автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование метода повышения долговечности шахтных канатов с учётом контактного взаимодействия проволок

!\' Л

На правах рукописи

ооз

Д88935

Талтыкин Виктор Сергеевич

ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ШАХТНЫХ КАНАТОВ С УЧЁТОМ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРОВОЛОК

Специальность 05.05.06 - «Горные машины»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 ДЕК 2005

Москва 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО Московский государственный горный

университет

на кафедре «Технология машиностроения и ремонт горных машин»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Вержанский Александр Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Картавый Николай Григорьевич кандидат технических наук, Соловьёв Валентин Георгиевич

Ведущая организация:

ОАО «ЦНИИподземмаш» (г. Москва)

Защита состоится 2Л_ декабря 2009 г. в 12:00 час.

на заседании диссертационного совета Д212.128.09 при Московском государственном горном университете (Mi l У) по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, д.б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного

горного университета

Автореферат разослан « ZC » ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, профессор

Шешко Евгения Евгеньевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Канаты находят широкое примеиение на горных предприятиях: на подъёмных устройствах, экскаваторах, конвейерах, для канатной резки и др. Особенно жёсткие требования предъявляются к канатам шахтных подъёмных установок, так, на грузолюдском подъёме применяются канаты с девятикратным и более запасом прочности. Это объясняется тем, что подъемные установки являются важным оборудованием рудника или шахты, от надежности работы которых зависит безопасность персонала предприятия, а также технико-экономические показатели всего предприятия.

В настоящее время для обеспечения безотказности работы каната применяют следующие способы, основанные на принципе избыточности: увеличение запаса прочности и уменьшение назначенного ресурса каната. Помимо этого, состояние каната постоянно должно контролироваться, в том числе и с помощью средств магнитной дефектоскопии.

Практика свидетельствует, что даже при этом безопасная эксплуатация подъемных установок не может быть гарантирована. Кроме того, указанные методы требуют значительных материальных и трудозатрат. Так, средний срок службы подъёмного каната скиповой машины обычно составляет 2 года. При этом канат является неремонтируемым, металлоёмким и дорогостоящим изделием. Стоимость замены одного каната может составлять 1-2 млн. руб. Учитывая количество используемых канатов, среднее предприятие тратит 5-10 млн. руб. ежегодно на замену канатов.

Особое значение для обеспечения безотказности работы канатов имеет прогнозирование долговечности и улучшение обслуживания каната. При этом следует отметить, что в настоящее время прогнозирование долговечности канатов в большинстве случаев осуществляется на основании эмпирического опыта. Наибольшие сложности возникают при прогнозировании и предотвращении внутренних дефектов каната, в частности, обрывов проволок.

Понимание внутренних деградационных процессов, происходящих в канате, позволит определить и научно обосновать влияние различных внешних

1

и внутренних факторов на долговечность каната. В этой связи установление закономерностей разрушения поверхности внутренних проволок шахтных канатов в зоне контактного взаимодействия и их влияние на долговечность каната представляется актуальной научной задачей.

Целью работы является установление причин снижения долговечности канатов шахтных подъёмных мапшн, выявление закономерностей процессов, протекающих в зоне контакта внутренних проволок, и выработка рекомендаций по повышению долговечности канатов.

Идея работы заключается в том, что процесс фретганг-разрушения, развивающийся в зоне контакта отдельных проволок, приводит к снижению долговечности каната.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

• математическая модель стального круглопрядного каната, отличающаяся тем, что позволяет определить наиболее нагруженные участки в нём, а также относительное микроперемещение проволок при нагружешш;

• закономерности контактного взаимодействия между проволоками, которые свидетельствуют о возникновении циклических относительных микропроскальзываний, обусловливающих развитие фретганг-усталости;

• зависимости скорости разрушения проволок каната в результате процесса фреттинга, учитывающие наличие и состав смазки.

Обоснованность и достоверность результатов исследований.

Теоретические исследования основаны на прикладном математическом анализе, теории контактного взаимодействия твёрдых тел, прикладной механике, теории упругости и теории вероятности.

Экспериментальные исследования выполнены на специально спроектированной установке. Расхождение теоретических данных с экспериментальными составляет 0,12 с доверительной вероятностью 0,90.

