автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Научное обоснование систем уравновешивания шахтных подъемных установок

М1Н1СТЕРСТВО ОСВ1ТИ УКРАКНИ НАЦЮНАЛЬНА ПРНИЧА АКАДЕМШ У КРАЙНИ

РГБ ОД

УДК 622.673:531.391+539.4

/ В ИЮЛ 1998

РОПАЙ Валерий Андр1йонич

НАУКОВЕ ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТР!В СИСТЕМ ЗРШНОВАЖЕННЯ ШАХТНИХ ПЩШМАЛЬНИХ УСТАНОВОК

Спещальшсть: 05.05.06 - Пршпи машняи

Автореферат диссертаци на здобугтя науковото ступеня доктора техшчних наук

Дншролетровськ - 1998

Дисертацш е рукописом

Робота виконана в Нащональиш прничий академии УкраТни та в Дншродзержинському техничному yHiBepcireri Mimicrepcraa ocBira Укра!ни

Науковий консультант - доктор тех^чних наук, професор

КОЛОСОВ Леошд Викторович Нашональна прнича академш Украши, кафедра буд1вслъноТ та теоретично! мехашзш, професор

Офщшш опоненти:

Доктор ф^зико-магематичних наук, професор ГОРОШКО Олег Олександрович, Нацюнальний ушверсигег Укра2ни Ум. Т. Г. Шевченка, кафедра теоретично! та прикладной механжи, професор.

Доктор технЗчних наук, професор ДВОРН1КОВ Володимир 1ванович, Донбаська державна академш буд1вшщхва та арх^тектури, завадувач кафедрою будшельних машин,

Доктор техшчних наук, ст. наук. сшвр. МАЛ И НОВСЬ КИ Й Валентин АнатолШович, АО "Стальканат", м. Одеса, директор з науки.

Провщна установа - 1нститут геотехшчноТ механжи HAH Украши.

3axicT вщбудеться "Pf" 04- 1998 р. о / Н годин i на засщанш спец!ал13овано1 ради Д 08.080.06 при Нацюнальшй ripinraiii академи Укра'ши (320027, м. Дишропетровськ, пр. К.Маркса, 19, тел. 45-85-00)

3 дисергашею можна ознайомитись у ию.йогсш Нацюнальнш ripHH-чШ академп Укра1ни.

Автореферат разосланий " ^ " ^5""' 1998 р.

Вчений секретар спец1ал1зовано'1 вчено! ради докт.техн.наук

Симанович Г.А.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

АктуальнЛсть проблема. ОднкТ з першорядних задач прничо-добувно! промисловосп е модернизация аснуючих, розробка i впровад-ження нових пщйомно-транспортних машин, як основи для пщвищення продуктивности пращ. Основним елеменгом зровноваження багато-канатних пщншальних установок е зр¡вноважуючий канат, надшнкть I довгов5чшстъ робота якого поряд з пщйомними канатами визначае надшшсть 1 продуктивность робота пщндмалших установок.

Основний обсяг видобутку руд чорних 1 кольорових метал^в здшснюеться за рахунок розробки родовищ з больших глибин. В ниншнш час глибини шахт Норильського прничо-мегалургшного комбшагу досягли вЗдмотаи 1800 м, на рудних шахтах Кривбаса - 1540 м, на вупльних шахтах Донбасу тдготоааш до обробки горизонта на глибшн 1400-1500 м.

3 усох машин, якими користуються у прничодобувной промисло-востз, шаххна подооомалъна машина займае найболыи вщповодальне мкпе у ланцюгу транспортування корисних копалин, кром того, це е найбольш дорога катталъна споруда. Авар1я шдн!мальноо машини фактично зупиняе роботу ус¡61 шахти, причиняе величезш збипп, А тому розробка подномальних машин з надшними системами зровноваження без вертлюясних причепних засобш, довговочних та здатних працювати на глибинах больше 2000 м, являе актуальну науково-техночну проблему.

3'вязок робота: з науковими програмамн, планами, темами.

Дисертацойна робота виконана згодно з плановими дослодженнями, передбаченими можгалузевой програмою "Розробка та удосконалення високопродуктивних технолопчних комплексов центральних сводов шахт глибиною до 2000 метров на 1990-1995 рр", нayкoвo-тexнiчнoю програмою РН.99.01, е складовою часгпною дослоджень, виконаних Нацюнальною лрничою академзею Украони та Дншродзержинським техночним ун1верситетом зпдно договор!в з проектними оргашзацЬши та промословими подприемствами, договору про науковове сповробтоицгво мож Дншродзержинським техночннм ун1версигегом 3 Солезьким техночним уншерситетом (Польша) на пероод 1990-1995 рр, а також згщно з планами держбюджетних роб1т Министерства осв1ти та Министерства вуголшоо промисловосп Украши.

Метою роботи е розробка нових конструкций круглих о плоских гумовотросових зр1вноважуючих канатов та наукове обгрунгування ох параметров, що забезпечують Тх максимально можливу довгов1чность. надшность га ятсть правд на глибонах понад 2000 м, розробка нормативних документа щодо 1х виготовлення та эксплуагатш.

1дея робота полягае в обгрунтувашп консгруктавних параметров круг лих некрутячих I плосш!х гумовогросових зр1вноважуючих канапв (ГТК) на основ! комплексного анализу напружено-деформованого стану (НДС) , динамита та мехашзму стомленого руйнування канапв.

Задач! дослндження:

1. Наукове роз'яснення явшца перехлюсту виск1в круг лих зрхвноважуючих канапв, визначення максимальных глибин застосування канапв сучасних вЗгчизняних та закордонних конструкций,

2. Наукове роз'яснення явшца розину багатошарових зр1вно-важуючих канатш в експлуатацИ та 1х малого термшу експлуатадН.

3. Обгрунтування параметров багатошарових некрутячих зровно-важуючих канапв, для яких не погргбт верглюжш причепга присзроЗ, що пщвшцуе безпеку працз шдн!мально1 установки.

4. Розробка нових конструкций ГТК на основ! оцинкованих тросов значних Д1аметр1В (15-30 мм), обгрунтування параметр 1в ГТК на пщстав1 досладження НДС повшстю та часшово обгумованих ГТК при щлих га зруйнованих армуючих тросах, а гакож динамита в^яьних та вимушених коливань петл1 ГТК посгшно! та змшно! ийльносп пщ час контурного руху.

5. Оцшка довговзчности ГТК, обгрунування норм 1х вибракування пщ час експлуатацн, розробка нормативних документов щодо 1х Еипуску та експлуагацЙ в УкраТш.

Метода дослджень. В теоретичних дослщженнях використову-вались метода матемагачного моделювання на основ1 законов механики, в експерименгальних - методи тензометр», лабораторних \ натурних дослщжень.

Основш науков1 положения, що захищаютъся у дисертацп:

!. Крайш довжини круг лих зр^вноважуючих канапв за критерием вграги слйкосп прямолшшно! форми висюв канапв та можлимстю 1'х перехлюсгу у ствол: шахти визначаються наступними параметрами: а) конструкцшними параметрами каната - коефодентом розкрутки, погонною вагою, мшшальною згинною жорсткктю; б) гергям у щдышпнику причепного пристрою; в) уповзльненням п1дн5мально1 посудини при аваршному галшуванш.

2. Неравном1ртсть навантаження пасом та дропв по довжит виска каната 1 у кожному його поперечном)' перер1з5, що призводить до порушення структурно! цшсносп каната, значш за розм^ром напруження вщ згину та кручения дропв у прямому виску каната е наслщком специ-ф1чного кршлення круг лих зр1вноважуючих канапв до падншалъних посудш за допомогою вертлюжних причепних присгрош, що допускають

начш деформаци кручення канапв. Напружено-деформований стан :анаттв визначаеться конетрукцФними га жорстккними параметрами санапв, моментом тертя у вертлюжному причепному пристро!'. Яюсна саргана НДС не залежить вщ довжини канатов, але ревень зусиль та тапруженъ в !х елементах пропорцшний довжиш канатов.

3. Жорсластш параметри оцинкованих трос!в д1аметрами 15-30 мм а ф^зико-мехашчш параметри гум дозволяють зробиги плоек! гумово-rpocoBi каната з парним числом TpociB л1во! га право! скрутки (2,4,6,8) з товним та чаегковим обгумовунням троав. Троей практично повнгегю (Тримуюгься гумою вщ кручення за ycieio довжиною (незалежно вщ ювжини ГТК), в гумовш матриц! i гумових з'еднуючих елементах на *ie>Ki з поверхнею rpocia виникають дотичш напруження не бтльш шж 100 Па. Внаслщок стримання гумою ГТК Kyraix деформацш армуючих rpociB, дроти осганшх зазнають в основному розтягу, дотичш напруження на 3 порядки , а згину - на 2 порядки нижче за р1вень напружень розгягу, yci дроти навангажеш pÏBHOMipHo, р1зниця р1вней максимальних напружень в дротах в одному перерш тросхв не перевитцуее 7% вщ ртвня середшх напружень.

4. При зруйнуванш одного чи декьтькох армуючих rpocÎB в одному nepepi3i ГТК наступав перерозподтл зусиль М1Ж цилтми тросами, найбшэш небезпечним е зруйнування крайних ipociB, отримаш залежносп значень коефщкнпв концентрацп зусиль в щлих тросах в одному nepepi3i 3Î зруйнованими тросами вщ юлькост! троств в ГТК i юлькоетт зруйнованих rpocia, зруйноваш троси залучаються до роботи дефоращею зеуву гумовоТ магрицт на довжиш до 5 м.

5. Сили шерцП (корюлисова й переносного руху) при контурному pyci зр!вноважуючого ГТК у петлт впливають демпфтруюче на поперечит коливання пеглт каната у lï площгап, при цьому вщзначений вплив тим бтльший, чим бтлыва швидккть контурного руху каната; для ГТК змшнот тщльносп 3i з'еднуючими гумовими елеменгами при крощ ïx розташування 1 - 10 м i швидкосп руху шдн1мальшх посудин 10 - 20 м/с частота динам!чного вимушення коливань внаслщок "проходження" з'еднуючими елементами дольноТ частини петл! ГТК знаходитъея у межах б -126 с-1. В таких межах частот форми власних коливань ГТК реалтзуються в основному на висках каната, при цьому чим вище частота власних коливань, тим менша довжина верхньо! частой виска каната коливается. 3 nieï причини краще приймати при виготовленш ГТК малий крок розмицення з'еднуючих елеменлв (1-2м), при цьому контурний рух каната буде викликати швидкозатухаючт високочастогш коливання мало! амшптуди (до 0,15 м).

