автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Методы расчета и браковки крановых канатов с металлическим сердечником с учетом воздействия высоких температур

На правах рукописи

Коваленко Олег Александрович

МЕТОДЫ РАСЧЁТА И БРАКОВКИ КРАНОВЫХ КАНАТОВ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ СЕРДЕЧНИКОМ С УЧЁТОМ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР

Специальность 05 05 04 «Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск 2007

003163007

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» на кафедре подъёмно-транспортных машин и роботов

Научный руководитель' заслуженный работник Высшей школы РФ, доктор технических наук, профессор Хальфин Марат Нурмухамедович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Джигкаев Тамерлан Сосланович

кандидат технических наук, доцент Дейнега Владимир Иванович

Ведущая организация: Тульский государственный университет (г Тула)

Защита диссертации состоится 14 ноября 2007 г., в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.304.04 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» по адресу: 346428, г. Новочеркасск Ростовской обл., ул Просвещения, 132,107 ауд главного корпуса.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)».

Автореферат разослан октября 2007 г

Учёный секретарь

диссертационного совета Д 212 304.04, доктор технических наук, профессор

Н А. Глебов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Грузоподъемные краны нашли широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе металлургической. Одним из наиболее ответственных элементов грузоподъемных кранов являются стальные подъемные канаты. От работоспособности стального подъемного каната во многом зависит безопасность не только крана, но и всего производства.

Фундаментальный вклад в теорию, расчёт и конструирование стальных канатов внесли М.М. Федоров, ГН Савин, П.П Нестеров, Б С. Ковальский, МФ Глушко, А И Дукельский, В Д. Белый, С.Т Сергеев, ГII Ксюнин, В А Каландадзе, Г.В Верстаков, А П. Ветров, Ю.А Почтовенко, Н.К Гояча-ренко, В.И. Дворников, Л В. Колосов, В И. Бережинский, В А Малиновский, МН Хальфин,В.А Рыжиков, А.А. Короткий, И М Чаюнидр

НИИМегиз, Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт), Санкт-Петербургский государственный технический университет, ВНИОМШС, Одесский политехнический университет, Волгоградский сталепроволочно-канатный завод (филиал «Волгоградский завод» ОАО «Северсталь-метиз»), Магнитогорский калибровочный завод и другие организации, занимающиеся расчетом и конструированием стальных канатов, внесли большой вклад в совершенствование конструкций стальных канатов, технологию изготовления и повышение безопасности их эксплуатации.

Однако, несмотря на достигнутые успехи в конструировании стальных канатов и технологию их изготовления, практика эксплуатации показывает, что несмотря на большие значения коэффициента запаса прочности, стальные подъемные канаты на заливочных кранах служат не более двух-трех месяцев При этом иногда происходит обрыв подъемного каната, приводящий к аварии с весьма тяжелыми последствиями.

Так, например, 7 апреля 1998 г. в ОАО «Северсталь» оборвался канат главного подъема заливочного крана конвертерного производства, ковш, содержащий от 60 до 80 т расплавленного чугуна, упал на рабочую площадку конвертера Оборвавшийся стальной канат был изготовлен по ТУ 14-4-273 Череповецким сталепрокатным заводом и имел коэффициент запаса прочности при обычной температуре цеха 10 ..25 °С не ниже 6,5

Еще одна крупная авария произошла в отделении перелива чугуна конвертерного производства ОАО «Северсталь» 23 марта 2004 г В 2003 г. это отделение было реконструировано в рамках строительства установок десульфу-рации чугуна я скачивания шлака с поверхности чугуна Во время подъема ковша с жидким обезшлаченным чугуном для последующего перемещения к конвертеру произошел обрыв ветвей каната механизма главного подъема крана, что привело к падению траверсы с ковшом с высоты примерно 14 м в яму перелива чугуна, разливу жидкого чугуна и проникновению его в приямки весов

и тоннель , ведущий к приямкам. В результате аварии погибло три человека На момент аварии данный канат проработал всего 62 дня.

Уменьшение коэффициента запаса прочности каната связано со снижением предела прочности материала проволоки вследствие изменения его микроструктуры под воздействием высоких температур, а также с перераспределением растягивающих усилий между проволоками вследствие различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях, а также по причине волнистости

В работах В Б Маслова, В.В Шевцова приведены результаты наблюдений за эксплуатацией канатов с металлическим сердечником, эксплуатировавшихся на литейных кранах Таганрогского металлургического завода, Волгоградского завода «Красный Октябрь», Череповецкого металлургического завода, показывающие, что 24 % канатов, преждевременно снятых с эксплуатации, имели дефект «волнистость», а срок их эксплуатации колебался от 6 до 180 дней

Исследованию перераспределения напряжений между проволоками в результате волнистости посвящены работы МН Хальфина В этих работах также описан метод определения допустимого радиуса волнистости каната в зависимости от предела прочности, требуемого коэффициента запаса прочности, номинальных растягивающих напряжений и других факторов. Однако в этом методе не учитываются температурные напряжения, возникающие в стальном канате вследствие различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях.

Настоящая работа посвящена совершенствованию методов расчета и созданию новых способов браковки стальных канатов двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия геометрических параметров и механических свойств винтовых элементов, а также температурных напряжений, возникающих в проволоках стального каната в результате воздействия высоких температур в процессе его эксплуатации на металлургическом кране

Соответствие диссертации научному плану работ ЮРГТУ (НИИ) и целевым комплексным программам. Диссертационная работа выполнена в рамках научного направления «Теория и принципы построения автоматизированных машин, робототехнических и мехатронных устройств и систем», утверждённого Ученым боветом ЮРГТУ (НПИ) 25.04.1998г, по тематическому плану Министерства образования РФ №6 ОО.Ф раздел «Теория гибких витых систем с учётом различия геометрических параметров их элементов», НИР ЮРГТУ (НПИ) по теме П 3-842 «Промышленная экспертиза подъемно-транспортных машин повышенной опасности»

Цель работы. Повышение безопасности эксплуатации стальных канатов с металлическим сердечником на металлургических кранах путём совершенствования метода их расчёта и создания новых способов браковки с учётом воздействия высоких температур.

Идея работы заключается в учёте воздействия на стальной каната высоких температур в процессе его эксплуатации на металлургическом кране

Защищаемые научные положения:

математическая модель напряженно-деформированного состояния стального каната с металлическим сердечником с учетом воздействия высоких температур в процессе его эксплуатации на металлургическом кране;

метод расчёта напряжений в проволоках стального каната с металлическим сердечником с учётом воздействия высоких температур в процессе его эксплуатации на металлургическом кране,

алгоритм расчета напряжений и деформаций в проволоках стального каната с учетом воздействия высоких температур;

метод расчета нормы браковки кранового каната по критерию волнистости с учётом воздействия высоких температур

Методы исследования. Научное обобщение исследований, посвященных условиям работы канатов литейных кранов; лабораторные исследования изменения температуры винтовых элементов стального каната во времени; математическое моделирование с применением ЭВМ (разработана компьютерная программа по определению растягивающих напряжений и деформаций (фанового каната двойной свивки с учетом различия температур его винтовых элементов, расположенных в разных слоях)

Научная новизна:

разработана математическая модель напряженно-деформированного состояния стального каната двойной свивки с металлическим сердечником, учитывающая различие температур его винтовых элементов разных слоев,

разработан метод расчёта напряжений в проволоках стального каната двойной свивки с металлическим сердечником, учитывающий различие температур его винтовых элементов, находящихся в разных слоях;

разработан алгоритм расчета напряжений и деформаций в проволоках стального каната двойной свивки с учётом различия температур его винтовых элементов, расположенных в разных слоях,

разработан метод браковки кранового каната по критерию волнистости с учетом температурных напряжений и снижения предела прочности материала канатной проволоки

Практическое значение заключается в разработке методики расчёта нормы браковки стального каната по критерию волнистости с учётом различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях, методики расчета стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учетом различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях; разработке новой конструкции стального каната и способа его браковки, защи-

¡ценных патентом РФ на изобретение, позволяющих повысить безопасность эксплуатации стальных канатов.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается применением современных апробированных методов исследования, корректностью принимаемых допущений при разработке расчетных схем и математической модели, применением ЭВМ и современных языков программирования при проведении исследований; сходимостью результатов экспериментальных и теоретических исследований (средняя погрешность при определении температур проволок каната диаметром 42 мм составляет 15%)

Реализация результатов работы. Разработанный метод расчета деформаций, напряжений и допустимого радиуса волнистости стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учетом различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях, оформленный в том числе в виде компьютерной программы, принят к внедрению в филиал «Волгоградский завод» ОАО «Северсталь-метиз», на Таганрогский металлургический завод и в учебный процесс при подготовке инженеров по специальности 190205 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» специализации «Подъемно-транспортные машины».