Научное значение работы состоит в том, что были установлены

закономерности протекания процесса разрушения поверхности внутренних

2

проволок в зоне их контакта для обоснования метода повышения долговечности шахтных канатов.

Практическое значение работы заключается в том, что была определена причина ускоренного разрушения проволок каната и разработана методика оценки долговечности каната, отбраковка которого происходит по причине обрывов внутренних проволок, которая позволяет подобрать канат, обладающий максимальной долговечностью. Показано, что наиболее эффективным методом снижения интенсивности развития фретгинга в канате является снижение величины энергии, рассеиваемой за цикл нагружения в зоне контакта, что может быть достигнуто за счет правильного выбора смазки.

Реализация работы. Рекомендованная специальная присадка канатной смазки, которая позволяет предотвратить ускоренное разрушение проволок в результате процесса фретгинга и обеспечивает повышение долговечности каната, а также методика определения долговечности стального круглопрядного каната с учётом контактного взаимодействия проволок были приняты к использованию в ОАО «ЦНИИподземмап^» дня проектирования стволовых проходческих комплексов и определения проектного ресурса эксплуатации канатов.

Апробация работы. Основные положения и содержание диссертации были доложены: на международных научно-технических симпозиумах "Неделя горняка - 2007", "Неделя горняка - 2008", "Неделя горняка - 2009" в Московском государственном горном университете.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано восемь научных статей из них четыре в изданиях, рекомендованных ВАК

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 147 наименований. Ее содержание изложено на 132 страницах машинописного текста. Работа содержит 35 рисунков и 22 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Объектом исследования в данной работе является круглопрядный стальной канат шахтной подъёмной установки.

Были проанализированы условия работы канатов горных подъёмных машин (рис.1), их основные конструкции, причины разрушения и методы предотвращения и диагностики. Было определено, что стальные канаты применяются на подъёмных машинах горных предприятий, так как объединяют в себе необходимые качества - прочность и гибкость. Альтернативы стальным канатам в качестве подъёмных на данный момент не существует. В горной науке накоплен значительный объем знаний об эксплуатационных свойствах стальных канатов и технологии их производства.

Фундаментальный вклад в теорию, расчет и конструирование стальных канатов внесли многие российские учёные-горняки: М.М. Федоров, М.Ф.Глушко, Г.Н. Савин, П.П. Нестеров, Б.С. Ковальский, В.И. Бережинский, Р.Ю. Подэрни, Н.Г Картавый, А.И.Дукельский, В.Д. Белый, С.Т. Сергеев, Н.К. Гончаренко, В.И. Дворников, В.А. Рыжиков, A.A. Короткий, И.М. Чаюн, М.Н. Хальфин, Б.Ф. Иванов, A.C. Липатов и др.

Большой вклад в совершенствование конструкций, технологию изготовления и повышение безопасности эксплуатации канатов внесли

в)

НИИметиз, Московский государственный горный университет, ЮжноРоссийский государственный технический университет, Санкт-Петербургский государственный технический университет, ВНИОМШС, Одесский и Днепропетровский политехнические университеты, Волгоградский сталепроволочно-канатный, Магнитогорский калибровочный заводы и другие организации, занимающиеся расчетом и конструированием стальных канатов.

Стальной канат является сложной механической системой, для описания которой используются различные методы, такие как: представление каната в виде гибкой нити, дискретная модель каната, рассмотрение отдельных проволок, не взаимодействующих друг с другом, представление каната в виде спирально-анизотропного тела. Каждый из вышеприведённых подходов направлен на изучение одной из сторон работы каната.

Контроль за состоянием и браковка канатов осуществляется в соответствии с правилами Ростехнадзора. Так, средний срок службы стального каната в качестве подъёмного не превышает двух лет, при этом канат является металлоёмким и дорогостоящим элементом подъёмной машины. Увеличение долговечности каната значительно улучшит технико-экономические показатели подъёма и шахты в целом.

Одним из основных и наиболее опасных критериев отбраковки стального каната являются обрывы внутренних проволок. Причиной обрыва внутренних проволок является усталостное разрушение. Значительное ускорение этого процесса вызвано разрушениями поверхности проволок, которые будут являться концентраторами напряжений. Ранее влияние этого процесса на долговечность каната обычно не учитывалось.