Достов1ршсть иаукових положень, bhchobkîb пщтверджуеться корекгшепо постановки задач досдаджень, втжористанням засадових

положень та методов теоретично'1 та 6уд1вельно1 механши, тeopii коливань, математики, обчислювально! математики, Достов^ршсть результапв пщгверджуегься адекватшстю розроблених математичних моделей та даю!х 1сштв, задов1лшою збiжнicтю теоретичних га екпериментальних результата (розходження в межах 5-15%, причини розходжень ф1зично роз'яснюються), вадсутшспо прогир1Ч мiж вщомими та отриманими законом!рностями, тривалим досвщом експлуатаци зршноважуючих канапв р5зних тип'т у наынй держав! та за кордоном.

Наукове значения полягае в розвнку механжи круг лих багатошаров1Х зр*вноважуючих канапв з урахуванням особливостей його поведшки в реальних умовах експлуатаци, в створетн методу розрахунку крайнЗх довжин крут лих зр^вноважуючих канапв, заснованому на критери втрати стшкосп прямолшшно1 форми рхвноваги виску канат)1- як вагомого скручуваного стержню змшно! по довжиш жорсткосп на згин; в розробщ методу розрахунку перерозпод^лу зусиль М1Ж щлими тросами по ширит та довжиш ГТК та внугришйх зуснль в елеменгах троыв при зруйнуваган тросозоз основа; в схвореши методу визначення параметров вдлъних та вимушених коливань петл1 плоского гумово-тросового зр!вноважуючого канату змшно! по довжиш нцльносп при контурному руС1.

Пракпгше значения полягае у розробщ нових гехнЗчних рниень по створенню максимально довгов!Чних, працездагних, простих, над^йних та економгчних зр1вноважуючих канапв, здатних експлуатуватися без вертлюжних причепних пристрош на глибинах понад 2000 м, науковому обгрунтувати IX параметр 1в, нормативних документ щодо !х виготовлення та експлуатацй.

Регшзац1я результатов робота.

- На Харцизькому канатному завод! (АО Сллур) при розробщ техшчнних умов на б (инсть) консгрукцш канапв: 1). "Канаты стальные некрутящиеся уравновешивающие" ТУ 14-285-179-94, конструкци 18х7(1+6)+бх36(1+7+7/7+14)+о.с.; 2). "Канаты стальные некрутящиеся уравновешивающие" ТУ 14-285- 180-94, конарукцн 18x7(1+6)+ 6x19(1 +б+6/б)+о.с.; 3.) "Канаты стальные некрутящиеся уравновешивающие" ТУ 14-285-181-94, консгрукци 16х7(1+6)+11х7(1+-6)+6х7(1+6)+о.с.; 4.) "Канаты стальные некрутящиеся уравновешивающие" ТУ 14-285-182-94, конструкци 16x7(1+6)+! 1х7(1+6)+6х7(1+6)+-о.е.; 5). "Канаты стальные двойной свивки типа ЛК-РО ТУ У 00191046.012-95 (опытная партия)", конструкци бхЗб(1+7+7/7+14)+о.с.; 6). "Канаты стальные двойной свивки типа ЛК-Р с металлическим сердечником" ТУ 14-285-159-92 , конструкци 6х19( 1+6+6/6)+1х19+1+6+ 6/6).

- На виробничому об"еднанш (ВО) по видобутку руд пщземним шособом "Кривбасруда" : 1). При розробщ техшчно! докуменгацп на 5иробнвдгво та випробування нових конструкцш гумовотросових ЮВН1СГЮ та частково обгумованих плоских зрзвноважуючих канапв типу РТК-1 i РТК-2; 2). При розробщ ТУ на досл^дну парпю обгумованих ф1вноважуючих канапв РТК-1 i РТК-2; 3). При розробщ ТУ У 322-100-i-96 "Канаты обрезиненные уравновешивающие" на установочну серда 120 гас. погонних метр5в; 4). При розробщ "Программы и методики жсплуатационныхиспытаний РТК-1 и РТК-2".

-При розробщ: 1). "Временной инструкции по эксплуатации эбрезиненных уравновешивающих канатов в шахтных стволах", затвердженоТ комггетом Держнагдядохоронпращ Укра&ш 8.12.95 р.; 2)."Временной инструкции по эксплуатации плоских уравновешивающих ¡санатоЕ SAG", затверджено! ком^етом Держнагдядохоронпращ Укра1ни 16.01.95 р.

- На ВО "Кривбасруда" створено технолопчний комплекс з виробництва тумово-тросових зр!вноважуючих канапв. 3 шчня 1995 р розпочався випуск канапв РТК-1 i РТК-2 та 7х дослщнЗцко-промислова експлуатащя. Комитетом Держнаглядохоронпращ Украши надано ВО "Кривбасруда" дозвш № 17.В3.96 вад 20.06.96p на сершний випуск i застосування гумовотросових зрлвноважуючих канапв типу РТК-1 та РТК-2 згадно з ТУ на установочну серш 120 тис. погонних метров. Зараз зр5вноважуюч1 канати експлуатуються на 10 падн5мальних установках шахт ВО "Кривбасруда", на вупльних шахтах ВО "Павлоградвуплля", ВО " Донецьквугзлля".

Економ1ЧниЙ ефект вад виготовлення на власному тдприемст та експлуатацп нових зр!вноважуючих ГТК липу РТК-1 та РТК-2 -Ильки на шахтах ВО " Кривбасруда" встановив 10 (десять) млн. доларт США.

Особистай внееок. Декларащя конкретного особистого внеску автора в розробку наукових результатов, яю виносяться на захнст, включае: участь у формулюванш науковоТ проблеми, мети, задач досдаджень, ochobhoi ще! та яаукових положень. Постановку та розв'язання основних задач дослзджень на шдстав! розробки математичних моделей статики, динамики, напружено-деформованого стану, довгов1чносп багатошарових круглих i плоских гумово-тросових зр i в но в ажуючих канат! в. Bei теоретичш i експериментальн! дocлiджeншI виконаш з безпосередньою участю автора.

Апробащя результата дисертацп.

Материали дисертащ! доповадались, обговорювались га схвалеш на м!жнародних конференщях (Польша; 1989р. -м.Гливици, 1990р. -

м.Вроцлав, 1991р. - м.Гливици, 1993р. - м.Гливици, 1994р. - м. У стронь, Украша: 1996р. - м. Дншропетровсък, Слоезкът; 1997р. - м.Кошици,), на Всесоюзних конференциях з проблем мщносп та довгов!чносп стальних канапв ( м. Одеса, 1979, 1981, 1989, 1991 рр.), з проблем шдшмально-транспоргноТ технши (м. Нижнш Новгород, 1980 р.), на республжанських конференциях з технологи виготовлення виробзв з витого металокорду (м.Севастополь, 1989р.), по техмчним приладам океанського промислового рибальсгва (м.Севастополь, 1990р,), на науково-техшчному cemihapi "Шахший п'щ'ем" НД1ГМ im. М.М.Фед1рова (м.Донецьк, 1992р.), на засщаннях секцй "Механнса" ради по науковим напрямкам Дннтропетровського прничого шстиуту (м.Дншропетровськ, 1990, 1992 рр.), на научково-техшчних радах i семшарах концерну "Южруда" (м.Кривий Pir 1990, 1992 рр.) та шших.

Публйсаци. За темою дисертацп опубликовано 59 праць, з яких 43-стагп у наукових журналах i зб!рниках наукових статей (з них 11 -без cnißaBropiß), 5 - тези доповщей на конференциях, 7- депонован! сгагп, 4-патенти Украши на конструкцп гумовотросових зр'шноважуючих канапв.

Структура i об'ем дисертацп. Дисертацшна робота складаеться з двох книг. У першей кшш- всгуп, с!мь розд!л!в, висновки, список використаних джерел з 249 назв на 405 сторшках, у тому числ1 220 стор. машинописного тексту, 123 рисунюв, 74 таблиц1. У другШ книз1 - 25 додапавна 118 сторшках.

3MICT РОБОТИ

РОЗД1Л 1. Стан проблемн I задачи досждяеення

Розкригай стан гфоблеми, обгрунтована актуалъшсгь теми, виконаний анализ Л1тературних джерел, сформульован! мета i задач! досл1джень.

На шахпшх щдшмальних установках Украши знаходиться б^лл 4000 тон зр!вноважуючих канапв трьох основних титв: кругл! металeai, плоек! металев!, плоек! гумовотросов! канати.

Кругл! канати, як сам! дешев!, огримали найб!льше розповсюдження (вщ загальноТ шлькосп зршноваясуючих канапв Ix майже 70%). Кругл! канати на п!дн!мальних установках yeix крагн креплять до пщтмалышх посудин за допомогою вертлюжних причепних прилад!в р!зних конструкций, що дозволяють канату розкручуватися при змш! його довжини при робот! пщшмально! установки. У нижнш зумпфовШ частши стволу споруджують розмежувачи висотою до 10 м для розпод!лу i запоб!ганню перехлюсту в!льно провисаючих петель cycumix канапв. 3i зб!льшенням глибин пщйому i потужностей багатоканагаих

шдншальних установок виявилися наступи! експлуатацшт недолит круглих металевих зрзвноважуючих канапЕ :

1. Малий термш служби (до 2 роктв), .портвняний тз гермшом служби шдшмалъних канапв, \ це при навантаженн! пльки власно! ваги \ б1льш зпж 10 - кратному запас! мщносп.

2. Падсилення тенденцп до перехлюсту вискш канапв э\ збтльшенням глибин стволов 1 довжин канапв.

3. Розщарування двох й трьохшарових канапв, що спосгер^гаеться в перип >псяц! експлуатаци канапв \ е причиною !хньо! достроково! замши.