Апробация работы. Основное содержание и отдельные положения диссертационной работы доложены на ежегодных научно-технических конференциях аспирантов и студентов ЮРГТУ (НПИ) 2001-2007 гг.; международной научно-технической конференции «Современные проблемы проектирования и эксплуатации транспортных и технологических систем», Санкт-Петербургский политехнический университет, 2006 г.; международной научно-методической конференции по безопасности жизнедеятельности, посвящённой 100-летию Новочеркасского политехнического института, г. Новочеркасск, 2,4-26 мая 2007 г

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК; получено 3 патента на изобретение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первом разделе проводится анализ состояния проблемы и постановка задач исследования

Анализ литературы показывает, что несмотря на ряд принимаемых мер по повышению срока службы стальных канатов литейных кранов (использование канатов с линейным касанием проволок в прядях, применение термостойкой смазки) этот срок службы составляет не более 2000 циклов заливки чугуна в конвертеры, что соответствует примерно 1,5 месяцам работы.

Липатов А С связывает низкий срок службы стальных канатов литейных кранов с наличием интенсивного выброса пламени, возникающего при за-

ливке жидкого чугуна с температурой 1250 1400 °С в конвертер на предварительно заваленную металлошихту Выбросы, как правило, связаны с неудовлетворительным (»стоянием металлошихты, основная часть которой - металлический лом Вместе с ним в конвертер попадает значительное количество крайне нежелательных и слабо контролируемых примесей. Установлено, что заму-соренность лома - 5. б % В результате выброса пламени возникают резкие перепады температур, которые приводят к возникновению термических циклов Вследствие этого происходит пластическое деформирование элементов крана, в том числе канатов, возникают остаточные деформации, образуются и развиваются трещины, обрываются отдельные пряди и теряется прочность канатов Также установлено, что температурные дефекты в стальных канатах накапливаются по мере увеличения количества циклов заливки чугуна в конвертер. При этом также отмечается, что на нижних блоках накопление дефектов происходит гораздо быстрее, чем в других местах крана.

Структурный анализ материала проволоки стального каната показывает, что проволока во время технологического процесса заливки жидкого чугуна разогревается до температуры около 600 °С. В то же время в руководящем документе РД 10-231-98 говорится о недопустимости эксплуатации стальных канатов при температурах свыше 400 °С; при температурах от 250 до 400 °С грузоподъемность стальных канатов снижают на 25 %

При резком попадании стального каната заливочного крана под воздействие высокой температуры происходит изменение напряженного состояния стального каната вследствие появления различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях.

В работах Глушко М Ф., Волоконского В Ф, Мамаева Л М. приведен расчёт температурных напряжений спирального биметаллического каната, элементы которого нагреты до одинаковой температуры. Канаты двойной свивки в данных работах, не рассматривались, а при определении относительного изменения радиуса свивки рассматривался только случай точечного контакта между слоями проволок

В литературе также отмечается наличие неравномерности натяжения проволок и прядей в процессе свивки стального каната (из-за несовершенства существующей технологии свивки), а также разбега геометрических параметров и механических свойств проволок, приводящее к появлению структурного дефекта «волнистость»

В работах М Н Хальфина возникновение волнистости рассматривается как результат действия технологических факторов, которое затем усиливается вследствие совместного действия конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов. Метод М Н Хальфина по расчету стальных канатов учитывает наличие: неравномерного натяжения проволок в процессе свивки, а также разбег их геометрических параметров и механических свойств, приводящих к появлению волнистости.

В работах М.Н Хальфина также приводится метод расчета норм браковки по критерию волнистости стального каната с учетом предела прочности, но-

минального коэффициента запаса прочности, номинальных растягивающих напряжений и других факторов.

Недостаток известного метода расчёта каната заключается в том, что он не учитывает напряжения, возникающие в стальном канате вследствие воздействия высоких температур

Исходя из проведенного анализа и цели исследований, в работе были поставлены следующие основные задачи

1) разработка математической модели напряженно-деформированного состояния стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учетом различия температур его винтовых элементов, находящихся в разных слоях;

2) проведение теоретических исследований влияния конструктивных и эксплуатационных факторов на напряжённо-деформированное состояние стального каната с учетом воздействия на него высоких температур в процессе эксплуатации на металлургическом кране;

3) проведение экспериментального исследования по определению изменения температуры элементов стального каната, попавшего в процессе эксплуатации под воздействие высоких температур;

4) разработка метода расчета нормы браковки стальных канатов по критерию, связанному с волнистостью, с учётом воздействия на него высоких температур в процессе эксплуатации,

5) разработка способа браковки стальных канатов металлургических кранов, учитывающего эксплуатацию этих канатов в условиях воздействия высоких температур.

Второй раздел посвящен разработке математической модели напряжённо-деформированного состояния стального каната с учётом различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях, в том числе выводу линейных уравнений статики прямого каната, учитывающих это различие.

Метод М.Ф Глушко по расчёту стального каната, сводящийся к применению линейных уравнений статики, базируется на теореме Кастилиано. Применяя этот метод к отдельно взятой проволоке каната двойной свивки и с учетом температурной деформации, получаем*

BF e{ss-kt)\_ GJP EJ feúcos )

de 2 cosacos/? de 2 cosacos/? de 2 eos a eos/?l de de J

t t t t t r t t

= Án s + Au в + An, sR + A14l £r + A1Sl kt~An£ + A12e + Ab ,

' 8U' EF S{ss-ktf GJ 0T2 EJ ÍSbs2 8gs2 )

M =-=.---+-С--+- —— + ■ casa =

dff 2 eos a eos/? 80 2 cosacos/} дв 2cosacos/?^ дв дв

I I I I I t t r

= A2le + A22e + A2itsR+AM¡er-iA2s,kt~A2iS + A22e + A2t , (1)

l r

здесь Tx и Mx - соответственно растягивающее усилие и крутящий момент, направленные вдоль оси каната;

V - энергия деформации проволоки, приведённая к единице длины каната; е и в — соответственно относительные удлинение и кручение, направленные вдоль оси каната,

а и ¡5 — соответственно углы свивки проволоки и пряди, Ей О- модули упругости соответственно первого и второго рода; Р - площадь поперечного сечения проволоки;

и / - соответственно полярный и осевой моменты инерции поперечного сечения проволоки;

ег., тв - соответственно деформации удлинение и кручения проволоки,

Ь5 - деформация изгиба проволоки вследствие её свивки в прядь;

gs - деформация изгиба проволоки вследствие свивки пряди в канат,

ег,ек — соответственно относительное изменение радиуса свивки проволоки и

пряди;

к—температурный коэффициент линейного расширения; I - температура.

Подставляя в формулы (1) известные из работ М.Ф. Глушко выражения относительных деформаций удлинения еБ, кручения г5и изгиба gs проволоки, получаем следующие значения коэффициентов

- ^соб а соб/?+~ вт а вт3 р

А25, = ЕЕ [- (я сое а вт /? + г вш а сое3 Р)] (2)

Для каната в целом линейные уравнения статики запишутся следующим образом.

Гх=Апе + А120+Аи,

Мх=А12е + А229 + А2,, (3)

Г 1 1

где Аи =ЕтпАп ; Аи = ЕтпА12 ; А22 = ХтпА22 ,

Аи = 2>«Ц3( £]) + АЫ1 ег + Л15/ и),

А2, = 2>иЦгз/ ек + А2М ег + А25, ы\

т,п- соответственно число проволок и число прядей

В этих уравнениях коэффициенты Аи и А2, зависят от температуры проволок каната.

Таким образом, получены линейные уравнения статики прямого каната, учитывающие различие температур винтовых элементов, расположенных в разных слоя Эти уравнения устанавливают взаимосвязь между внешними усилиями и деформациями каната

После вычисления деформаций каната определяются деформации его проволок, а затем по следующим общеизвестным формулам определяются возникающие в них напряжения

- растягивающие напряжения сгр - Е(е„ -й);

- изгибные напряжения <ти =

„

- напряжения кручения т-От,—

Приведенная выше математическая модель также позво смет определить только температурную составляющую напряжений, возникающих в стальном канате при наличии различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях для этого в линейных уравнения статики необходимо приравнять к нулю Тх, а поскольку концы каната в большинстве случаев зафиксированы от кручения, величину в также необходимо приравнять к нулю В этом случае из первого линейного уравнения статики находим темпер.атурное относили

тельное удлинение каната е- ——, с учетом которого и определяются темпе-

А\

ратурные напряжения в проволоках каната.

Известная формула М Н Хальфина по определению допустимого радиуса волнистости стального каната Нв после учета температурных напряжений а, примет следующий вид

!к<_г__Ч, (4)

К гх А

где «к - радиус каната; сгвРмис - предел прочности материала проволоки при температуре 30 °С; Ксп — температурный коэффициент снижения прочности, зависящий от температуры проволоки t, г - номинальный коэффициент запаса прочности, о-р - номинальные растягивающие напряжения; тс - сила натяжения каната, А - обобщенный коэффициент жёсткости каната

Аналитическое выражение температурного коэффициента снижения прочности Кт, полученное из графиков, опубликованных в работах А.С Липатова, имеет вид:

1 , если /<120°С,

392-0,85*

290 157,5 — 0,15? 640

, если 120°С < £ < 410°Г, (5)

,если / > 410°С

В гретьем разделе рассмотрено влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на напряженно-деформированное состояние стального каната с металлическим сердечником с учетом различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях.