На основании проведенного в главе анализа результатов ранее выполненных научных работ сформулированы следующие задачи исследования: • разработать математическую модель каната, позволяющую определить наиболее деформированные участки проволок, определяемые остаточными напряжениями, полученными в процессе производства каната;

• определить. положение проволок друг относительно друга в канате, их взаимное перемещение при приложении нагрузки и участки, в которых эти перемещения максимальны;

• определить зависимость сил, действующих на единичный участок проволоки каната от его нагружения; зависимость нормальных и тангенциальных напряжений, возникающих в проволоках в результате контактного взаимодействия от нагружения каната;

• определить причины и проанализировать условия возникновения эффекта ускоренного разрушения проволок каната;

• найти зависимости скорости разрушения внутренних проволок каната при различных нагружениях каната и в зависимости от используемой канатной смазки;

• определить влияние промежуточной среды - канатной смазки на работоспособность отдельных проволок каната и возможные пути увеличения усталостной прочности проволок;

• создать методику прогнозирования долговечности шахтных канатов с учётом контактного взаимодействия проволок;

• разработать рекомендации по увеличению долговечности каната.

В результате проведённых теоретических изысканий была разработана математическая модель круглопрядного стального каната для определения местоположения и относительного перемещения проволок каната при приложении осевой нагрузки.

Проволоки в канате имеют форму прямой, одинарной или двойной спирали. Для описания положения каждого единичного участка проволоки были выбраны две декартовы системы координат (рис.2): каната и каждой отдельной пряди.

использованные для создания математической модели

Были определены уравнения, определяющие положение каждой точки проволоки в канате:

х„ = г, соэ(вн/п)+гк со5(в„) соб(6„/п) - г^т(а5)зт(в^,)зт(вк/п), (1) у„, = г5 хт(6к/п) + гк соз(вк)з1п(в„/п) +гк$т(ац)зт(в„)со8(вп/п), (2) г„ = г3 ¡ап(ах) в„/п - г„.соз(а^т(вк). (3)

где хт ут 2„. - координаты единичного участка проволоки; гх и ги, - радиусы спиралей пряди и проволоки; а5 - угол подъёма спирали; /9И. - угол поворота спирали.

Результаты теоретического моделирования были подтверждены визуализацией, выполненной на ЭВМ (рис. 3). Для этой цели был выбран канат со следующими параметрами: Япр!„ = 0.787 мм, К„,т)и = 0.737 мм, а = 70°, 5 = 1524 мм, Е = 2.068x10" Па.

шШЯг

Рис. 3. Результаты визуализации математической модели на ЭВМ При приложении осевой нагрузки все геометрические параметры положения

проволок каната меняются:

• радиус спирали уменьшается пропорционально изменению длины каната (зависимость не является линейной и различна для каждой проволоки);

• длина проволоки на шаг свивки увеличивается:

Ъа = лШ1+£г)]2 +(гот-^ . (4)

• угол подъёма спирали увеличивается:

где ¿5 - шаг пряди каната; £ - величина осевого удлинения каната.

Помимо этого, каждая проволока в канате характеризуется такими геометрическими параметрами, как изгиб (К) и кручение (т№). Величины этих параметров характеризуют деформацию проволоки при изготовлении и последующей эксплуатации каната. Эти параметры определяются векторными уравнениями и циклически зависят от угла поворота пряди или проволоки в пряди.

г

№

К = ----; (6)

^ _xw{Уwzw~zwУw^^Уw(zwxw~xwzw^zw{xwУw~Уwxw) ^

Для вышеуказанного каната были выбраны проволоки, для которых с использованием полученных теоретических функций были построены графики изменения этих параметров (рис. 4) в зависимости от положения единичного участка проволоки в канате.

0.012 0.004 ООО«

\ '

о tflfl МО 5« 720

Угол поворота проволони О., "

ом —-

С. 30

1 он

1 он

1 0.12

0.06 h

0

0

1 • ■02 i-

I ■04 -

■Ов

§

■08

•10

J '

100 ЗСО МО 720

180 МО W0 720

Угол поворота проволоки 0>,'

Рис. 4. Графики зависимости величины изгиба и кручения различных проволок каната от угла поворота проволоки Q|^■.