4. Неможливкть розмпцення пщ пщшмалъною посудиною больше 4 вертлюпв вимагае викорисгання на потужних багатоканагних установках канапв велико! погонно! ваги \ диаметру. При цьому виникають обмеження по ширин! пегл1 канату в зумпфовш частинт ствола.

Слщуе вщзначити також, що в Укра'йп ! в крашах СНД не були розроблен! спещальш конструктив круглих зр!вноважуючих канапв, ш нормативи на йене виробшщтво. Кртм того, в Укратн! вщсгуш виробшга потужносп по випуску багатошарових канапв значних д!амегр1в (б!льш шж 45 мм ) 1 довжинами до 2000 м.

На рудних шахтах вздмовилися вщ викорисгання круглих зртвноважуючих канапв тз-за погано! робота вертлюпв при проникненн! в них абразивного пилу.

Плосш металев! канати вилускаютъ двох конструкций ДГСТ 3091-80 1 ДГСТ 3092-80. Вони складаюгься з 8 стренг, зшитих тонким тросом-ушивальником. бдиний виробник таких канапв в УкраМ 1 в крашах СНД - Харкшський канатний завод. Технолога тхнього вигоговлення -зшивка стренг вручну. Тдлыга в Угорхциш розроблене мехашзоване з'еднання стренг металевими заклепками. Плосю металев! канати мають наступи! експлуатацшт недолжи, зумовлеш недосконалтсгю !хньо! конструкщ! та технологи виготовлення:

1. Малий термш служби (в межах 2 роюв). Канат швидко кородируе в умовах агресивно! шахтно! середи, остльки захисне цинкове покриття дропв швидко пошкоджуетъся ушивальником й заклепками при робоп канату.

2. Вщбуваеться швидке руйнування ушивальника \ випадення заклепок.

3. Спостерггаеться депланац!я канату при робоп в шахп, що зв'язане з нертвномтршсгю натягу стренг при вигоговлегап. 3 щей причин! виски каната вщхиляються вщ вергакалт, штенсивно розгойдуються в ствол!, грощаться об армировку ствола.

Гумовогросов! канати першо! Генерал!! засгосовувались на шахтах Кривбаса з 1971 по 1995 роки. ГТК виготовлялися засобом зтстикування до необхщно! довжини емуг гранспоргериоТ гумовотросово! строчки РТЛ -

2500 шириною 200-300 мм 1 довжинозо до 200 м, що випускаеться Курським заводом гумовотросових виробов. Термш служби таких канатов складав 6-8 роков за вийнягком випадков аварой. До недолжов цих канапв слздуе воднести:

1. Наявнкть тонких латунованих армуючих тросов, що пгоидко руйнувалися вод корозоо при пошкодженно гумовоТ оболонки.

2. Низька яшсть виготовлення ГТК на Курському заводо , а саме, непаралельность розташування армуючих тросов, вщсутшсгь попередньото натягу трос!в,низька мщшсть зв'язку м1ж тросами о гумою.

Таким чином, можна констатувати, що в УкраЗно до дайсного часу не було науково обгрунтованих конструкций круглих о плоских канатов о не було обладнання для 1хнього випуску. Понад 80% необхщно! юлъкосп канапв Украша закупляла за кордоном. Щор1чш закупки складають, за нашими оцонками, 4 млн. дoлapiв США.

Наукових дослвджень д!ездашосго 5 довговочносго зр!вноважуючих канапв Еиконане значно менш, нож для тдномальних канатов.

Багато вчених враховували масу 1 коливання зровноважуючого канату для больш точного визначення зусиль в поднмальних канатах. Цим питаниям присвячено роботи Динника А. Н., Флоринського Ф. В., Гороооша О. О., Глунзка М. Ф., Дворшкова В. I., Чижа А. А., Балана В. П., Колосова Л. В., Безпалько В. В. та шюшх автор!в. Роботи Флоринського Ф. В., Болого В. Д., Колосова Л. В. Дворнжова В. I., Фомичевой Л. Я., Терлецького I. В., Билевича А. Ф. Топихо А. Д., Обухова А.Н., Жупиева О.Л. та онших присвячено досладженням деяких аспектов пращ зровноважуючих канатов.

В зарубожних лотературних джерелах описуеться в основному досв!д експлуагацп канапв розошх тишв i конструкций

Проведений в дисертаци аналоз лотературних джерел о досводу експлуатацй зр5вноважуючих канапв в крапп 1 за рубожем дають пщставу для проведения досладжень о реад}зацп результатов, спрямованих на створення надшних систем зр1вноваження шахтних подномальних установок для глибин понад 2000 м.

РОЗД1Л 2. Граничш довжшт круглих зровнонажуютах канатш конструкцШ, що застосовуються

Розроблений метод розрахунку граничних довжин круглих зровноважуючих канатов о виконана охня оцшка для розномаштних конструкций канапв, що застосовуються в Украшо та за и кордоном.

В осново методу лежить умова досягнення у висках канату кригачних навантажень, при яких в!дбуваетъся вграта стойкосп прямолМйно? форми виск!в канатов як вагомих стержн!в, що скручукхгься, о виникае реальна небезпека перехлюсту канапв в стволо шахти.

Для виявлення основних чинниюв \ параметров, яю визначахлъ поведшку та напружено-деформований стан канату при робоп гащномалыю! установки, недоцольно розглядати динамику вс1ео установки. При великих довжинах канапв (глообинах стволов) коливально процеси в систем] электропривад - головний канат - пщномальна посудина -зр!вноважуючий канат ктотно розрознюються за парциалышми частотами 1 мають малий динамчний зв'язок. Крзм того, якщо врахувати, що подномально посудини рухаються у спрямовуючнх пристрЗях, го можна прийняти, що поперечно коливання гадшмальних канапв не зв'язаш з поперечними коливаннями зровноважуючих канатов. Таким чином, закон вертикального руху подномальноо посудини може бути використаний як кшематичне завдання вимушення коливань зровноважуючого канату.

3 переходник режим!в роботи шдйому -завангаження подтмально! посудини на ваз^ пуск установки, раптове гальмування га ¡нше-найбольш небезпечним режимом слод вважати режим запобшпого гальмування, при якому уповольнення посудин можуть досягаги 5 м/с2, як регламенговане правилами безпекл. Осюлыси цей режим корошочасоош, змоною довжини канату за час гальмування нехтуегься. Розрахункова схема виску канату для висновку р!внянь його поздовжньо-кругильно-поперечних коливань показана на рис. 1.

Були прийнято наступно ппогези о допущения. 1. Натяжно прилади петло канату водстуш. 2. У нижньому перер1зо канату петля не передав поздовжшх зуспль з одонео голки на шшу, поздовжно зусилля в цьому перерозо канагу приймаюгься р!вними нулю. 3. Канаг в петл! не прокручуегься, петля моделюеться жорсткою на кручення опорою, що не обмежуе поперечно перемотцення нижнього перерозу виску канату. 4. Верхной перероз канату, прикропленш до ротора вертлюга, що обертаеться разом з ротором, приймаеться жорстко закропленим вод згину та поздовжнох перемощень. 5. Канаг моделюеться пружним або пружно-в'язким природно закруче-ним стержнем поспино! довжини з1 змшною по довжиш жорстюстю на згин.

Диференщалып р1вняння поздовжньо-крутильно-поперечних коливань виску круглого канату отримаш у виг ляд 1:

Рис. 1

(1)

dU dv_ dU dv ,

T = A — + С —, MK - С + В — ,

ад: аж dx dx

^ ¿ü2 g dt dx dt dx g dt dx dt dx'

JL(T % = 9 i 2 9 д ш q огу l 89 '

dx dx g dt1 g dt dx dt g " g dt1 dx'

8 q éfz _ o 8 ¡ck^ffl q 2 Я ¿^U di

— (Г —) = — —- + 2 — — (—)---a> z +-----;

dx dx g dt g dt dx dt g g gt dx

Ж fftv

-= m——;

dx dt2

& г** ду w \ $z\ / n \1л , 3 \\ & di¡

(M JL - G(x)—-) = ~(q(¿ - jr)U ± —)) — + m—r 8x dx dx g ex dt dx

dx dx dx2 g ax dt2 dx

Граничш умови:

*=0 1) U (0, t) =0; 2)—M(o, t) = -IB _ MTPsignw(<i,í) ,

fit

3) y (0, i) =0; 4) г(0Л)-0; = = 0; (2)

ax dx

x=t 7) T (l, t) =0; 8) г- (/, t) -0; = 0; 10)^-^ = 0,

dx dx

де

U - noBHi иоздовжш перемещения nepepisy x каната; v - кутов1 перемещения nepepísy x каната; y, z- поперечш вщхилення oci каната; T - поздовжш зусилля та

М - крутячий момент в поперечному nepepi3i каната; А, В, С - атрегатш коефщёенти жорсткосп каната; G (х) - жорстюсть каната на згин; q - погонна вага каната;

т- момент шерци одинищ довжини каната вщносно його поздовж-ньо! oci;

g - прискорення вьчьного падпшя;

со(,х)- кутова швидюсть каната навколо його поздовжньо! oci; Мтр - момент тертя у пщшипнику вертлюга; Vc - швидюсть руху пщшмальноТ посудини;

]- прискорення шдтмалъно1 посудини;

/д - момент шерц51 вертлюга.

Два осганш р!вняння системи (1) описують поперечш перемещения (у, г) канату. Збурюхлъ означен! коливання крутячий момент в канал 1 момент сил шерцн при крутильних коливаннях. Осюльки щ члени

,. . & ди

р1внянь маюгь мал1 коефщ!енти —, —, вони виявляютъ вплив на

дх. дх

поперечш перемещения канату при досягнеш кругячим моментом деякого критичного значения Мкр.

Задача про егШшсть прямолшШно? форми виску канату як вагомого стержня, що скручуеться, змшно! по довжит згинно! жорсткосп вир1шена за допомогою енергетичного методу Лагранжа. 3 метою узагальнення прийнята змша згинноТ жорсткосп I крутячого моменту по довжиш канату у виг ляд 1:

<3(;с) = О0[1 + а(/-:г)]; (3)

М(х) — М0 — — дт), (4)

де

во - минЗмальне значения жорсткосп ненатягнутого канату на згин;

Мо -крутячий момент в шжньому перерез! канату;

а 5 Р - посййш коефипенти.