Для исследования были приняты стальные канаты диаметром 42 мм с металлическим сердечником, изготовленные по ГОСТ 7669-80 и ТУ 14-4-273-

2002. Именно эти канаты получили в металлургической промышленности наибольшее распространение.

Исследования влияния воздействия высоких температур на напряжения и деформации стального каната показали, что максимальные температурные растягивающие напряжения проволок (как положительные, так и отрицательные) возрастают с увеличением температуры по линейному закону (рис. 1).

Тошергор» а^гшвкжй срьи, 'С

Рис. 1. Влияние температуры на температурные напряжения каната ТУ 14-4-273 -2002 а - концы каната зафиксированы от кручения; б - канат со свободно висящим грузом

Из рис. 1 видно, что для каната со свободно висящим грузом температурные напряжения принимают меньшие значения. Это объясняется наличием температурного закручивания стального каната, которое пропорционально температуре и при 800 °С достигает 0,3 рад/м.

Но даже несмотря на уменьшение температурной составляющей растягивающие напряжения для канатов со свободно висящим грузом принимают большие значения, поскольку имеет место раскручивание стального каната под действием груза, которое в несколько раз больше, чем температурное закручивание. На рис. 2 показана зависимость растягивающих напряжений от нат$ женин каната.

а)

б)

у У "Л

ф \

- ЦвлтинИЖ^влр.!««.

—-Цопают*: 1-4 смйпр»

—

—Мшмгдай и слой ч«. — г-яохк сдой. цогр ярх —2-йскм граде», [-«скжлци. ■ - 2-й слй г^»дей; 2-« с=1и 1^04 }-4и».гЯИй Моовпрм.

% ™

- хя

I

Э" «о

а

I »

<

у/

А /

X

У /

V /

/ ........

"""

» *•» «и» »•» """ « »» шш т ига т

НтюкавдВ НгаювжшгаН

Рис. 2. Влияние натяжения каната ТУ 14-4-273-2002 на напряжения в его проволоках: а — концы каната зафиксированы от кручения; б — канат со свободно висящим грузом

На рис. 3 показано влияние кручения каната ТУ 14-4-273-2002 на напряжения в его проволоках.

а)

б)

603

500

а «С

*

г»

й.

| 100

2

- 9

-

С

-200

-зоэ

-400

4

/

/

/

$5

/

г

ч4 ч

.....- Ц«тр.прццк:чектр.(ыог

—-цеитр.кач»: Ислайпр»

.........1-<счупр<«)к:ц»нгр. про».

—1-исм£пдой: 1-й а»« пры. •"~*йсмйпрэдей:ц1К!р. прел

.....2-5 СЛОЙ "ММ*' 1«£«ЙПге1

- - »2-й сдой прядей: 2-йслойгоо. •~~2-йслойррда8:Э-й:мйпво1

3

* 100.

/

ч /

-о V / /

4 -

У

/ / "о чХ \

/ 1 \ V >

/

•45 4А 0.5 «Я -5,1 0 ОД ОД Кручение шага, рад'м

<2 0? ЮД В 0.1 ОД 0.3 3,<

Кручсннс саната, рад-'м

Рис. 3. Влияние кручения каната ТУ 14-4-273-2002 на напряжения в его проволоках: а - с учётом температурных напряжений; б - без учёта температурных напряжений. (Здесь 01рицательные кручения соответствуют закручиванию каната, положительные - раскручиванию)

Как видно из рис. 3, температурные напряжения можно уменьшить, если закрутить стальной канат на определённую величину (в данном случае

на 0,35 рад/м). После того, как температуры проволок сравняются, в прово локах стального каната будут действовать напряжения, вызванные его крученном, но величина этих напряжений будет меньше, чем максимальные температурные напряжений в проволоках каната при отсутствии закручивания.

Исследования влияния углов свивки на температурные напряжения доказали, что для каната, концы которого зафиксированы от вращения, углы свивки практически не влияют на температурные напряжения (влияние весьма незначительно).

В четвёртом разделе приведено описание экспериментальной установки для измерения кручения стального каната с металлическим сердечником, резко попавшего под воздействие высокой температуры, а также результатов эксперимента по определению кручения стального каната и вычислению разности температур его прядей. В процессе обработки экспериментальных данкых также определялись температурные напряжения во всех проволоках каната.

Схема установки показана на рис. 4.

Рис. 4. Схема экспериментальной установки В процессе нагревания стального каната максимальное смещение проекции луча лазерной указки 1 составило 60 мм, следовательно, относительное кручение каната вследствие его нагревания в составило 0,511 рад/м. Вычис ления показали, что разность температур сердечника и наружных прядей составляла 10,5 °С, а температурные напряжения - от минус 2,7 (для наружных проволок) до плюс 13,8 МПа (для проволок сердечника). Если концы каната были бы зафиксированы от кручения, то температурные напряжения составили бы соответственно от минус 4,3 до плюс 25,1 МПа. Стоит также отметить, что описанный выше эксперимент проводился над канатом диаметром 1,8 мм, а температура на выходе нагревательного устройства составляла 100 °С.

В четвёртом разделе также приводятся результаты испытания (на разрыв) проволок стального каната, проработавшего на одном из литейных кранов ОАО «Северсталь» всего один месяц и снятого с эксплуатации по причине обрыва. При обработке результатов испытания определялся температурный ко-

эффициент снижения предела прочности материала проволок, а затем - фактические температуры проволок каната в процессе эксплуатации, которые составили 120...152 °С для проволок сердечника, 338 °С для наружных проволок наружны?: прядей каната и 200...232 °С для остальных проволок наружных прядей (при определении температур использовался график зависимости предела прочности от температуры, опубликованный в работах A.C. Липатова). В процессе дальнейшей обработки результатов испытания установлены фактические температурные напряжения, имевшие место в процессе эксплуатации каната (плюс 417 МПа для центральной проволоки; минус 200 МПа для наружных проволок наружных прядей).

Четвёртый раздел также посвящён экспериментальному исследованию изменения температур элементов стального каната в процессе его нагревания. Суть эксперимента заключается во вплетении в стальной каната термоэлектрических преобразователей, перемещении каната в печь, разогретую до температуры 400 °С, и последующей регистрации температуры в разных точках поперечного сечения каната. На рис. 5 показано поперечное сечение опытного образца стального каната и места расположения термоэлектрических преобразователей.

Рис. 5. Поперечное сечение опытного каната и места расположения термоэлектрических преобразователей

На рис. 6 показаны графики, отражающие изменение температур элементов опытного образца стального каната в процессе его нагревания. 300

250

р 200 rf

| 150 3.

0

1 100

50

■

W

г

-температура наружных проволок

температура прядей

-температура центральной проволоки

100

500

200 300 400

Время (с начала на грева), с Рис. 6. Влияние времени воздействия высокой температуры на нагрев элементов каната

В результате обработки экспериментальных данных было установлено, что при эксплуатации опытного каната на металлургическом кране (когда концы каната зафиксированы от кручения, а температура окружающего воздуха составляет 400 °С) температурные напряжения составят от минус 80 до штос 177 МПа.

В пятом разделе приведена методика расчёта напряжённо-деформированного состояния стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях, позволяющая определить коэффициенты в линейных уравнениях статики прямого каната (эти уравнения устанавливают взаимосвязь между внешними усилиями и деформациями каната), а также растягивающие напряжения во всех его проволоках. Для реализации этой методики разработана компьютерная программа ТетрИарг. Эта программа использовалась при прс ведении исследований, описанных в предыдущих разделах.

В этом разделе также представлена методика расчёта нормы бракозки кранового каната но критерию волнистости с учётом воздействия высоких температур.

Исследования влияния температуры окружающего воздуха, в которую резко попадает стальной канат, на допустимый радиус волнистости показгли, что последний уменьшается по мере увеличения температуры по почти лик ей-ному закону и, уменьшаясь, пересекает ось абсцисс (рис. 7). Из рис. 7 следует, что при температуре 340. ..510 °С стальной канат нельзя эксплуатировать даже при отсутствии у него волнистости.

Температура, "С

Рис. 7. Влияние температуры на допустимый радиус волнистости кранового каната с ме1 ал-лическим сердечником (ТУ 14-4-273-2002)

В. пятом разделе также описывается новая конструкция стального каната и способ его браковки, позволяющие повысить эффективность браковки стальных канатов металлургических кранов. Упомянутая конструкция стального каната и способ его браковки защищены патентом Российской Федерации на изобретение.