Из графиков (рис. 4) были определены участки, в которых изначально имелись максимальные внутренние напряжения в проволоках, образовавшиеся на этапе производства каната

(соответствующие углу

поворота проволоки Qw = 180° и 540°). Эти участки

были в дальнейшем рассмотрены более подробно для определения характера взаимодействия проволок в этих точках.

Изменение траекторий проволок в канате различно, поэтому при приложении осевой нагрузки проволоки каната будут перемещаться друг относительно друга. Величина этих перемещений будет определяться конструкцией каната и взаимным положением проволок. Для каната выбранной конструкции были определены координаты двух смежных единичных участков принадлежащих различным проволокам каната, до и после приложения нагрузки.

№ Пров До приложения нагрузки При приложении нагрузки Относительное перемещение, мкм

X, мм У, мм Z, мм X, мм Y, мм Z, мм

24 3,414 2,143 57,507 3,112 2,027 57,714 216

31 3,414 2,143 57,507 2,998 1,843 57,706

41 -4,341 -6,463 17,531 -4,114 -6,332 17,769 202

04 -4,341 -6,463 17,531 -3,998 -6,216 17,651

Анализ результатов вычисления координат точек, расположенных в центре проволок, показал, что после приложения осевой нагрузки произойдёт микроперемещение проволок относительно друг друга.

Были.рассмотрены физические основы процессов протекающих в канате. Для определения сил действующих на участок проволоки в канате,

рассматривались уравнения его равновесия (8) -(13) (рис. 5).

сШ ^

йз —

<гс

05

аа йх

т

где, N и N' - радиально действующие на проволоку силы вдоль осей х и у соответственно; Т - сила, действующая в осевом направлении; С и С -компоненты изгибающего момента, действующие на сечение проволоки в направлениях х и у соответственно; Я - скручивающий момент в проволоке; (¿х, £>у и £>г - компоненты внешней линейной нагрузки на единицу длины проволоки, приложенные к центральной линии проволоки; К, К' и & -компоненты внешнего момента на единицу длины относительно центральной линии проволоки; к и к' — изгиб в направлениях х и у соответственно, и г -кручение проволоки.

- N4 + Тк' + (]х = 0; (В)

'-— Ыт + Тк + (}у = 0; (9)

-М' + Ы'к + <2Х = 0; (Ю)

-О'т + Нк' -№к = 0; (11)

'■ — Нк + бт + Мт — К2 = 0; (12)

-йк' + Ск + Яу = 0, (13)

а)

б)

в)

Рис. 5. а) Силы, действующие на участок проволоки в канате; б)силы, действующие на единичный участок проволоки; в) силы, действующие на наружную проволоку при взаимодействии с другой

наружной проволокой

Величины сил трения, действующих в канате, были определены из условия равновесия единичного участка проволоки. Величина силы трения между проволоками, прежде всего, зависит от силы осевого нагружения пряди (каната) и незначительно зависит от непосредственно изгиба на шкиве.

Полученные значения сил, действующих на единичный участок проволоки, были использованы для определения напряжений, возникающих в проволоках.

Получено выражение для нормальной составляющей контактных напряжений, которое зависит от внешней осевой нагрузки (рис. 5а) и конструкции каната.

А + R2

е. (14)

Были рассчитаны растягивающие напряжения в точке, максимально удалённой от нейтральной оси (3,184x10^ Па), и максимальное растягивающее напряжение в наружной проволоке в точке, находящейся на нейтральной оси (3,583x10s Па).

Для определения характера взаимодействия проволок и возникающих напряжений была решена задача контактного взаимодействия двух проволок, которые в общем виде могут быть представлены как два цилиндра.

Нормальные напряжения были определены после уточнений теории Герца. Суммарные напряжения определяются, помимо герцевского распределения давлений (р(х)), распределением давления от диаметрально противоположной точки проволоки (<з2х. сг2г) и двуосным сжатием (ах, аг). Суммарное напряжение в проволоках определяется выражениями:

_ _ Р (1 2(af+2z2) 4z"> .