Отримане наступив вираження для критичного крутячого моменту в канап, при якому можлив перехлюст його початково ирямолншншх виск1в.

Мкр = 3,06^(1 ± / / д)С'1 . (5)

При цьому встановлено, що змша згинно! жорсткосп 1 крутячого моменту по довжин! канату в реалъних межах (0.001 < а < 0.1м1 \ 0.001 > р г 0.1 Н) не впливае на величину Мкр.

При нормальней робоп вертлюжного причепного лриладу при квазистатичнш змии довжини виску канату в усЗх перер!зах канату крутячий момент дорЗвнюе моменту тертя в опор1 - у вертлкш. При певнш довжиш виску канату \ параме!рах тертя в шдшипнику причепного приладу момент тертя досягне критичного значения. Гранична довжина виску канату визначипься

де

дЗамегр пцщшпника вертлюга, / - коефкпент тертя котшня.

В статищ при закдиненому верглкш гранична довжина виску каната буде р1вна

/з ок л_ 6,12С Jf GQI

ïITJ • (/)

Значения граничних довжин bhckîb каната, що визначаюгься виразами (6), (7), конструкций, що дослщжуються, наведен! у табл. 1.

Поздовжньо-крутилъно-поперечн1 коливання виску канату, що описуються системою р1внянь (l), будуть вздбуватися пкля досягнення крутячим моментом критично! веяичини. За умови М< Мкр канат nia час запоб1жного галъмування пщншально! установки буде скоювага поздовжньо-крутилып коливання, що описуються 1,2,3,6 р1вняннями системи (1), в яких потребно покласти рЬшими нулю додатки, що мктягь

¿h &

кут вщхилення вщ вертикал1 поздовжньо1 oci канату —— = — = 0.

âx Sx

В poôori дослщжеш статичш i квазктагичш поздовжньо-крутильш деформацп buckîb круг лих канат га ïxhï поздовжньо-кругалът коливання при запоб!жному гальмувашп.

Статичш поздовжньо-крутильш деформацй виску канату визна-чаються формулами (початок oci х розмвдене у нижньому перериз! канату) ;

dU Б С . dv С А ,оЧ

e = — = — qx-- MTPf = —-qx^—- МТР, (8)

dx Л A dx A А

тт В фг -х2) , С ч С х2 А „ ,û4

U = -----£+_MTPa-*), v = --q-— + ~MTPx, (9)

Л 2 Л А 2 А

де

А =АВ-С2,

МТР = ±ql^~, плюс- при пщйом! посудини i розкруп канату,

мшус- при обертанш вертлюга у напрямку закруту канату в результат! зменшення його натягу пщ час опускания посудини.

Розв'язання системи pis нянь поздовжньо-крутилъних коливань виску канату виконано методом Б. Г. Галеркина розкладом ршення по власним функц1ям ур!заних ршнянь.

Експ ериме! i талън 5 дослщження деформаций кручення круглих каната, що зр1вноважують, виконаш на шахтнш пщн1мальнш установщ. Метою дослщжень е з'ясування характеру змши крутильних деформацш по довжин! виску канату, що зргвноважуе, у робочому режим1 пращ шдншалыю! установки та в режим! запоб!жного галъмування. В експерименп вим^рювалися величини крутильних деформацш канату водночас в трьох перер!зах, що вщстояли друг вщ друга на вщсгаш 250 м (верхшй датчик розташувався у вертлюжного причепного приладу),

швидюсть руху пзднзмальноз посудини; кут повороту i кутова швидкзсть обертання вертлюга. Вимзрювалися деформацй канапв ¿=42 мм ДГСТ 7668-80, яки знаходилися рззний час в екеплуатацп - 1 м!сяць i 15 М1сяцш на двох тдтмальних установках, максимальш довжини виск1в -1040 м. Установка датчиюв та зхне тарирування здшснювались на нижньому горизонт!. Експерименгальш i теоретичш результата дослз'джень знаходягься в задовгльнш вздловадносл. Розб'гяапстъ за частотами крутилънх коливань огримана в межах до 4.6%, за значениями крутячих моментзв на новому канал- до 19%, на старому канат! - до 40%, що фгзично зрозу?.йло .

Дослщженнями поздовжньо-крутильних кол!вань канату при запоб1жному гальмуванн! встановлене, що:

-поздовжш коливання пздшмальноз судини nla час запоб1жного гальмування не змшююгь характер розпод1лу i величини крутячих моменпв в перер!зах канату внаслщок зсготно! вщмшносп частот коливань i 1хнього малого динамичного зв'язку;

-вплив тертя в гпдшипшпсу вертлюга як i вплив моменту шерпп вертлюга на динамзчш крутячи момента в нижньому nepepi3i виску канату незначний i ix можна не враховуваги оцшюючи крутячий момент в нижньому nepepi3i канату;

-величини крутячих момента в нижнш часташ вискзв канату, що зумовлюють 1ХН1Й перехлюст, визначаються в основному наступними параметрами; коефпнентом розкрутки канату к, його довжиною I i погонною вагою q, прискоренням руху пщншально! посудини при гальмуванш /.

Вираження для визначення граничних глибин шдйому в системах з круглими канатами, що зршноважуюгь, огримане за умовою досягнення крутячим моментом у нижньому nepepisi виску канату критичного значения у виг ляд i;

З.Обз^С!

2

Таким чином, гранична глибини визначаються параметрами канату -жорстюсгю на згин, коефкпентом розкрутки, погонною вагою; параметрами, що характеризуюсь тертя в шдшипнику причепного пристрзю - його дзаметром, коефщзенгом тертя; а також настройкою гальма падшмальноТ машини - величиною уповальнення тдгамально! посудини П1Д час аварийного гальмування. В табл. 1 наведен! результата обчислень граничних доежин бисюе канапв вс!х розглядуванззх конструзсшй при уповмненнз тдтмальноТ посудини /=3 м/с2 1 ;=5 м/с-

при нормальнш робоп вертлюжних причеиних прилад1в Ып=0, 3 м, /==3-10"3) 1 при заклиненому верглюз!.

Таблиця 1

Граничш довжини каната конструкций що застосовуються

Тип канат)' й, мм Статика, / гр , м Динамжа, 1 гр , м

норм. закл. ;=3 м/с2 ;=5 м/с2

Одношаров\

ДГСТ 7668-80 42 10400 800 1490-510 950-410

(одноб!ч.скр.)

ДГСТ 7668-80 42 10400 1230 2140-780 1390-630

(хрестова скр.)

Двошаровг

ДГСТ16827-81 40 5420 820 1130-520 740-420

ДГСТ 3088-80 41 7720 1420 1870-900 1240-725

ДГСТ 16828-81 40 12600 2190 3020-1460 2010-1180

З-шаровш

польський 49 13600 2610 3400-1660 2270-1330

ЗЗх7+о.с.

Отриман! результата дозволяклъ загеерджувати, що по критерю можлиЕкп перехлюсту круглпх канапв, на значних глибинах дощльно використовуваги малокрутячи багагошаровё каната.

РОЗД1Л 3. Напружено-деформовашш стан круглопасмовнх зр!вноважуючих канатов

Вшсонаний аналзз напружено-деформованого стану (НДС) круглих одно, двох, трьохшарових канапв та багатошарового канату в гумовёй оболонщ в робочих режимах, а також при р^змих способах ¡хнього навгшування та замени.

Анал1з НДС елеменпв канату дозволив поясниш так! явища в експлуатацн як поява "л!хтар!в", розшарування багатошарових канапв, дозволив проанал1зуваш вплив параметр ¡в скрутки канапв на перерозпод!Л зусиль М1Ж 1х елементами 1 обгрунтувати иараметри д1ездатних довгов1Чних конструкций канапв.

При розробщ математично! модел1 НДС зрёвноважуючого канату, як складного агрегату, вс! елементи якого контактують по довжиш, зберкаючи структурну цшсшсть, використаш основш р1вняння статики

поздовжньо-крутильних деформацш дрогових канапв М. Ф. Глушко. Сгосовно зровноважучих канапв ця задача розв'язана вперше.

Математична модель дозволяе досладжуваги НДС кожного елементу канату в поперечному перер1зо \ по довжино виску канату. Ветановлена неровноморшсть перерозподшу зусиль мож дротами 5 шарами пасом в поперечних перерезах 1 по довжино канапв 8 консгрукцш в залежносп вод довжини вогсюв канапв 1 параметров тертя в вертлюжному причепному пристрою. Нер1вном5ршсть навантаження елементов канапв зумовлена конструкцзйними параметрами канапв та специф!чним кроплениям ох за допомогою вертлюгов.

На рис.2 наведен! р1вш максимальних напружень в дротах пасом першого (1), другого (2) та третъого (3) шаров пасом верхнього (боля вертлюга) перерозу дослоджуваних консгрукцш канатов довжиною 1000 м: а)-ДГСТ 7668-80 однобочшй скрутки; б)-ДГСТ 7668-80 хрестовш скрутки; в)- ДГСТ 16827-81 ; г)- ДГСТ 16828-81 -крутячий ; д)- ДГСТ 16828-81 -некрутячий; е)- ДГСТ 3088-80 ; ж)- двохшаровий канат конструкцп 6x16+12x16+0.0. (Польша); з)- трьохшаровий канат (Полыца). Лотерою "С" позначено центрально дроти пасом, цофрами позначено номери рядов дропв у пасмах.

Рис. 2- Р1вш максимальних напружень в дротах канатов

Карпта НДС канатов не залежить вод довжини висков канапв, вона визначаеться конструцшними й жорспаснимо! параметрами канапв, однак ровень зус1ль в охшх елеменгах е пропорцойним довжиш канат.

Зменшення тергя у верглюзо до нуля (межа, до яко! прагнули конструкгори) голыш посилюе вказану нерганом1ршсгь. Розроблена математична модель НДС круглого троса в гумовой цилондрочной

оболонш. Встановлено, що гумова оболонка не змшюе характер його напружено-деформованого стану, напруги в елементах канату зростаютъ при цьому пропорцшно збЬтъшенню його ваги.

Дослщжешш вплив заеобу навшування а замши канату на його НДС. Встановлено, що для уникання розшарування багатошарових канапв п!д час навниування, IX дощльно опускати у сттвш з вёльним нижнш кшцем або навшувать з нижнього горизонту, закршленим до вертлюжного причепного пристр!ю.