Рис. 8. Стальной канат: 1 -- сердечник; 2 - пряди; 3 - индикаторные проволоки; 4 - основные проволоки; 5 - красящее вещество; 6 - следы красящего вещества

Стальной канат (рис. 8) содержит в наружном слое ограниченное число индикаторных проволок 3, форма которых аналогична основным проволокам 4 стального каната. Индикаторные проволоки изготовлены полыми по всей длине из материала с температурой плавления не более 400 °С. Полости индикаторных проволок заполнены красящим веществом 5.

Способ браковки стального каната заключается ею вплетении в стальной канат индикаторных проволок 3 и обнаружении в них дефектов. При этом дефекты выявляют по появлению следов 6 красящего вещества 5 на поверхности каната, образовавшихся в результате разгерметизации полости индикаторной проволоки 3.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано решение важной научно-технической задачи -повышение безопасности эксплуатации стальных канатов металлургических кранов при воздействии высокой температуры путём совершенствования метода их расчёта и создания нового способа браковки.

Основные научные выводы и практические результаты, полученные в результате исследований, заключаются в следующем:

1. На основе известной теории М.Ф. Глушко разработана математическая модель напряжённо-деформированного состояния: стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия температур его винтовых элементов, находящихся в разных слоях: получены линейные урав-

нения статики прямого каната, учитывающие различие температурных деформаций проволок при эксплуатации каната на металлургическом кране

2 Разработан алгоритм расчета температурных напряжений, возникающих в результате воздействия на канат высоких температур в процессе его эксплуатации на металлургическом кране.

3. Установлено пропорциональное увеличение температурных напряжений по мере увеличения разности температур элементов стального каната Установлено, что температурные напряжения в проволоках стального каната при температуре окружающего воздуха 600 °С могут достигать 400 МПа

4. Теоретически и экспериментально доказано наличие кручения стального каната в результате воздействия на его элементы высокой температуры (при отсутствии внешнего крутящего момента) Установлено, что закручивание стального каната при температуре окружающего воздуха 600 °С может достигать 0,031 ...0,22 рад/м, что приводит к снижению температурной составляющей растягивающих напряжений В то же время несмотря на уменьшение температурной составляющей растягивающих напряжений, свободное кручение каната приводит к значительному увеличению напряжений, поскольку канат, концы которого не зафиксированы от кручения, под действием груза раскручивается на величину 0,47...0,98 рад/м.

5. Разработан метод браковки кранового каната по критерию волнистости с учетом воздействия высоких температур

6. Экспериментально доказано снижение прочности проволок стального каната при его эксплуатации на металлургическом кране. Установлено, что в прочность наружных проволок снижается примерно в 2,8 раза, в то время как прочность проволок сердечника уменьшается не более чем на 10 %.

7 Установлено отсутствие влияния углов свивки проволок и прядей на температурные растягивающие напряжения

8 Разработана компьютерная программа по определению деформаций и напряжений в стальном канате двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия температур его винтовых элементов, находящихся в разных слоях

9 Разработаны и защищены патентом РФ на изобретение новая конструкция стального ¡сана га и способ его браковки, позволяющие повысить эффективность браковки и, как следствие, безопасность эксплуатации стальных канатов металлургических кранов.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

В изданиях, рекомендованных ВАК

1 Коваленко, O.A. Проблемы эксплуатации стальных канатов в условиях повышенной температуры / А.А Короткий, A.C. Липатов, О А Коваленко // Известия ТулГУ. Подъёмно-транспортные машины и оборудование - Тула. Изд-во ТулГУ, 2005. - Вып. 6. - С 108-109.

2. Коваленко, O.A. Определение радиуса волнистости многослойного несущего каната / О А. Коваленко // Известия ТулГУ. Подъёмно-транспортные машины и оборудование. - Тула. Изд-во ТулГУ, 2005. - Вып. 6 - С. 77-80.

3 Коваленко, O.A. Исследование прочности стального каната, подвергнутого высокотемпературному нагреву / О.А Коваленко II Изв вузов Сев,-Кавк. регион. Техн. науки - 2007. - № 5 - С 63-65

В других изданиях

4 Коваленко, O.A. Расчёт дополнительных напряжений, возникающих в стальном канате заливочного крана вследствие неравномерного нагрева его элементов / М.Н. Хальфин, А А. Короткий, О А Коваленко // Современные проблемы проектирования и эксплуатации транспортных и технологических систем: труды Междунар. науч -техн конф. - СПб: Изд-во Санкт-Петербургского политехи, ун-та, 2006. - С. 204-207

5 Коваленко, O.A. Браковка стальных канатов, эксплуатирующихся в условиях повышенной температуры / М Н. Хальфин, О А Коваленко // Безопасность жизнедеятельности: образование, экология, охрана труда, пожарная и промышленная безопасность, безопасность в ЧС: материалы XI Международных научных чтений МАНЭБ и Международной научно-методической конференции по безопасность жизнедеятельности, посвященной 100-летию Новочеркасского политехнического института, г Новочеркасск, 24-26 мая 2007 г - Новочеркасск ,2007.-С. 166-167

6 Пат. 2299939 RU С2, МПК7 D07B 1/14. Стальной канат и способ его браковки / А А. Короткий, М Н Хальфин, А С Липатов, В С Котельников, Д А Короткий, А.Е. Козловский, В Б Маслов, О А Коваленко, А В Кинджи-балов, Б.И Бондаренко, М.А Лоскутов, А.А Потерухина - Заявл. 13 04.2005, опубл 27 05 2007, Бюл № 15

7. Пат. 2299940 RU С1, МПК7 D07B 1/14. Конструкция стального каната закрытого типа / А А Короткий, М.Н. Хальфин, В.Б Маслов, Д А Короткий, Б И. Бондаренко, М.А. Лоскутов, О А Коваленко, А А. Потерухина. - Заявл. 01 11.2005; опубл 27 05 2007, Бюл № 15

8 Пат. 2299170 RU С1, МПК7 В66В 7/12, F16G 9/00. Способ определения качества каната с металлическим сердечником / А А Короткий, МН. Хальфин, ДА. Короткий, В.Б Маслов, О.А Коваленко, AB Кинджибалов, Б И. Бондаренко, М А. Лоскутов, А.А Потерухина - Заявл 19 10 2005; опубл. 20 05.2007, Бюл № 14

Коваленко Олег Александрович

МЕТОДЫ РАСЧЕТА И БРАКОВКИ КРАНОВЫХ КАНАТОВ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ СЕРДЕЧНИКОМ С УЧЁТОМ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР

Автореферат

Подписано в печать 11 10 2007 Формат 60x84'/¡б Бумага офсетная Ризография Уел печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ 1001

Типография ЮРГТУ(НПИ) 346428, г Новочеркасск, ул Просвещения, 132 Тел, факс (863-52) 5-53-03

Введение.

1 Современное состояние проблемы влияния высоких температур и волнистости на прочность канатов металлургических кранов, постановка задач исследования.

2 Математическая модель напряженно-деформированного состояния стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия температур его винтовых элементов разных слоёв.

2.1 Приближённый метод определения температурных напряжений в проволоках стального каната.

2.2 Линейные уравнения статики прямого каната двойной свивки с металлическим сердечником, учитывающие различие температур проволок разных слоёв.

2.2.1 Вывод коэффициентов жёсткости для частных случаев Д = 0 и сс = О.

2.3 Определение относительного изменения радиусов свивки слоёв проволок и прядей вследствие воздействия высоких температур.

2.4 Метод расчёта нормы браковки крановых канатов по критерию волнистости с учётом температурных напряжений.

2.5 Определение предела прочности материала канатной проволоки при воздействии высоких температур.

Выводы по разделу.

3 Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на напряжённо-деформированное состояние стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях.

3.1 Влияние высоких температур на напряжения, деформации и допустимый радиус волнистости стального каната.

3.2 Влияние углов и направлений свивки на температурные напряжения.

3.3 Влияние натяжения стального каната на растягивающие напряжения в его проволоках с учётом различия температур проволок разных слоёв.

3.4 Влияние кручения стального каната на напряжения в его проволоках с учётом различия температур проволок разных слоёв.

Выводы по разделу.

4 Экспериментальные исследования стальных канатов с металлическим сердечником при воздействии высоких температур.

4.1 Определение деформации кручения стального каната в процессе его нагревания.

4.2 Исследование образца каната, эксплуатировавшегося на литейном кране.

4.3 Исследование изменения температур элементов стального каната в процессе его нагревания.

4.4 Сравнение результатов теоретического и экспериментальных исследований.

Выводы по разделу.

5 Методика расчёта нормы браковки стального каната по критерию волнистости с учётом воздействия высоких температур.

5.1 Определение растягивающих напряжений в проволоках стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия температур его проволок разных слоёв.

5.2 Расчёт нормы браковки кранового каната по критерию волнистости с учётом температурных напряжений.

5.3 Метод браковки стальных канатов металлургических кранов.

Выводы по разделу.

Актуальность работы. Грузоподъёмные краны нашли широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе металлургической. Одним из наиболее ответственных элементов грузоподъёмных кранов являются стальные подъёмные канаты. От работоспособности стального подъемного каната во многом зависит безопасность не только крана, но и всего производства.