~ я Ь alial+^yn * а\Г U J

= я is ~ 2R^z ~ С■ (16)

В сравнении с герцевским распределением контактных давлений

полученные выражения дают величину на 10% большую. •

Касательные напряжения могут быть определены для двух состояний проволок: "сцепления" и "проскальзывания". Полученное распределение касательных усилий показало, что на концах участка контакта эти усилия бесконечны, что в действительности означает возникновение микроскольжения в этих зонах:

Ч (*) =:

(17)

п(а?-х2у/2'

<?(*) = <?'(*) + Ч"(х) = цр0[(а2 - хгу'2 - (с2 - х2)1/2\/а. (18)

Результирующее распределение касательных усилий д(х) будет всегда меньше ¡хр{х) - соответствующего началу скольжения. _

Размер зоны сцепления (рис. 6) определяется величиной касательной нагрузки:

И'

1/2

Рис. 6. Распределение касательных напряжений в зоне контакта, зоны сцепления и микропроскальзывания

(21)

Зоны проскальзывания образуются на краях участка контакта, которые

распространяются внутрь участка и смыкаются в точке х-0. Превышение касательных усилий (I над цР приводит к полному проскальзыванию.

Подстановка величин нормальных и касательных сил, действующих в канате на участок контакта двух проволок, показала, что полного проскальзывания

проволок не будет, однако будет происходить .микропроскальзывание

отдельных участков. В сочетании с цикличностью нагружеяия каната эти условия приведут к развитию фретгинг-процессов, которые вызывают ускоренное разрушение поверхностного слоя проволок за счет значительной концентрации энергии в результате действия диссипативных сил. Характерным также является тот факт, что при точечном контакте между проволоками и при силе трения, недостаточной для полного скольжения, проволоки будут поворачиваться друг относительно друга с центром в точке контакта.

Был поставлен и выполнен эксперимент по изучению эффекта фретгинга в проволоках каната (рис.8).

Для проведения эксперимента и оценки долговечности стального каната был выбран канат двойной крестовой свивки конструкции 6x19(1 +9+9)+7х7( 1 +6), с минимальным разрывным усшшем 199 кН. Номинальный диаметр каната 17,5 мм (рис. 7). Материалом проволок является холоднотянутая эвтекгоидная сталь (до 0.8% С) с временным пределом прочности 1770 МПа.

По теоретическим формулам для определения положения, относительного перемещения и сил взаимодействия были определены условия работы (рис.9) контактной пары, состоящей из двух проволок различных прядей (контакт I, рис.7).

Важным фактором, определяющим контактное взаимодействие, является промежуточная среда. Поэтому во время эксперимента исследовалось разрушение пары проволок, где в качестве промежуточной использовалась среда:

• без смазки;

• смазка №1 - универсальная канатная смазка 39У;

Рис. 7. Конструкция каната 6х19(1+9+9)+7х7(1+6) и основные типы контактного взаимодействия

• смазка №2 - Торсиол-35;

• смазка №3 - легкое индустриальное масло, парафин, ингибиторы коррозии, антифреттинговая присадка (СВЧ-модифицированный графит). Установка, использованная в эксперименте (рис. 8), состоит из привода

(вибрационная нагрузка), образца и пружины (постоянная нагрузка). Во время эксперимента контролировались следующие параметры: сила контактного взаимодействия, амплитуда перемещений, угол контакта проволок, промежуточная среда и количество циклов перемещения.

При проведении эксперимента различные нормальные нагрузки (160 МПа, 200 МПа, 260 МПа) были приложены к проволокам. Помимо постоянной нагрузки к проволокам прикладывалась переменная нагрузка, изменяющаяся по гармоническому закону, имитирующая вибросостояние каната при работе шахтной подъёмной машины. Количество циклов нагружения составило порядка 10б. Угол наклона проволок друг относительно друга определялся из математической модели, описанной в главе II, и составил 35° (рис. 9).

Закреплённая проволока

Перемещающаяся проволока — действием знакопере: нагрузки

Т=Т.сой(<

Угол

пересечения проволок, а

Постоянна» нормальная сипа, N

шш

Рис. 8. Экспериментальная установка

Рис, 9. Схематическое изображение контактного взаимодействия

Анализ образцов проходил в два этапа:

измерение размеров пятен и анализ поверхности с помощью микроскопа (рис. 10);

определение глубины разрушения с помощью средств конфокальной профилометрии (рис. 11).

Полученные глубины разрушения являются основными данными, полученными при проведении

эксперимента.

После проведения эксперимента были получены следующие графики зависимостей

—ч _

-ilfo+ит». raixa рпрутоо»а|

6) х.из,

Рис. 10. Пятно при контакте по линии: Рис. 11. Пример

а) конфокальное изображение {20х); б) трёхмерной топографии профиль и измеренные параметры

глубины разрушения поверхности проволок от числа циклов нагружения (рис.