При досл'шжент впливу параметров скрутки канапв на ?х НДС встановлене, що при виконанн! вимог ДГС-Т 3241-91, що регламентують параметри скрутки пасом \ канапв, неможливо сгвортггн р!в:юмщну конструкцт круглого зр!вноважуючого канату. Потр1бно наново обгрунтовати особлив! нормагиви на конструкцн круглих зртвнова-жуючих канапв.

РОЗДШ 4. Рационалъш конструкци некрутячнх зр1вноважун>чих канат1в, що иропонуюься

Виконане обгрунгування параметров некрутячих круглих зр1вноважуючих канатов, для кршлення яких не потр!бн1 вертлюжш причеши прилади, вс! елементи яких навантажен! ршномёрно, внаслщок чого канати е найбмьш довговечними 1 здатними надшно працювати на глибинах понад 2000 м.

Шльшсною характеристикою ступеня кручення канату при розтяз! е агрегатний коефнпент жорсткосп С, або коефнпент розкрупси к=С/А. Як показали результат розрахункев жорстмсних параметрёв канапв на величину С (к) канату ктотно впливаюш радёус ) кут скрутки зовтшнъото шару пасом 3 юлыпсгь пасом в зовншньому шар!. Параметри скрутки дропв у пасми несуттево впливаюгь на ступ!нь кручення канату при розтягу.

Йти по вщомому шляху створення некрутячих одношарових 3-х ! 4-х пасмових канапв недоц!льно з настухших причин: канат повинен махи погонну масу в межах 8-20 кг/м, а при шлькосп пасом 3-4 д!аметри дропв, а, отже, й згинна жорстшсть канату будуть великими ! розм!ри втльно провисаючей петл! канату перевищать допустим! 2.5-Зм, кр!м того, для виготовлення таких канат необхщно спецеальне обладнання.

Зробити некрутячим одношаровий 6-пасмовий канат неможливо, однак можна значно покращити його ексилуатацШт показники змшою параметр!в його скрутки, що дозволяе стандартне обладнання. Як базова прийнята конструкцтя канат}' ДГСТ 7668-80 (6x36 (1+7+7/7+14) +о. с.) хрестово! скрутки, що випускаеться заводами Украши та широко застосовуеться як п!дн!мальний на шахтах Донбасу. Збёльшення кратносп скрутки канату з 6.5 до 12 ! зменшення кратносл скрутки пасом з 9 до 7 ктогно зменшуе кручення канату (коефщ!енте С \ к

¡меншилися больш тж у 2 рази), але б5н ще не стае некрутячим, його ^еобххано прикршлювагъ до шдшмально! посудини за допомогою зерглюга. При цьому бшыл тж у 3 рази зменшуються кутов1 деформацп <анагу i на 23% зменьшуютъся напруга в найбольш навантажених soBHUiiHix дротах пасом. Запропоновано нами змши параметров скрутки санату вшшли в техшчш умови ТУ У 00191046.012-95 на канати сталево тодвойний скрутки типу ЛК-РО.

Для розробки конструкций некрутячнх 2-х i 3-х шарових канапв Зули вибрано стандартно конструкцоо' пасом 1+6; 1+6+6/6 i 1+7+7/7+14 з зшойним дошком дротов. Були розраховано параметри скрути 2-х ларових каната консгрукцш 18x7 (1+6) +6x19 (1+6+6/6) +о. с i 18x7 [1+6) +6x37 (1+7+7/7+14) +о. с, пасми канату скручено з кратностю 9, 1-\ шар пасом однобочно'о скрутки кратносго 6.5, 2-й шар пасом хрестовоо :крулш з кратностю 12. Po3paxoBaHi параметри 3-х шарових канапв з 33 эднакових пасом конструкцп 16x7 (1+6) +11x7 (1+6) +6x7 (1+6) +о. с. Перший i другой шари пасом екручеш з крашостю 6.5 i мають однобочну жрутку, зовношшй шар пасом скручений з кратностю 11 о' мае хрестову :крупсу.

Осюльки канати практично зр!вноважеш вод кручення, дотичш о 5Гинно напруги в дротах на 2 порядки менш напруга розгягу, екв!валенпн rianpyra близьш за величиною до значень напружень в стрижно ст - q l/£!']■. Bei дроги в перерозо канапв навантажено практично зднаково.

Виконано розрахунки по вегановленню пор1вняльно'о довгов1чносп <руглих сталевих зршноважуючих канапв вогчизняного о омпортного зиробшщтва, а також чових консгрукцш канапв (двошарових i грьохшарових), обгрунтованих в дисертацй.

Конструкцп двошарових i грьохшарових некрутячих канапв, що тропонуюгься, значно (бiльш, нож в 3 рази) переважаютъ довговочшеть двошарових вотчизняних малокрутячих канатов i в 1.7 рази - довговочтетъ тольського трьохшарового канату.

На означен! конструкцоо канапв розроблеш з учаспо автора техно чо-п /мови на виготовлення: ТУ 14-285-180-94 , ТУ 14-285-179-94, ТУ 14-285182-94, ТУ 14-285-181-94 - "Канат сгалево некрутячи що зровноважуюгь", утримувач ор1пнал1в - Харщзька АС "Силур".

РОЗД1Л 5. Напружено-деформований стан i довгеничшеть алоских тумовотросовнх зр»вноважуючих канатов на баз1 трос!в великих Д1аметр1в

HoBi конструкци повшетю обгумовашх (РТК-1) i чаегково эбгумованох канатов (РТК-2) показано на рис. 3. Як армуючи гроси була эбгрунтована конструюда канатов подвУпшй хрестовой скрутки пшу ЛК-Р 6х19х(1+6+6/6)+1х19х( 1+6+6/6). 3 метою зменшення кручення

канату 3 зменшення нерхвномерносп розпод1лу навантаження м!ж його дротами 1 збшьшення, таким чином, доепшчностз канату, обгрунтоваш параметри скрутки канату - кратность К-10, пасом - А'п=9, краппстъ скрутки сердечника - Кс~8. Нами сшльно з Харцизькою АС "Силур" розроблеш ТУ 14-285-159-92 на виготовлення оцинкованих тросов означено! консгрукцп диаметрами вщ 15 до 28.5 мм.

1 Для обтрунтування математичних моделей НДС щлих \ пошкоджених РТК-1 та РТК-2 була розв'язанана допом!жна задача про кручения трос1в в гумовш магршп РТК та оцшку величин догичних напружень по периметру троав. Була прийнята гшотеза що реакция гумово! матриц! при кручент тро«в т{х) пропорцшна куту повороту троса. V 1 направлена протилежно кугу повороту троса, под5бно гшотез! Винклера, що використаеться при розрахунку балок на пружнш пщстав!

= -Сро(х), (12)

де Ср - коефпцент жорсткосп гумово! матриш.

Рис. 3 - Гумовофосов! канати РТК-1 5 РТК-2

Дослвджеш поздовжньо-кутов! деформацп троав РТК-1 1 РТК-2, встановлено, що при вибраних параметрах армуючих гроав ё стввщношеннз довжин обгумованих та необгумованих д!льниць в РТК-2 5; / > 1: 20 \ в РТК-1 \ в РТК-2 догачш напруження в гумё по периметру грос!Е незначш - не перевшцуютъ 100 Па.

3 урахуванням отриманих резульгапв була обгрунтована можливють застосування матемагично! модел! НДС сталевого канату, описано! в роздип 3, до розрахунку НДС тросов ГТК. При цьому поверхнш вплив гумово! матриц! на трос враховувався як розпод!леш силов! 1 моменпн! навантаження постпию1 штенснвиосп. Дослзджений вплив параметров скрутки тросхв 1 ваги гумово! матрищ на НДС трос1в ГТК. '

Розроблена математична модель НДС ГТК при пошкодженш гросово! основи, таке досладження необхщно для розробки норм зибракування 1 правил експлуатацн ГТК. Були прийняп наступи! основш допущения: 1, Троей розглядаютьея як однорщш изотрогпп сгержш. 2. Цеформацп гумово! матрица мзж тросами пoвнicтю визначаються зоздовжнЗми перемпценнями троелв. 3. Для ус1Х компонент вектору зеремндень приймаеться лшшний закон по товщиш м'якого шару гуми. 4. Нехтуеться згинними деформащями троав ГТК внаслщок зхнъо! велико! з,овжини, розглядаеться пльки розтяг ГТК,

Система диференшальних р1внянь, що описуюгь НДС троглв ГТК, зтримана у вигляд1

—— - а\11Х - щ) = 0 ; йх*

/ г, \

d2u, dx2

а(ип - ) = 0.

де

Ui (х) - абсолюта! перемицення перерезу х г-го троса ввдносно почала координат, що розтошовуеться в nepepi3i ГТК 3Í зруйнова-ними тросами;

■ TWpTf*

а -- —- - параметр, шо характеризуе консгрукцш ГГК; Ап

G - модуль пружносп при зеув] гуми; А - поздовжня жорстасть троса; h - вщетанъ М1Ж тросами в ГТК;

d— дзаметр троса; п - юльюегь rpociB в ГТК.

Розв'язання задач i виконане при piaraix граничних умовах, гвдповщних жорсткому i шарнирному закршленню kíhxjíb ГТК, що необхщно для експерименталъно! перевзрки результатзв, i для випадку нескшченно! довжинн зразка ГТК. Для характеристики напруженото стану TpociB введений безрозмзрнш коефзцзент концентраци поздовжнзх зусиль k{ (х), рзвний вщношенню зусилля в даному rpoci Pi (х) до

1 *

середнього зусилля Рср -в rpoci ГТК без дефекта, PÍV = — P¿(x).

11 i=i

Всгановленз законом1рносп перерозпод!лу зусиль в тросах за довжиною та шириною ГТК в залежносп вщ розташування i кзлькосл зруйнованих

трос!в. Бьтьш небезлечяим е руйнуванна крайтйх трос!в. Внаслщок стримання гумою кутових деформацш тросдв картина лерерозпсдалу внутршшх зуаль в шлих тросах не змшюегься, а 1x111 розшри зростають пропорцшно коефвденгам концентраци зус'игь.