На металлургических (литейных) кранах в качестве подъёмных используются стальные канаты с металлическим сердечником, поскольку они обладают повышенным разрывным усилием, значительной поперечной жёсткостью, а также устойчивостью к температурным воздействиям [40].

Фундаментальный вклад в теорию, расчёт и конструирование стальных канатов внесли М.М. Федоров, Г.Н. Савин, П.П. Нестеров, Б.С. Ковальский, М.Ф. Глушко, А.И. Дукельский, В.Д. Белый, С.Т. Сергеев, Г.П. Ксю-нин, В.А. Каландадзе, Г.В. Верстаков, А.П. Ветров, Ю.А. Почтовенко, Н.К. Гончаренко, В.И. Дворников, JT.B. Колосов, В.И. Бережинский, В.А. Малиновский, М.Н. Хальфин, В.А. Рыжиков, A.A. Короткий, И.М. Чаюн и др.

НИИМетиз, Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт), Санкт-Петербургский государственный технический университет, ВНИОМШС, Одесский политехнический университет, Волгоградский сталепроволочно-канатный завод (филиал «Волгоградский завод» ОАО «Северсталь-метиз»), Магнитогорский калибровочный завод и другие организации, занимающиеся расчётом и конструированием стальных канатов, внесли большой вклад в совершенствование конструкций стальных канатов, технологию изготовления и повышение безопасности их эксплуатации.

Однако, несмотря на достигнутые успехи в конструировании стальных канатов и технологии их изготовления, практика эксплуатации показывает, что несмотря на большие значения коэффициента запаса прочности, стальные подъёмные канаты с металлическим сердечником на заливочных кранах служат не более двух-трёх (максимум десяти) месяцев [37, 40]. При этом иногда происходит обрыв подъёмного каната, приводящий к аварии с весьма тяжёлыми последствиями.

Аварии и несчастные случаи, к которым приводят обрывы стальных канатов, к сожалению, происходят в нашей стране ежегодно. На различных металлургических предприятиях страны с частотой примерно 1 раз в 2.3 года возникают аварийные ситуации, приводящие к частичной или полной потери прочности подъёмных канатов, и, как следствие, к внезапному их обрыву. Аварийные ситуации, возникающие со стальными канатами, показывают насколько актуальны вопросы, связанные с их реальной эксплуатацией в механизмах грузоподъёмных машин, а также с отдельными несовершенствами действующих методик по их расчёту и выбору [33].

Так, например, 7 апреля 1998 г. в ОАО «Северсталь» оборвался канат главного подъема заливочного крана конвертерного производства. Ковш, содержащий от 60 до 80 т расплавленного чугуна, упал на рабочую площадку конвертера. Оборвавшийся стальной канат был изготовлен по ТУ 14-4-273 Череповецким сталепрокатным заводом и имел коэффициент запаса прочности при обычной температуре цеха 10.25 °С не ниже 6,5 [33].

27 августа 2000 года во время пожара на Останкинской телевизионной башне (г. Москва) произошёл обрыв тяговых канатов скоростных лифтов, в результате которого произошло падение пассажирских кабин. Стальные канаты скоростных лифтов были изготовлены фирмами «Drako» (Германия) и «Bridón» (Великобритания). В их конструкции были применены неметаллические сердечники; коэффициент запаса прочности этих стальных канатов при обычной температуре эксплуатации 5.25 °С был около 15 [33].

Ещё одна крупная авария произошла в отделении перелива чугуна конвертерного производства ОАО «Северсталь» 23 марта 2004 г. В 2003 г. это отделение было реконструировано в рамках строительства установок десульфурации чугуна и скачивания шлака с поверхности чугуна. Во время подъёма ковша с жидким обезшлаченным чугуном для последующего перемещения к конвертеру произошёл обрыв ветвей каната механизма главного подъёма крана, что привело к падению траверсы с ковшом с высоты примерно 14 м в яму перелива чугуна, разливу жидкого чугуна и проникновению его в приямки весов и тоннель, ведущий к приямкам. В результате аварии погибло три человека. На момент аварии данный канат проработал всего 62 дня [38].

Уменьшение коэффициента запаса прочности каната связано со снижением предела прочности материала проволоки вследствие изменения его микроструктуры под воздействием высоких температур, а также с перераспределением растягивающих усилий между проволоками вследствие различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях, а также по причине волнистости.

В работах В.Т. Козлова, В.И. Туманского [23] исследуется влияние высоких температур на прочность и другие механические характеристики канатной проволоки. Исследованию влияния высоких температур на микроструктуру и прочность канатной проволоки посвящены работы В.П. Малова, A.A. Кузьминова, В.Г. Попова, С.А. Тебнева, A.C. Липатова [37].

В работе В.Г. Попова [46] утверждается, что при резком попадании стального каната под воздействие высокой температуры возникает различие температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях, и, как следствие, происходит перераспределение растягивающих усилий и напряжений с более нагретых элементов на менее нагретые, то есть возникают дополнительные растягивающие напряжения (положительные или отрицательные). При этом не приводятся формулы для расчёта этих дополнительных (температурных) напряжений.

В работах М.Ф. Глушко, В.Ф. Волоконского, JI.M. Мамаева [10, 39] приводится расчёт температурных напряжений в спиральном канате с учётом различия температурных коэффициентов линейного расширения его проволок: рассматриваются равномерно нагретые биметаллические спиральные канаты с точечным контактом слоёв проволок.

В работах В.В. Шевцова, В.Б. Маслова [40] приведены результаты наблюдений за эксплуатацией канатов с металлическим сердечником, эксплуатировавшихся на литейных кранах Таганрогского металлургического завода, Волгоградского завода «Красный Октябрь», Череповецкого металлургического завода, показывающие, что 24 % канатов, преждевременно снятых с эксплуатации, имели дефект «волнистость», а срок их эксплуатации колебался от 6 до 180 дней.

Исследованию перераспределения напряжений между проволоками каната в результате волнистости посвящены работы М.Н. Хальфина [71, 77, 80]. В этих работах также описан метод определения допустимого радиуса волнистости каната в зависимости от предела прочности, требуемого коэффициента запаса прочности, номинальных растягивающих напряжений и других факторов. Однако в этом методе не учитываются температурные напряжения, возникающие в стальном канате вследствие различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях.

На основании теоретических исследований, проведенных М.Н. Халь-финым, в «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов» [47], а также в «Правила устройства и безопасной эксплуатации пассажирских подвесных и буксировочных канатных дорог» [48], был внесён простой для практического использования способ браковки стальных канатов по критерию волнистости. Суть этого способа заключается в определении отношения радиуса волнистости каната к радиусу самого каната и последующем сравнении этого отношения с допустимым значением, которое составляет 0,08 независимо от того, в каких условиях эксплуатируется стальной канат. Температурные напряжения не учитываются.

Настоящая работа посвящена совершенствованию методов расчёта и созданию новых способов браковки стальных канатов двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия геометрических параметров и механических свойств винтовых элементов, а также температурных напряжений, возникающих в проволоках стального каната в результате воздействия высоких температур в процессе его эксплуатации на металлургическом кране.

Соответствие диссертации научному плану работ ЮРГТУ(НПИ) и целевым комплексным программам. Диссертационная работа выполнена в рамках научного направления «Теория и принципы построения автоматизированных машин, робототехнических и мехатронных устройств и систем», утверждённого Учёным советом ЮРГТУ (НПИ) 25.04.1998 г., по тематическому плану Министерства образования РФ №6,00.Ф раздел «Теория гибких витых систем с учётом различия геометрических параметров их элементов», НИР ЮРГТУ (НПИ) по теме П 3-842 «Промышленная экспертиза подъёмно-транспортных машин повышенной опасности».

Цель работы. Повышение безопасности эксплуатации стальных канатов с металлическим сердечником на металлургических кранах путём совершенствования метода их расчёта и создания новых способов браковки с учётом воздействия высоких температур.

Идея работы заключается в учёте воздействия на стальной канат высоких температур в процессе его эксплуатации на металлургическом кране.

Защищаемые научные положения: математическая модель напряжённо-деформированного состояния стального каната с металлическим сердечником с учётом воздействия высоких температур в процессе его эксплуатации на металлургическом кране; метод расчёта напряжений в проволоках стального каната с металлическим сердечником с учётом воздействия высоких температур в процессе его эксплуатации на металлургическом кране; алгоритм расчёта напряжений и деформаций в проволоках стального каната с учётом воздействия высоких температур; метод расчёта нормы браковки кранового каната по критерию волнистости с учётом воздействия высоких температур.

Методы исследования. Научное обобщение исследований, посвященных условиям работы канатов литейных кранов; лабораторные исследования изменения температуры винтовых элементов стального каната во времени; математическое моделирование с применением ЭВМ (разработана компьютерная программа по определению растягивающих напряжений и деформаций кранового каната двойной свивки с учётом различия температур его винтовых элементов, расположенных в разных слоях).