12), а также аналитические зависимости для всех экспериментов:

а) без смазки: аи = 0,422 • е6'10"671; а12 = 0,383 • е8'10'6"; а13 = 0,812 • е8л0~\

б) со смазкой №1:а21 = 0,405 • е

6-10*6Л.

; а22 = 0,42 0 ■ е

S-10~67i.

а23 = 0,508 • е4

в) со смазкой №2:а31 = 1,97 • е310""6"; а32 = 1,06 • е3'10 6"; а33 = 0,98 • е2710'"71;

г) со смазкой №3: а41 = 2,00 • е2'10""6*; а42 = 2,06 • е18'10-7"; а43 = 1,97 ■ е17'10""7*.

Применение различных смазок показало (рис. 12), что универсальная канатная смазка 39У (смазка №1) значительно увеличивает ресурс проволок при таком виде нагружения (рис. 126). Смазка №2 (Торсиол-35), применяемая в третьем эксперименте, дала несколько лучшие результаты (рис. 12в). Значительного большего увеличения ресурса удалось достичь после применения специальной смазки №3, основной отличительно особенностью которой являлось наличие антифреттиговых присадок (рис. 12г).

200000 400000 600000 800000 юооооо

в)

¿00000 ¿00000 600000 800000 1000000

О ¿00000 400000 600000 800000 ЮООООО О ¿00000 400000 600000 800000 юооооо

Рис, 12. Графики зависимости глубины разрушения при различной нормальной силе N (160 Н. 200 Н. 260 Н) от числа циклов нагружения а) контакт без смазки; б) смазка №1; в) смазка №2;

г) смазка №3

Для изучения структуры металла участки пятен разрушения были сфотографированы с помощью растрового электронного микроскопа (рис 13). Фотографии свидетельствуют о том, что поверхность проволок была разрушена в результате процесса фреттинга.

а)

Рис. 13. Фотография пятна разрушения проволоки, а) увеличение ЗОООх; б) увеличение ЮОООх

После эксперимента было проведено усталостное испытание проволок. Разлом, образовавшийся после усталостного разрушения, показан на рис. 14. Разлом имеет две характерные области (рис. 146): область фреттинг-разрушения проволоки (1) и гладкую область усталостного разрушения (2). Именно эффект фреттинг-разрушения являлся основной причиной столь быстрого разрушения проволок.

Рис.14. Усталостное фретгинг-разрушение на поверхности проволоки (слева) и микрофотография

разлома 5000х

Оценка долговечности стальных канатов шахтных подъёмных машин выполнялась с помощью разработанного метода. Этот метод предполагает, что в результате контактного взаимодействия между внутренними проволоками каната происходит фреттинг-усталостное разрушение этих проволок. Т.е. в результате фреттинга сначала происходит разрушение поверхностного слоя этих проволок, которое, при его развитии в тело проволоки, приводит к ускоренному усталостному разрушению (обрыву) проволоки. Принимая, что уменьшение остаточного ресурса каната после N циклов нагружения пропорционально удельной энергии {ЛЩ, диссипированной в зоне контакта, получаем формулу определения фреттингостойкости проволок:

где К - коэффициент, зависящий от материала и состояния поверхности; 3 - величина микропроскальзывания в зоне контакта; ц - величина контактного давления;

К8д(т

икр = /V *

(19)

коэффициент трения;

л - число циклов нагружения;

Я - приведённая глубина разрушения.

Проволока, выработавшая свор! ресурс, обрывается и происходит перераспределение нагрузок внутри каната. Рассчитывается ресурс каждой из оставшихся проволок по вышеуказанной формуле. Процесс продолжается или до момента, когда каната будет неспособен выдерживать приложенную нагрузку, или до его отбраковки по числу обрывов проволок.

Распределение вероятности обрыва проволоки предполагается нормальным, т.к. усталостная прочность проволок определяется многими независимыми факторами, например, качеством термической обработки, параметрами волочения, наличием дефектов в структуре металла и др.

