15  m : stä 3 sekunnissa, tuottaa työn 150 kgm ja sen teho on 150/3 tai 50 kgm / s. Ja koska yksi hevosvoima on 75  kgm / s , esimerkissämme olevan koneen teho on 2/3 hevosvoimaa. Lyhyesti sanottuna huomataan yleensä 0,66  hv tai 0,66  hv (hevosvoimaa) ja kilowatteina 0,66 x 736 = 0,490  kW .

Todellinen voima

Uuttokoneen todellinen teho on täysin eri suuruusluokkaa kuin teoreettinen esimerkki. Suuruusluokka on veturin suuruusluokka, ja näiden kahden koneen voimat ovat kehittyneet hyvin samalla tavalla ajan myötä. Joitakin dokumentoituja esimerkkejä:

Huomautuksia ja viitteitä

  1. "  Alsacen ja Moselin kaivosten vähän tunnettu tekninen perintö: louhintakoneet  " , kulttuuriministeriön verkkosivustolla .
  2. Ch. Demanet , s.  242 - 267.
  3. Ch. Demanet , s.  217 - 233.
  4. V.Vidal , s.  449-464.
  5. Haton de la Goupillière , s.  18.
  6. Käytännössä tällaisia ​​rajoja ei koskaan saavutettu, ja kaivosmääräykset velvoittavat operaattorit vaihtamaan kaapeleita kauan ennen.
  7. Haton de la Goupillière , luku 10: Uuttaminen.
  8. Haton de la Goupillière , s.  171-223.
  9. Haton de la Goupillière , osa 4, s.  151.
  10. V.Vidal , s.  472.

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoiset linkit

Bibliografia

Artikkelin kirjoittamiseen käytetty asiakirja : tämän artikkelin lähteenä käytetty asiakirja.