Научная новизна: разработана математическая модель напряжённо-деформированного состояния стального каната двойной свивки с металлическим сердечником, учитывающая различие температур его винтовых элементов разных слоёв; разработан метод расчёта напряжений в проволоках стального каната двойной свивки с металлическим сердечником, учитывающий различие температур его винтовых элементов, находящихся в разных слоях; разработан алгоритм расчёта напряжений и деформаций в проволоках стального каната двойной свивки с учётом различия температур его винтовых элементов, расположенных в разных слоях; разработан метод браковки кранового каната по критерию волнистости с учётом температурных напряжений и снижения предела прочности материала канатной проволоки.

Практическое значение работы заключается в разработке методики расчёта нормы браковки стального каната по критерию волнистости с учётом различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях; методики расчёта стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях; разработке новой конструкции стального каната и способа его браковки, защищённых патентом РФ на изобретение, позволяющих повысить безопасность эксплуатации стальных канатов.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается применением современных апробированных методов исследования; корректностью принимаемых допущений при разработке расчётных схем и математической модели; применением ЭВМ и современных языков программирования при проведении исследований; сходимостью результатов экспериментальных и теоретических исследований (средняя погрешность при определении температур проволок каната диаметром 42 мм составляет 15%).

Реализация результатов работы. Разработанный метод расчёта деформаций, напряжений и допустимого радиуса волнистости стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия температур винтовых элементов, расположенных в разных слоях, оформленный в том числе в виде компьютерной программы, принят к внедрению в филиал «Волгоградский завод» ОАО «Северсталь-метиз»; на Таганрогский металлургический завод и в учебный процесс при подготовке инженеров по специальности 190205 «Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» специализации «Подъёмно-транспортные машины».

Апробация работы. Основное содержание и отдельные положения диссертационной работы доложены на ежегодных научно-технических конференциях аспирантов и студентов ЮРГТУ (НПИ) 2001-2007 гг.; междунаи родной научно-технической конференции «Современные проблемы проектирования и эксплуатации транспортных и технологических систем», Санкт-Петербургский политехнический университет, 2006 г.; международной научно-методической конференции по безопасности жизнедеятельности, посвященной 100-летию Новочеркасского политехнического института, г. Новочеркасск, 24-26 мая 2007 г.

Публикации, По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК; получено 3 патента на изобретение.

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ

1. Разработана методика определения растягивающих напряжений, возникающих в стальном канате двойной свивки с металлическим сердечником, с учётом различия температур винтовых элементов разных слоёв.

2. Получены линейные уравнения статики прямого каната двойной свивки с металлическим сердечником, учитывающие различие температур винтовых элементов разных слоёв.

3. Разработан алгоритм и компьютерная программа по расчёту напряжений и деформаций стального каната двойной свивки с учётом различия температур винтовых элементов разных слоёв.

3. Разработана методика определения допустимого радиуса волнистости стального каната с учётом температурных напряжений и снижения предела прочности материала канатной проволоки, ужесточающая норму браковки, приведенную в «Правилах устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов» [47].

4. Разработана новая конструкция стального каната и способ его браковки, позволяющие повысить эффективность браковки стальных канатов металлургических кранов и, соответственно, безопасность их эксплуатации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано решение важной научно-технической задачи -повышение безопасности эксплуатации стальных канатов металлургических кранов при воздействии высокой температуры путём совершенствования метода их расчёта и создания нового способа браковки.

Основные научные выводы и практические результаты, полученные в результате исследований, заключаются в следующем:

1. На основе известной теории М.Ф. Глушко разработана математическая модель напряжённо-деформированного состояния стального каната двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия температур его винтовых элементов, находящихся в разных слоях: получены линейные уравнения статики прямого каната, учитывающие различие температурных деформаций проволок при эксплуатации каната на металлургическом кране.

2. Разработан алгоритм расчёта температурных напряжений, возникающих в результате воздействия на канат высоких температур в процессе его эксплуатации на металлургическом кране.

3. Установлено пропорциональное увеличение температурных напряжений по мере увеличения разности температур элементов стального каната. Установлено, что температурные напряжения в проволоках стального каната при температуре окружающего воздуха 600 °С могут достигать 400 МПа.

4. Теоретически и экспериментально доказано наличие кручения стального каната в результате воздействия на его элементы высокой температуры (при отсутствии внешнего крутящего момента). Установлено, что закручивание стального каната при температуре окружающего воздуха 600 °С может достигать 0,031. .0,22 рад/м, что приводит к снижению температурной составляющей растягивающих напряжений. В то же время несмотря на уменьшение температурной составляющей растягивающих напряжений, свободное кручение каната приводит к значительному увеличению напряжений, поскольку канат, концы которого не зафиксированы от кручения, под действием груза раскручивается на величину 0,47. .0,98 рад/м.

5. Разработан метод браковки кранового каната по критерию волнистости с учётом воздействия высоких температур.

6. Экспериментально доказано снижение прочности проволок стального каната при его эксплуатации на металлургическом кране. Установлено, что в прочность наружных проволок снижается примерно в 2,8 раза, в то время как прочность проволок сердечника уменьшается не более чем на 10%.

7. Установлено отсутствие влияния углов свивки проволок и прядей на температурные растягивающие напряжения.

8. Разработана компьютерная программа по определению деформаций и напряжений в стальном канате двойной свивки с металлическим сердечником с учётом различия температур его винтовых элементов, находящихся в разных слоях.

9. Разработаны и защищены патентом РФ на изобретение новая конструкция стального каната и способ его браковки, позволяющие повысить эффективность браковки и, как следствие, безопасность эксплуатации стальных канатов металлургических кранов.

1. Александров, М.П. Грузоподъёмные машины: Учебник для вузов по специальности «Подъёмно-транспортные машины и оборудование» / М.П. Александров, Л.Н. Колобов, H.A. Лобов и др. М.: Машиностроение, 1986.-400 с.

2. Александров, М.П. Подъёмно-транспортные машины: Учебник для машиностроительных техникумов / М.П. Александров. 2-е изд., пере-раб. - М.: Машиностроение, 1984. - 336 с.

3. Букштейн, М.А. Производство и использование стальных канатов / М.А. Букштейн. М.: Металлургия, 1973. - 360 с.

4. Глушаков, C.B. Программирование в среде Delphi 7 / C.B. Глу-шаков, А.Л. Клевцов; худож.-оформитель A.C. Юхтман. 2-е изд., доп. и пе-рераб. - Харьков: Фолио, 2003. - 528 с.

5. Глушко, М.Ф. Аналитический расчёт геометрических параметров каната / М.Ф. Глушко, Б.Е. Шкарупин, Э.М. Штаркман, А.И. Якобсон // Стальные канаты: Науч. тр. Киев: Техника, 1971. Вып. 8. - С. 3-13.

6. Глушко, М.Ф. Конструирование канатов с металлическим сердечником / М.Ф. Глушко, Б.Е. Шкарупин, В.А. Малиновский // Металлургия и горнорудная промышленность. 1980. № 1. С. 22-24 .

7. Глушко, М.Ф. К построению многослойных канатов и прядей / М.Ф. Глушко, Н.И. Дроздов // Стальные канаты: Науч. тр. Киев: Техника, 1972. Вып. 9.-С. 44-49.

8. Глушко, М.Ф. Несимметричное растяжение и явление штопора в стальных канатах / М.Ф. Глушко // Прикладная механика. 1965. - Т.1. -Вып. 5.-С. 72-78.

9. Глушко, М.Ф. Расчёт канатов и биметаллических тросов линий электропередач с учётом температурных воздействий / М.Ф. Глушко, В.Ф. Волоконский, JI.M. Мамаев // Стальные канаты. Вып. 5. Киев: Техника, 1968.-С. 157-161.

10. Глушко, М.Ф. Расчёт напряжений в шахтных подъёмных канатах / М.Ф. Глушко, В.А. Малиновский, A.A. Чиж, Л.И. Шигарина // Горный журнал, 1982. Вып. 9. С. 95-98.

11. Глушко, М.Ф. Стальные подъёмные канаты / М.Ф. Глушко. -Киев: Техника, 1966. 327 с.

12. Гофман, Ю.В. Законы, формулы, задачи физики. Справочник / Ю.В. Гофман. Киев: Наукова думка, 1977. - 576 с.

13. Гурьянов, Ю.А. Природа образования дефекта «штопор» на подъёмных канатах / Ю.А. Гурьянов // Сталь. 1983. - № 7. - С. 56-57.

14. Егоров. Производство канатов / Егоров и др. М.: Металлургия, 1980.- 100 с.

15. Житков, Д.Г. Стальные канаты для подъёмно-транспортных машин / Д.Г. Житков, И.Т. Поспехов. -М.: Металлургиздат, 1953. -391 с.