Для РТК-1 ! РТК-2 обгрунтоване значения необхщного статичного запасу мщносп псТ ^ 5.0 з умов неруйнування пошкодженого ГТК при запоб1жному гальмуванш машини, виконаш розрахунки залишково! довгоъпност! ! сформульован! норми 1хнього вибракування, що вЗйшли у "Временную инструкцию по експлуатации обрезиненных уравновешивающих канатов в шахтных стволах".

РОЗД1Л 6. Математнчне моделюпання поперечних колнвань петл! плоского зр1зноважуючого канату

Часгоово обгумований ГТК мае эмшну по довжин! тщльшсть, що може зпричинити збудження колнвань при рус1 канагу в петл! при П вольному провис!. Частота вимушення коливань впзначиться частотою проходження петл! з'еднуючими елементами, тобто вщстанню 1>пж ними 3 швидюстю руху каната. При реальних швщкостях руху пщншальних посудин (канату) 10+20 м/с \ вщсташ м!ж з'еднуючими елементами 1+10 м частота вимушень будуть у диапазон! 6+ 125 с ,

Дослщження вимушених коливань ГТК змшноТ ипльност! дозволило обгрунтувати параметри його конструкцп.

Гром13дк1Сть задач! зажадаяа введения насгугших обмежень в розрахунковш схемЗ: 1. Розглядаеться нижня дщьниця петл! канату доеж1шою до 50 м. 2. Неххуегься впливом згинно! жорсгкосп на форму петл! канату ! взн моделюегься вагомою гнучкою ниткою. 3. Розглядаютъ ся коливання петл! канату в и площин!. 4. Погонная щ!льн!сть канату в м!сцях кршлення еднальних елемент!в в 2 разу б!льше, н!ж погонная иильшстъ канату без з'еднуючнх елеменпв. Прийняття ше! умоеи дозводяе позбавигися вщ необхщност! вар!ювання ннерщйних параметров канату.

Схема петл! канагу змшшл нцльносп РТК-2 надана на рис. 4.

Дослщжеш в!льн! поперечн! вагання петл! непорушного канату-. Дискретная модель канату мала 150 вузл!е дискредигацй ! 300 ступешв свободи. Отриманий спектр власних частот \ форм коливань.

Дослщжений вплив контурного руху в петл5 канагу постшно! щ1льносп на його власш коливання. Розглядалася задача з рухомим кршленням кшвдв петл! канату. Р!внянне контурного руху каната у векторному вид! мае виг ляд;

Рис. 4- Схема петли РТК-2

((Г - /Л7,2)г] + Р - ц{ат + ас] - 0, (14)

де

Г-натяг канату;

ц- лшйна инльшсть канату;

К- шеидюсть руху каната;

г - орт дотично! до поздовжньо'] ос] канату;

5 - эйлерова координата;

Р - интенавшстъ зовшшгах сил;

а' - вщносно прискорення;

ас- кориолисово прискорення.

Сформульована двохгочкова краева задача, що описуеться системою диференщальних р!внянь 5-го порядку:

— = - ^ + «£))- - 4*1 + «*,));

¿тх ¿а Т - ,иУ-

dii = ~^+ ei))" "^ + ; (15) dx_ dy _

ds " ds

де

Px = 0; < = < = 2Vr(r^ - тугхту); Py=-/Jg; ary -у; =

Рзвнянне зв'язку ' + г^ = 1 ,

icpaeei умови: дг(0) = 7/(0) = 0, .t(L) = Ъ, y(L) = 0.

Всгановлено, хцо контурний рух канату в петлз демпф!руе його коливання.

Дослщжеш вимушенз коливання иетлз канату змшно'з щзлъностз при контурному pyci. Змша за довжиною канату його щзльносп моделювалась

¿/ = /?+Atf(s), (19)

де

р -погонна маса армуючих ipocis, A//s) - погонна маса з'еднуючих елеменпв.

Линеаризована краева задача виршзувалася засобом початкових параметров з дискретною ор тог он а л ззаци е ю. Для штегрування системи рёвнянь застосовувався засзб Рунге-Кутта четвертого порядку. Визначеш швидкосп контурного руху, що вадповздаюпз резонансним частотам вимушених коливань пеглз ГТК з перемичками, розгашованими за и довжиною з поспйним кроком 1-1; 3; 5 та 10 м. Дослзджувався впл!ю кроку розташування з'еднуючих елеменпв на амплЗгуду горизонтальних перемдцень нижньоз точки петлз канату. Всгановлено, шо при погонной ннлъносп з'еднуючих елеменпв рзвно'} щзльносп основних армуючих гросзв i при швидкосп руху пщшмальних посудин 1+10 м/с, вздстанъ мзж елементами може бути вибрана в межах 1+10 м i це не викличе небезпечного збзльшення амплзтуди перемещения петл1 зрзвноважуючого канату, вона залшиается в межах < 0.15 м. При больших швидкостях контурний рух каната стабзлззуе колзвання nenii.

Експерименталып дослщження поперечник кол!вань пеш зрзвноважуючого канату булзз виконанз на скипов ш падшмальнзй установи! шахтн "Родина", В/О "Кривбасруда", В експериментз

(16)

(17)

(18)

иксувалися швидюсть руху посудини, амплётуди i частота коливань яскёв канату. Результата нагурних дослёджень поперечних коливань ГК змённо! щёльностё в шахтних умовах узтоджуються з георегичними езультатами.

В розроблених з участю автора ТУ на установочну серёю 120 тис огонних метров обгумованих зрёвноважуючих канапЕ заклад ений 1фок становки з'еднуючих елементёв 1,5 м.

РОЗД1Л 7. Параметри РТК-1 i PTIC-2 що рекомендуються i ixiu вхдёко-економпшё показшгки

Вёдповёдно до ёснуючого гипорозмёрного ряду пёднёмальних машин i адншальних канатёв розроблений тииорозмёрний ряд нових умовотросових канатёв РТК-1 i РТК-2. Випуск каната освоено ВО Кривбасруда". 3 01.1995 почалася 1хня дослёдницъко-промислова ксплуатацёя.

Наведений опис засобу ё технологи вигоговлення ГТК, результат mix ёсготв i дослёдницько-промислово! експлуатацёТ, виконана орёвняльна оценка довговёчностё i економёчних локазникёв з кращими арубёжними аналогами.

За означеними показниками канати РТК-1 перевищують каната ольеькоТ фёрми SAG, канати РТК-2 не мають аналогёв за рубёжем.

висновки

В дисертацп здёйснене теоретичне узагальнення та розв'язання начно! науковоТ проблеми, що мае важливе народногосподарське начення, га полягае у розробленнё наукових основ технёчних рёшень подо сгворення нових систем зрёвноваження шахгних пёднёмальних 'становок без вертлюжних причепних приладёв, здшснене на основ! юзробки магемаптчних моделей стёйкоетё, напружено-деформованого тану, статики, динамёки, довговёчностё багатошарових круглих ё плоских умовотросових канапв, сгворення на !хнш основё нових конструкцёй [екрутячих круглих металевих ё плоских ГТК, доЕГОвёчних 1 здатних вдёйно працювага на глибинах понад 2000 м.

Основнё науковё результата, висновки ё рекомендацп полягають у ¡асгугшому:

1. Д ос лёд жена стёйкёсть прямолёнёйно! форми рёвноваги виску санату. Значения критичного крутячого моменту залежить вед .пппмально! жорсткостё канату на згён, погонноё ваги канату, товёльнення канату лёд час аваршного гальмування . Встановлено, що иёна жорсткостё на згён канату по його довжинё внаслёдок розтягу

власною вагою практичн: не влливае на величини кришчних навантажень.

2. Дослзджена поздовжньо-крутильш коливання канату при запо-бпжному гальмуванш. Встановлено, що величини крутячих моменпв в нижнзй часшнз вискав канату, що зумовлюють ахнзй перехлюст, визначаються в основному наступними параметрами: коефщаентом розкрутей каната, його довжиною 1 погонною вагою, прискоренням руху падншально! посудини при гальмуванш. Запропонована формула для оцзнзга крутячого моменту в нижньому перер1з1 канату.

3. Розроблений метод визначення граничних довжин круг лих канапв. Критична довжина канату визначаеться конструктивними параметрами канату, тергям в подшипниках вертлюжного причепного пристрою, характеристикою гальма пдопмальнот установи.

4. Дослщженням НДС круг лих зрншоважугочих канапв встановлено, що внаслщок специфичного кршлення канаттв до тдншадышх посудин за допомогою вертлюжних причепних прилад1в каната мають значш деформэдп кручення, що е причиною:

а) нер!вном1рносп навантаження пасом 5 дропв по довжина виску каната 1 у кожному його поперечному перер1з1;

б) значних за величиною напружень згину 1 кручения дропв в прямому канал.

Картина НДС канапв не залежигь вщ довжини канапв, вона визначаеться конструктивними 1 жорсшзснимзз параметрами канапв, однак ршень зусиль 1 напружень в Тхтх елементах е пропорцшним довжина виску канату.

5. Дослщженнями встановлено, що:

-змзна моменту тертя в лщшштнику вертлюга у реальних межах (0.5Мтр - -5Мтр) практично не впливае на картину 1 ревень розподалу зусиль мзж елементами канату. Зменшення моменту тертя до 0 (межа, до яко1 прагнуть консгруктори) пльки посилюе нер1вномаршсть розподалу зусиль мож шарами пасом I дротами у пасмах;

-покриття круглого канату гумовою оболонкою не змшюе характер його НДС, це пльки захист вщ корозн, що, як показав досвщ, не е достатньо надшним. Напруги в елементах канату зростають при цьому пропорцшно збзлынешда його погонно! ваги;

-для уникання розшарування багатошарових канапв пщ час навшзування, ах доцально опускати у стал з вальними нижшми кшцами або навшаувага з нижнього горизонту, зазфшленими до вертлюжного причелного пристрш.