16. Иванов, Б.Ф. К распределению осевой нагрузки в спиральном канате / Б.Ф. Иванов, М.Н. Хальфин, Г.П. Ксюнин // Динамика и надёжность погрузочных и грузоподъёмных машин: Межвузовский сборник. Новочеркасск: изд.НПИ, 1982.-С. 127-134.

17. Кабаков, З.К. К расчёту теплового воздействия на канат литейного крана / З.К. Кабаков, А.Л. Кузьминов, A.B. Карышев // Известия ТулГУ. Сер. Подъёмно-транспортные машины и оборудование. Вып. 6. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005.-С. 112-115.

18. Казьмин, П.М. Монтаж, наладка и эксплуатация автоматических устройств химических производств: Учебник для техникумов / П.М. Казьмин. 2-е изд., перераб. - М.: Химия, 1979. - 296 с.

19. Калинина, В.Н. Математическая статистика: Учеб. для студ. сред. спец. учеб. заведений / В.Н. Калинина, В.Ф. Панкин. 3-е изд., испр. -М.: Высш. шк., 2001. - 336 с.

20. Канаты стальные. Контроль и нормы браковки: РД РОСЭК 01297 / A.A. Короткий, М.Н. Хальфин, Б.Ф. Иванов и др. Новочеркасск, 1997. -50 с.

21. Козлов, В.Т. Исследование механических характеристик канатной проволоки при повышенных температурах / В.Т. Козлов, В.И. Туманский // Стальные канаты. Вып. 6. Киев: Техника, 1969. - С. 278-280.

22. Кол чин А.И. Стальные канаты / А.И. Колчин. М.: Машгиз, 1950.- 104 с.

23. Королев, В.Д. Канатное производство / В.Д. Королев. М.: Металлургия, 1980. - 256 с.

24. Короткий, A.A. Исследование стойкости шахтных подъёмных канатов с металлическим сердечником и разработка мероприятий по её увеличению: автореф. канд. техн. наук / Короткий Анатолий Аркадьевич. -Новочеркасск, 1984. 17 с.

25. Котельников, B.C. Дефектоскопия стальных канатов грузоподъёмных кранов, подверженных тепловому воздействию / B.C. Котельников, В.В. Сухоруков // Безопасность труда в промышленности. 2003. - № 8. - С. 19-21.

26. Ксюнин, Г.П. Влияние неравномерности технологического натяжения в элементах каната на его прочность / Г.П. Ксюнин, М.Н. Хальфин, В.А. Рыжиков // Известия СКНЦ ВШ. 1984. - № 1. - С. 59-61.

27. Ксюнин, Г.П. Изготовление канатов с равномерным натяжением прядей / Г.П. Ксюнин, В.А. Рыжиков, М.Н. Хальфин, В.И. Федоров // Сталь, 1986.-№6.-С. 66-67.

28. Ксюнин, Г.П. Образование дефекта типа штопор в канатах подъёмных машин / Г.П. Ксюнин, М.Н. Хальфин, A.A. Короткий // Горный журнал.-1985.-№ 12.-С. 50-51.

29. Культин, Н.Б. Основы программирования в Turbo Delphi / Н.Б. Культин. СПб.: БХВ-Петербург, 2007. - 384 с.

30. Липатов, A.C. Методы повышения безопасности грузоподъёмных кранов при ненормируемых условиях эксплуатации: дис. д-ра техн. наук / Липатов Анатолий Степанович. Новочеркасск, 2006. - 259 с.

31. Малиновский, В.А. Адаптированные шахтные подъёмные канаты с переменным шагом свивки / В.А. Малиновский, Н.Ф. Малявицкий, A.A. Мищенко // Сталев1 канати. Зб1рник наукових праць. Одесса: Астропринт, 2003.-С. 9-15.

32. Малиновский, В.А. Механика прямого каната с учётом несимметричного растяжения / В.А. Малиновский, A.A. Чиж, A.A. Пригода // Стальные канаты: Науч. тр. Киев: «Лыбидь», 1991. - С. 12-26.

33. Малиновский, В.А. Напряжённое состояние проволок при растяжении каната / В.А. Малиновский, Л.И. Шигарина. Деп. в ЦНИИЧерме-тинформация. Библ. указат. ВИНИТИ. 1981. № 11. С. 107.

34. Малов, В.П. Влияние термоциклических нагрузок на прочность каната литейных кранов / В.П. Малов, A.JI. Кузьминов, В.Г. Попов, С.А. Тебнев, A.C. Липатов // Безопасность труда в промышленности. 1999. -№11.-С. 30-32.

35. Малов, В.П. Проблемы промышленной безопасности конвертерного производства и пути их преодоления / В.П. Малов, В.Г. Попов // Безопасность труда в промышленности. 2004. - № 10. - С. 23-26.

36. Мамаев, Л.М. Расчёт кабель-канатов с учётом температурного воздействия / Л.М. Мамаев // Стальные канаты. Вып. 6. Киев: Техника, 1969.-С. 49-58.

37. Маслов, В.Б. Волнистость в крановых подъёмных канатах с металлическим сердечником и мероприятия по её устранению: автореф. канд. техн. наук / Маслов Валерий Борисович. Новочеркасск, 1999. - 20 с.

38. Михайлов, A.M. Сопротивление материалов в примерах. Учеб. пособие для средних специальных учебных заведений (строительных и монтажный) / A.M. Михайлов, М.Е. Михайлов. М.: Высшая школа, 1971. -408 с.

39. Пат. 2238903 RU С1, МПК7 В66В 7/12, F16G 9/00. Способ браковки стальных канатов / A.A. Короткий, М.Н. Хальфин, В.В. Шевцов, М.А. Лоскутов, Д.А. Короткий, И.И. Еремин. Заявл. 19.05.2003; опубл. 27.10.2004, Бюл. № 30.

40. Петухов, П.З. Специальные краны: Учебное пособие для машиностроительных вузов по специальности «Подъёмно-транспортные машины и оборудование» / П.З. Петухов, Г.П. Ксюнин, Л.Г. Серлин. М.: Машиностроение, 1985.-248 с.

41. Попов, Б.Е. Ресурс мостовых кранов, используемых в конвертерном производстве / Б.Е. Попов, B.C. Котельников // Безопасность труда в промышленности. 2006. - № 1. - С. 48-51.

42. Попов, В.Г. Оценка эффективности вариантов теплового экрана стальных канатов литейных кранов / В.Г. Попов, П.Н. Хабарин, В.В. Малов // Известия ТулГУ. Сер. Подъёмно-транспортные машины и оборудование. Вып. 6. -Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. -С. 137-141.

43. Попов, В.Г. Расчёт температурных полей стальных канатов заливочного крана / В.Г. Попов, П.Н. Хабарин, С.М. Шатохин, В.В. Малов // Известия ТулГУ. Сер. Подъёмно-транспортные машины и оборудование. Вып. 6. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. - С. 129-136.

44. Рыжиков, В.А. Исследование канатов с неравномерным технологическим натяжением прядей при свивке / В.А. Рыжиков // Грузоподъёмные и погрузочные машины. Новочеркасск: НПИ. - 1985. - С. 94-96.

45. Савин, Г.Н. О строительной механике стальных подъёмных канатов / Г.Н. Савин, М.Ф. Глушко // Стальные канаты. Вып. 1. Киев: Техника, 1964.-С. 7-27.

46. Сергеев, С.Т. Стальные канаты / С.Т. Сергеев. Киев: Техника, 1974.-326 с.

47. Сергеев, С.Т. Теоретическое исследование переходных процессов при набегании каната на блок / С.Т. Сергеев // Стальные канаты. Вып. 1. Киев: Техника, 1964. - С. 28-55.

48. Силуянова, H.H. Температурное воздействие на стальные канаты / H.H. Силуянова, E.H. Лобанова // Сталев1 каната. 36ipHHK наукових праць. Одесса: Астропринт, 2005. - С. 202-205.

49. Тугуз, Ш.М. О состоянии промышленной безопасности в сталеплавильном и литейном производствах / Ш.М. Тугуз, Ю.Ф. Коц, В.Ф. Матро-хин // Безопасность труда в промышленности. 2007. - № 3. - С. 25-30.

50. Ушаков, П.Н. Руководство по изучению Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов (в вопросах и ответах). Справочное пособие / П.Н. Ушаков. М.: Металлургия, 1979. - 232 с.

51. Феодосьев, В.И. Сопротивление материалов / В.И. Феодосьев. -8-е изд., стереотип. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979. - 560 с.

52. Флёнов, М. Библия Delphi (+CD) / Михаил Флёнов. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 880 с.

53. Хальфин, М.Н. Безопасная эксплуатация, контроль и браковка крановых канатов: Учеб. пособие / М.Н. Хальфин, Б.Ф. Иванов, A.A. Короткий, A.C. Липатов, В.Г. Жуков, М.Н. Чумак-Жунь. Новочеркасск: Ново-черк. гос. техн. ун-т, 1995. - 184 с.

54. Хальфин, М.Н. Браковка крановых канатов / М.Н. Хальфин // Безопасность труда в промышленности. 1992. - № 6. - С. 32-33.

55. Хальфин, М.Н. Влияние технологических факторов на параметры штопора в стальных канатах на этапе изготовления / М.Н. Хальфин; Новочерк. политехи, ин-т. Новочеркасск, 1988. - 7 с. - Деп. в ЦНИИ Чермет 11.08.88 №4677.

56. Хальфин, М.Н. Изгибные напряжения в стальных канатах / М.Н. Хальфин // Динамика и надёжность погрузочных и грузоподъёмных машин: Межвузовский сборник. Новочеркасск: изд. НПИ, 1982. - С. 106-116.

57. Хальфин, М.Н. К расчёту запаса прочности шахтных подъёмных канатов с металлическим сердечником, имеющих дефект штопор / М.Н. Хальфин // Изв. вузов. Горный журнал, 1990. № 8. - С. 79-81.

58. Хальфин, М.Н. Кручение и волнистость несущих закрытых канатов подвесных канатных дорог / М.Н. Хальфин, Е.В. Сорокина, Б.Ф. Иванов; Юж.-Рос. гос. технический ун-т. Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2004.-117 с.

59. Хальфин, М.Н. Методы повышения стойкости подъёмных канатов и безопасной их эксплуатации на глубоких шахтах: автореф. д-ра. техн. наук / Хальфин Марат Нурмухамедович. Новочеркасск, 1990. - 38 с.

60. Хальфин, М.Н. Напряжения в несущих закрытых канатах подвесных канатных дорог при их эксплуатации / М.Н. Хальфин, Е.В. Сорокина, Б.Ф. Иванов // Сталев1 каната. Зб1рник наукових праць. Одесса: Астро-принт, 2003. - С. 89-95.

61. Хальфин, М.Н. Несущие закрытые канаты грузовых подвесных канатных дорог: Монография / М.Н. Хальфин, Ю.Д. Мамаев, Б.Ф. Иванов; Новочерк. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: НГТУ, 1998. - 128 с.

62. Хальфин, М.Н. Развитие теории стальных канатов и её практическое подтверждение / М.Н. Хальфин, A.A. Короткий // Безопасность труда в промышленности. 2006. - № 1. - С. 18-22.

63. Хальфин, М.Н. Расчёт и эксплуатация крановых канатов: Учеб. пособие / М.Н. Хальфин, Б.Ф. Иванов, A.A. Короткий. Новочеркасск: Новочерк. гос. техн. ун-т, 1993. - 95 с.

64. Хальфин, М.Н. Расчёт норм браковки шахтных подъёмных канатов, имеющих дефект штопор / М.Н. Хальфин // Динамические процессы в горных машинах и стационарных установках: Тез. докл. 1-й Всесоюзной конференции. Тбилиси, 1989.-С. 101-102.

65. Хальфин, М.Н. Расчёт прочности несущего каната подвесной канатной дороги с учётом его волнистости и кручения / М.Н. Хальфин, Е.В. Сорокина, Б.Ф. Иванов//Изв. Вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.-2005-Спецвыпуск. С. 34-37.

66. Хальфин, М.Н. Расчёт стальных канатов с учётом различия геометрических параметров и механических свойств проволок / М.Н. Хальфин // Изв. Вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2005 - Спецвыпуск. - С. 5-13.

67. Хальфин, М.Н. Расчёт шахтного подъёмного каната с учётом неодинаковости физико-механических свойств его винтовых элементов /

68. М.Н. Хальфин // Очистные и проходческие машины и инструменты. Новочеркасск, 1988.-С. 122-126.

69. Хальфин, М.Н. Прочность несущего каната подвесной канатной дороги с учётом его волнистости и кручения / М.Н. Хальфин, Е.В. Сорокина, Б.Ф. Иванов // Сталев1 канати. Зб1рник наукових праць. Одесса: Астропринт, 2005. - С. 52-57.

70. Хальфин, М.Н. Уравнения деформаций подъёмного каната для глубоких шахт / М.Н. Хальфин; Новочерк. политехи, ин-т. Новочеркасск, 1987. - 7 с. - Деп. ЦНИЭИУголь, 06.07.87. - № 4221.

71. Хальфин, М.Н. Уравнения статики каната для глубоких шахт / М.Н. Хальфин; Новочерк. политехи, ин-т. Новочеркасск, 1987. - 9 с. - Деп. в ЦНИЭИУголь, 11.09.87, № 4267.

72. Хальфин, М.Н. Штопор в стальных канатах и причины его образования / М.Н. Хальфин, А.Б. Гуревич; Новочерк. политехи, ин-т. Новочеркасск, 1985. - 3 с. - Деп. в ЦНИИ Чермет, 24.06.85, № 2929-ЧМ.

73. Хальфин, М.Н. Эксплуатация подъёмных канатов с образовавшейся в них волнистостью / М.Н. Хальфин, А.Б. Гуревич // Труды международного семинара по шахтному подъёму. Гливица (Польша), 1991. - С. 121131.

74. Чаюн, И.М. К вопросу экспериментального определения усилий в элементах стальных канатов / И.М. Чаюн, В.В. Энис // Сталев1 канати. 36ipHHK наукових праць. Одесса: Астропринт, 2005. - С. 25-31.

75. Чаюн, И.М. Поперечное сужение канатов с металлическим сердечником / И.М. Чаюн // Сталев! канати. Зб1рник наукових праць. Одесса: Астропринт, 2003. - С. 49-56.

76. Чиртик, A.A. Delphi. Трюки и эффекты (+CD) / A.A. Чиртик, В.В. Борисок, Ю.И. Корвель. СПб.: Питер, 2007. - 400 с.

77. Штаркман, Э.М. Аналитический расчёт геометрических параметров стальных канатов с учётом зазоров / Э.М. Штаркман, Б.Е. Шкарупин,

78. А.И. Якобсон // Стальные канаты: Науч. тр. Киев: Техника, 1972. Вып. 9. -С. 60-65.

79. Якобсон, А.И. Исследование условий совместной работы слоев в многослойных подъёмных канатах большой длины / А.И. Якобсон // Стальные канаты. Вып. 3,1966. Киев: Техника. - С. 174-180.

80. Пат. FR 1059373 A. Perfectionnements à la construction des câbles métalliques / M. Pierre Rodhain. Demandé le 1er juillet 1952; Publié le 24 mars 1954.

81. Пат. US 5605035 A. Rope with strain damage indicator / Pethrick, Richard A., Wotherspoon, David. PCT Filed July 30, 1992; PCT PUB. Date February 18,1993, PCT PUB.NO W093/03219.

82. Costello, G-A. Mechanics of wire rope / G-A Costello. Mordica Lecture, Interwire 2003, Wire Association International, Atlanta, Georgia, 2003.

83. Costello, G-A. Theory of wire rope / G-A Costello. 2nd ed. - New York: Springer-Verlag, 1997.

84. Kenta Inagaki. Mechanical models for electrical cables / Kenta In-agaki. Stockholm (Sweden): Universitetsservice US-AB, 2005.

85. LeClair, R-A. Axial, bending and torsional loading of a strand with friction / R-A LeClair, G-A Costello // Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering, 1988.-P. 110.

86. Matanso, F. Axial Fatigue Testing of Wire Rope / F. Matanso // Marine Technology Society Journal. 1972. V. 6. Nr. 6. P. 25-33.

87. Utting, W-S. The response of wire rope strands to axial tensile load / W-S Utting, N. Jones // Int. J. Mech. Sci, 1987.

88. Velinsky, S-A. General nonlinear theory for complex wire rope / S-A Velinsky // J. Mech., 1985. P. 27.

89. Volokhovsky, V. Stochastic assessment of steel rope strength using magnetic NDT result / V. Volokhovsky, A. Vorontsov, A. Kagan, V. Sukhorukov // OIPEEC Technical Meeting Lenzburg - September, 2003. - P. 137-144.

90. ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

91. В изданиях, рекомендованных ВАК

92. Коваленко, O.A. Проблемы эксплуатации стальных канатов в условиях повышенной температуры / A.A. Короткий, A.C. Липатов, O.A. Коваленко // Подъёмно-транспортные машины и оборудование. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. - Вып. 6. - С. 108-109.

93. Коваленко, O.A. Определение радиуса волнистости многослойного несущего каната / O.A. Коваленко // Подъёмно-транспортные машины и оборудование. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. - Вып. 6. - С. 77-80.

94. Коваленко, O.A. Исследование прочности стального каната, подвергнутого высокотемпературному нагреву / O.A. Коваленко // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2007. - № 5. - С. 63-65.1. В других изданиях

95. Пат. 2299940 RU С1, МПК7 D07B 1/14. Конструкция стального каната закрытого типа / A.A. Короткий, М.Н. Хальфин, В.Б. Маслов, Д.А. Короткий, Б.И. Бондаренко, М.А. Лоскутов, O.A. Коваленко, A.A. Потерухина. -Заявл. 01.11.2005; опубл. 27.05.2007, Бюл. № 15.