6. При виготовленна зр1вноважуючих канапв за загальними вимогами ДГСТ 3241-91, що регламентуе параметри скрутки пасом а канапв, неможливо сгворига ршномшну консгрукцзю канату. Для консгрукшй зравноважуючих канапв необхадш своа норматави, що

эаховуюгь специфику охньоо робота i навантаження. HoBi конструкцп вошарових i трьохшарових канапв, гцо пропонуються в робоп, значно 5ольш, нож в 3 рази) перевершуюхъ довгов!чносп двошарових 1тчизня1шх малокрутячих канатов i в 1.7 рази - довговочность польського эьохшароаого канату, Внаслщок повноо скомпенсованосп крутячого оменту в юерерозах канатов оетанш можуть експлуатувагася без зртлюжних причеоших при ладов.

7. Запропоновано дво HOBi конструкцоо ГТК на базо оцинкованих docob бшьших доамегр!в (15 - 28,5 мм): повшстю обгумоват - РТК-1 i 1CTKOBO обгумовано - РТК-2. Канатя РТК-2 не мають аналога за убожем. Обгрунтована конструкция армуючих тросов для ГТК типу ЛК -

6x19 (1+6+ 6/6) +1x19 (1+6+6/6), розроблений типорозморний ряд ЭОС1В - ТУ 14-285-159-92.

8. Дослщжений НДС ГТК РТК-1 i РТК-2. Всгановлено, що рмуючи троси ГТК утримуються гумою вод кручення по вещ довжиш ТК. Логично напруга в ryMi на nosepxHi контакту з тросом залежать вод оамегру троса, погонноо ваги ГТК i коефоцоенга розкрутош тросу, лсельш значения дотичних напружень в ryMi менш н5ж 100 Па. .наслодок обмеження гумою кугових деформацш ipociB, дроги зазнають

основному розтягу, догачш напруга на 3 порядки, а згогну - на 2 орядаи нижче за р1вень напружень розтягу. Напруга в дротах е ропорцшнщ« довжиш ГТК i його погонноо Ba3i.

Розроблена математична модель НДС РТК-1 з деколькома руйнованими армуючими тросами в одному перерозо, хцо дозволяе ослоджувати перерозподьа зусоль по ширино i по довжиш ГТК. (ослоджениГо напружений сган тросов ГТК при зруйнуванно окремих poriB. Всгановлена залежн1сть максимальних еквовалентних напружень в олих дрогах тросов вщ втрати nepepi3v TpociB.

9. Розроблений метод дослодження кол!вань петло плоского ГТК. ад час контурного руху каната у пегль Встановлено, що контурний рух аната в пеглз демпфоруе його поперечно коливання. При одьому одмочений вплив гам больше, чим б5льше шввдшеть канату.

Дослодженш вимушено коливання пегло канату змонноо щольносп 1ТК-2. Встановлено, що дощльно приймата при виготовленно ГТК ¡алий крок розгашування з'еднуючих елеменлв (1+2 м), npoi цъому ;онтурний рух каната буде викликати швидкозатухаючи коливання малоо мплогуди (до 0.15 м).

10. Встановлено закономорносто руошування круг лих канатов i ГТК з рахуванням даних анал!зу охнього НДС при пошкодженно окремих ропв i ipociB. даних оспитов дроту на сгомлешсть у корозойнШ о юрмальнш середах. Визначено мошмальш запаси моцносто ГТК , гранично либини охнього застосування, еформульовано норми охнього вибракуван-ш, Встановлено, що мошмальний необходний запас мщносгз

зрзвноважуючих канапв «a;í=5,0. При цьому граничш довжини пропонуемих крутлих некрутячих канапв i плоских ГТК типу РТК-2 перевшцуюгь 3000 м, а прогнозуемий термш 1хньо1 служби при довжииах 2000 м складае 7 poKÍB, що б5льш шж в 3 рази перевищуе термш служби крутлих канапв, що застосовувалися до ниншшього часу. Граничш довжини ГТК типу РТК-1 залежать вщ частки ваги гуми i при процентному 3Micri гуми 35 - 65% складають вщповщно 2200 м i 1600 м. При цьому прогнозуемий термш 1хньо1 служби значно перевищуе 10 Pokíb. В регламенгуючмх документах для РТК-1 термш служби обмежений 10 роками.

И. Результат дослщжень автора були використаш при розробщ техшчних умов на кругл! некрутячп каната: ТУ У 00191046.012-95 (досвщчена парпя), ТУ 14-285-179-94, ТУ 14-285-180-94, ТУ 14-285-18194, ТУ 14-285-182-94; на армуючи троси для нових конструкцш ГТК -ТУ 14 - 285-159-92; на каната гумовотросов! (на експериментальну napriio 120 nie. погонях метр is); "Тимчасово! шегрукцп по експлуатацп обгумованих зр!вноважуючих канапв в шахтних стволах"; технично! документацп на виробництво, icnimi i дослщницько-промислову експлуаташю нових ГТК.

На баз1 виконаних наукових дослщжень вперше в УкраЗш на ВО "Кривбасруда" створено пщприемство з випуску вхтчизняних гумовотросових канапв двох конструкций: повшетю обгумованих -РТК-1 i чаегково обгумованих - РТК-2. По техншо-економ1чним показникам каната РТК-1 переважають Kpaiyi зарубшш зразки, каната РТК-2 не мають аналопв. Конструкцп ГТК захишеш 4 патентами Украхни. Створення в1гчизняного виробнштва з випуску ГТК звзльняе УкраТну вщ валютних виграг на кутвлю канапв за руб1жем.

Економ1чний ефект вщ використання нових ГТК пльки на багатоканатних пщшмальних установках шахт ВО "Кривбасруда" (1000 гон канапв) вегановив 10 млн, до л apis США.

Ochobhí положения дасертаци опубликовал! в наступних працях:

1. Ропай В.А. Предельные глубины подъемов с круглопрядными уравновешивающими канатами// "Уголь".-1976.-№4.-С. 23-25.

2. Ропай В. Экспериментальное исследование деформаций кручения круглых уравновешивающих канатов на шахтной подъемной установке // Zes'zyty naukowe Politechniki Slaskiej. Seria: Gomictwo., Gliwice. (Poland), 1990. Z.182. -S. 93-111.

3. Ропай В.А. Дифференциальные уравнения малых поперечны^ колебаний весомого скручиваемого стержня //Наука - производству, Сб. статей. -К.: Вища школа, 1991. -С. 211-214.

4. Ропай В.А. Устойчивость растянуто-скручиваемого стержня// [аука - производству. Сб. Статей.-К.: Вшца школа, 1991. -С. 206-211.

5. Ропай В.А. Колебания петли плоского уравновешивающего аната переменной плотности при контурном движении // Металлург, и эрноруд. пром-сть.1997. -№1. -С. 48-50.

6. Ропай В. О целесообразности регламентирования способа навес-и и замены круглых уравновешивающих канатов / / Biuro inzynierskich onsultacij technicznych SAG. (Poland), 1993. - № 5. -S. 22-26.

7. Ropaj V. Wplyw sposobow zakladania i wymiany na rozkland bciazen w linach wyrownawczych okraglych// Biuro inzynierskich onsultacji technicznych SAG. (Poland). 1993. - M? 5. -P. 25-28.

8. Ropaj V. Investigation of oscilation of flat balance ropes RTK-2 '/The 9-th international mining conference. September 2-5, 1997, 'echnical university of Koshice (Slovakia). - P. 245-249.

9. Ropaj V. New steel-rubber balance ropes of Ukraine// The 9-th itemational mining conference. September 2-5, 1997, Technical university f Koshice (Slovakia). - P. 250-251.

10. Ропай В.А. Собственные поперечные колебания петли «подвижного уравновешивающего каната в ее плоскости// Металлург. I горноруд. пром-сть. 1998. -№ 5(9). -С. 48-50.

11. Ропай В.А. Влияние контурного движения на собственные ;олебания шахтного уравновешивающего каната // Металлург, и орноуд. пром-сть. 1998. 5(9). -С. 50-53.

12. Ропай В.А. Предельные глубины применения круглых равновешиваюших канатов// Металлург, и горноруд. пром-сть. 1998. -£5(9) . -С. 53-57.

13. Ропай В.А., Бельмас И.В. Экспериментальное определение [згибной жесткости троса в зависимости от его осевого натяжения// '1зв. Вузов. Горный журнал. 1988. -№12. -С. 75-78.

14. Ропай В., Карбонье А., Зиая П. Агрегатные коэффициенты кесткосш многослойных канатов// The international interinstitutional £iens and application conference "Problems of designing, production and :xploitating of mining equipment and automatizion devices", 1618.09.1993.- Gliwice (Poland),. Materialy konferencyjne 1993.- S. 175-180.

15. Ропай В., Карбонье А., Зная П. Распределение силовых факторов между слоями прядей в многослойных канатах // The nternational interinstitutional sciens and application conference "Problems )f designing, production and exploitating of mining equipment and iutomatizion devices", 16-18.09.1993.-Gliwice (Poland). Materialy conferencyjne 1993. -S. 165-173.

16. Ropaj V., Carbogno A. Stan naprezen i odksztalcen w wielo-varstwowych linach wyrownawczych urzadzen wyciagowyc.h wielolino-

wych // Mechanizacja i Automatizacja Goraietwa. Poland. 1993. - №7 (¿78). -S. 36-43.

17. Ropaj V., Carbogno A., Ziaja P. Jakie naprezeniaV Stan naprezen i odkstalcen w linie wyrovvnawczej okraglej z powloka gumowa// Biuro inzynierskich konsultacji technicznych SAG, (Poland). 1993. -№ 4. -S. 2227.

18. Ропай В., Колосов Л. О кручении тросов в резиногросовом канате // Zeszyty Naukowe Politechniki Slaskiej. Seria: Gomictwo., Gliwice (Poland), 1991. - Z. 209.-S. 254-260.

19. Ропай В., Зиая П. Напряженно-деформированное состояние круглопрядных уравновешивающих канатов // Zeszyty naukowe Politechniki Slaskiej. Seria: Gomictwo. Gliwice (Poland), 1992. Z.209. -S. 261-278.

20. Ропай В.А., Колосов Л.В. Круглые уравновешивающие канаты //Уголь Украины. 1994. - №4. -С. 53-55.

21. Ropaj V., Kolosov L. Co lepsze? Wyciagowe liny wyrownawcze dla szybow glebokich // Biuro inzynierskich konsultacij technicznych SAG. (Poland), 1992. - Ms 2. -S. 62-67."

22. Колосов Л.В., Обухов А.Н., Ропай В.А. Исследование напряженно-деформированного состояния резиногросовых лент при повреждении тросовой основы // Изв.вузов. Горный журнал.-1980,-N»l.-C. 48-53.

23. Колосов Л.В., Ропай В.А. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния тросов резинотросовой ленты /'/Шахтный и карьерный транспорт. -М.:Недра, 1981, вып.7.-С. 48-52.

24. Колосов Л.В., Ропай В.А. Экспериментальное исследование устойчивости шахтных круглых уравновешивающих канатов//Торная электромеханика и автоматика. -К.: Техника, 1982, вып.40. -С. 132-136.

25. Колосов Л.В. Ропай В.А. Экспериментальные исследования напряженного состояния тросов резинотросовых канатов//Горная электромеханика и автоматика.-К.; Техника, 1983, вып.43.-С. 117-121.

26. Carbogno A., Ropaj V. Skrecanie galezi lin wyrownawczych okraglych w rzapiu (cz. 1)// Mechanizacja i Automatizacja Gornictwa (Poland), 1990.- № 6 (246).- S. 34-44.

27. Carbogno A., Ropaj V, Skrecanie galezi lin wyrownawczych okraglych w rzapiu (cz. 2)// Mechanizacja i Automatizacja Gornictwa (Poland), 1990.- № 10 (249).- S. 5-16.

28. Carbogno A., Ropaj V. Dopuszczalne dlugosci lin wyrownawczych okraglych .// Zeszyty naukowe Politechniki Slaskiej. Seria: Gomictwo, (Poland), 1990. Z.186. -S. 61-87.

29. Kolosov L,, Ropaj V. Stan naprezen i odksztalcen tasmy z linkami stalowymi z uwzglednieniem skrecania sie linek // Prace Naukowe

istytutu Gomictwa Politechniki Wroclawskiej. №62. Seria: konferencje. Wroclaw (Poland), 1.990. - № 12. -S. 216-218.

30. Колосов Л., Ропай В. Предельные длины шахтных уравновешивающих канатов // Zeszyty naukowe Politechniki Slaskiej, Seria: bmictwo. Gliwice (Poland), 1991. - Z.200.- S.133-150.

31. Колосов Л.В. Ропай В.А., Шидо H.H. Новые плоские 5резиненные уравновешивающие канаты // Матер, междунар. онференции "Актуальное состояние и предпосылки прогресса в эрнодобывающей промышленности", -Днепропетровск-Краков,-1996. -

143-146.

32. Колосов Л.В., Ропай В.А., Шидо H.H. Анализ конструкций [ахтных уравновешивающих канатов и опыта их эксплуатации // орньш журнал. 1996. -№9,10. -С. 93-97.

33. Колосов Л.В., Ропай В.А., Шидо H.H. Новые обрезиненные равновешивающие канаты / / Уголь Украины. 1997. -№4. -С. 36-39.

34. Колосов Л.В., Ропай В.А. Предельные длины шахтных уравно-ешивающих канатов// Тез. докл. "International seminar on shaft oisting technology".- Gliwice (Poland). -1990. Zeszyty naukowe Politech-iki Slaskiej.- 1990. -Z.193. -S. 179-180.

35. Carbogno A., Ropaj V. Operation of round balance ropes in deep hafts// The 9-th international mining conference. September 2-5, 1997, echnical university of Koshice( Slovakia). - P. 241-244.

36. Ропай В.А. Оценка величин касательных напряжений в !езиновой матрице резинотросового каната вследствие кручения тро-ов// Тез. докл. Украинской республ. научи.-техн. конф. "Проблемы ювышения качества и надежности стальных канатов".- Одесса.- 1991.;. 32-34.

37. Ропай В.А., Колосов Л.В. Определение жесткости резиновой оатрицы резинотросового каната при кручении троса// Тез. докл. Украинской республ. научн.-гехн. конф. "Проблемы повышения качества i надежности стальных канатов".- Одесса,- 1991.- С. 48-50.

38. Пат. 7657 А Украхны, МПК B66B5/0Q. Плоский зр!вноважу-эчий канат// Ропай В.А., Колосов Л.В., Шидо М.М., Бельмас 1.В.-Зс. >ис.; Опубл. 26.12.95. Бюл. I&4L

39. Пат. 9514 А Украши, МПК D07B1/22, В66В15/00. }р5вноважувалънш канат//Ропай В.А., Колосов Л.В., Шидо М.М., Зельмас I.B. - Зс. рис.; Опубл. 30.09.96. Бюл. №3.

40. Пат. 9515 А Украши, МПК В66С19/06. Пристрш штоматичного контролю цЗлтсносл зртвноважувального канату// Ропай З.А., Колосов Л.В., Шидо М.М., Бельмас I.B., Серпенко О.В. -Зс, яте.; Опубл. 30.09.96. Бюл. №3.

41. Пат. 21061 А Украёни , МПК 6Б07В1/16, В66В15/00. Плоский зршноважуючпй канат// Колосов Л.В., Ропай В.А., Шидо М.М., Савицький В.1. -Зс, рис.; Опубл. 04.11.97. Бюл.№4.

Особистий внесок автора у роботах опублшованих у ств авторств!: [14-19,21,26-29] - постановка задач досдгджень, розробка математичних моделей, розробка програмних засоб!в для €ВМ, проведения розрахункёв, анал!з результат; [12,23-25] - планування та участь в експерименгальних досладженнях; [30,32-35] - узагальнення досвшу експлуатацн зр1вноважуюч1х канапв, опис нових конструкцш канапв; [38-41] - розробка зстотних ознак винаходёв.

АНОТАД1Я

Ропай В.А. Наукове обгрунтування парамегрЗв систем зрёвноважен-ня шахтних тдшмалъних устоновок. - Рукопис.

Дисертацгя на здобуття вченого ступеня доктора техшчних наук за фахом 05.05.06.- "Прнич! машини". Нацюнальна прнича академия Украиш, Дтпропетровськ, 1998.

Захшцаеться наукове обгрунтування параметров та консхрукхш круглих некрутяннх зрёвноважуючих канапв, здатнёх працювати без вертлюжних прёчепних приладёв на гдибшах понад 2000 м, та консгрукцн плоскзх гумовотросових канатёв повтстю та частково обгумованих на базё оцшкованих 1рос1в значних дёаметрёв (15-28 мм) з прогозуемим термшом служби 10 рок ¿в, Розроблеш мегоди розрахунку предельних довжин круглих зрёвноважуючих канапв за умовою втрати спйкосп прямолшзйноЗ форми рзвновап Тх висшв як вагомих стержнзв змшно'1 по довжин! жорсткюпо на згин, що скручуються, напружено-деформованого стану та довговёчтст! круглих богатошарових канапв, 1х продольно-круплышх коливань шд час запобзжного гальмування шдшмальнШ машини. Пропоноваш чотир! конарукци двох та трьох-шарових некрутящих канапв, на як! розроблеш техшчнз умови на виготовлення. Розроблеш мегоди розрахунку напружено-деформованого стану гумовотросових зрзвноважуючих канапв з шлют га зруйнованими окремими тросами, обгрунтоваш параметра частково обгумованих канапв на основ] дослиджень коливань петлё каната , як вагомш нил змшно! щшьносп при контурному русё.

Ключовз слова: зртвноважуючий канат, богатошаровий канат, гумовотросовий канат, граничш довжини, гермш служби.

АННОТАЦИЯ

Ропай В. А. Научное обоснование систем уравновешивания шахтных дъемных установок. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических ук по специальности 05.05.06.- "Горные машины". Национальная рная академия Украины, Днепропетровск, 1998.

Защищается научное обоснование параметров и конструкций |утлых некрутящихся уравновешивающих канатов, способных работать з вертлюжных прицепных устройств на глубинах более 2000 м. и «струкции плоских резиногросовых полностью и частично резиненных канатов на базе оцинкованных тросов больших диаметров 5-28 мм) с прогнозируемым сроком службы 10 лет. Разработаны ¡годы расчета предельных длин круглых уравновешивающих канатов по ловию устойчивости их прямолинейной формы равновесия отвесов как !Сомых. скручиваемых стержней переменной изгибной жесткости, итряженно-деформированного состояния и долговечности круглых «гослойных уравновешивающих канатов, их продольно-крутильных )лебаний при предохранительном торможении подъемной машины, редложены четыре конструкции двух и трехслойных некрутящихся шагов, на которые разработаны технические условия на изготовление. 13рабоганы методы расчета напряженно-деформированного состояния гзинотросовых уравновешивающих канатов с целыми и с разрушенными гдельными проволоками и тросами, обоснованы параметры частично Зрезиненных канатов на основе исследования колебаний петли каната ж весомой нити переменной плотности при контурном движении.

Ключевые слова: уравновешивающий канат, многослойный канат, гзиногросовый канат, предельные длины, срок службы.

ABSTRACT

Ropay V.A. Scientific basics of parameters of balance system of oisting machines. - Manuscript.

Doctorate (Tech.Sc.) thesis by specialities 05.05.06. "Mining iachines", National Mining Academy of Ukraine. Dnepropetrovsk, 1998.

Defended are scientific, basics of parameters and designs of round ontorsional balance ropes, wich can work sin connecting devices with :ubborn bearing on depths more than 2000 m, and designs of flat steel-ubber ropes completely and partly covered with rubber on the base of wier apes, covered zinc, of big diameters (15-28 mm), forecasted lifetime is 10 ears. Designed methods of calculation of limiting lengths of round balance opes on the condition of stability their rectilinear form as weighty twist od variable bend acerbity, of calculation of tense-deformed condition and ongevity of round mult.ilaminated balance ropes, their longitudal-torsonal

vibrations under emergency stop of lifting machine. Are. offered four designes of two and threelaminated nontorsional round ropes, to which is designed standard specifications on the fabrication. Designed methods of calculation of tense-deformed condition of steel-rubber balance ropes with undisturbed and with ruined wiers and wier ropes, motivated parameters partly covered with rubber flat ropes on the base of study of fluctuations of loop of rope as a weighty thread of variable density at contour motion.

Keywords: balance rope, multilaminated rope, steel-rubber rope, limiting length, lifetime.