На рис. 15 показана долговечность стального каната. По горизонтальной

оси отложено число циклов нагружения, а по вертикальной оси -процент уменьшения прочности каната, исходя из 100% начальной прочности каната. Прочность каната уменьшается постепенно до величины 80% от начальной прочности, после этого канат начинает резко терять прочность. Это объясняется тем, что растягивающие напряжения возрастают пропорционально уменьшению металлического сечения каната.

Результирующий график (рис. 16) для определения долговечности каната при использовании различных смазок, позволяет сделать вывод, что использование антифретганговой присадки увеличивает долговечность шахтного каната на 60%.

Остаточная прочность

N '

\

Обрь

канат Л

2 4 6 8 Число циклов

нагружения п, 10

Рис. 15. Результаты моделирования долговечности каната

Ы, число 20 обрывов проволок

18 16 14 12 10 в б 4 2

2x10' 4x10' 6x10' 8x10' <0*

п, число циклов нагружвния

Рис. 16. График долговечности канатов, в производстве которых использовались различные смазки: а) без смазки; б) Смазка № 1; в) Смазка №2; г) Смазка №3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных теоретических и экспериментальных исследований была решена актуальная научная задача, установления закономерностей протекания процесса разрушения поверхности внутренних проволок в зоне их контакта для обоснования метода повышения долговечности шахтных канатов.

В диссертации лично автором получены следующие результаты и выводы:

1. Анализ, выполненный на основании разработанной модели, показал, что наиболее нагруженными участками проволок каната являются участки, соответствующие углу поворота пряди на ] 80° и 540°, что обусловлено остаточными технологическими напряжениями металла проволок.

2. Периодическое нагружение каната в процессе эксплуатации приводит к циклическим микропроскальзываниям проволок друг относительно друга; микропроскальзывания внутренних проволок каната максимальны в точках касания наружных проволок металлического сердечника и наружных проволок прядей.

3. Действие внешних нагрузок приводит к возникновению напряжений в проволоках каната, которые в сочетании с микропроскальзываниями приводят к развитию процесса фреттинга.

4. Установлено, что зависимости глубины разрушения поверхностного слоя проволок имеют экспоненциальный характер, так, для контакта без смазки глубина разрушения (а) составила 165 мкм после и=70в циклов нагружения и зависимость имеет вид с^з = 0,812 • е3"1(Г<Ч

5. Наличие смазки в зоне контакта обеспечивает значительное повышение стойкости поверхности проволок каната в условиях фреттинга; применение антифретганговых присадок позволило уменьшить глубину разрушения (а) в несколько раз до 35 мкм после п—106 циклов нагружения; зависимость имеет вид а43 = 1,97 • е17'10"7" .

6. Установлено, что применение антифретгинговой присадки в канатной смазке является эффективным методом, позволяющим повысить долговечность каната на 60%, за счёт минимизации фрегганг-усталостного разрушения проволок.

7. Разработана методика расчёта долговечности шахтных канатов с учётом контактного взаимодействия внутренних проволок. Анализ долговечности, проведённый по разработанной методике для нескольких канатов, в производстве которых использовалась различная смазка, показал, что использование антифретганговых присадок в смазке позволяет в 1,6 раза увеличить долговечность каната.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Островский М.С., Талтыкин B.C. Исследование процесса разрушения проволок круглопрядного каната при приложении циклической осевой нагрузки / Горное оборудование и электромеханика. - 2009. - №1. - С. 23-27.

2. Талтыкин B.C., Островский М.С. Геометрическая модель стального круглопрядного каната / Горное оборудование и электромеханика. - 2008. - №9. -С. 17-19.

3. Островский М.С., Талтыкин B.C. Методика определения напряжений и деформаций, возникающих в проволоках стальных канатов / Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - №5. - С. 3-8.

4. Талтыкин B.C. Математическая модель стального круглопрядного каната / Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - №5. - С. 812.

Подписано в печать 2. h. //. Z 009 Объем / печ. л. Тираж 100 экз.

Формат 60x90/16

Заказ № ЗУ-?

Отпечатано в отделе печати МГГУ, Москва, Ленинский проспект, 6

Содержание.

Введение.

Глава I. Обзор конструкций канатов горных подъёмных машин. Развитие теории стального каната.

1.1 Шахтные подъёмные машины.

1.2 Стальные канаты и их применение на подъёмных машинах.

1.3 Анализ работ по исследованию, эксплуатации и производству стальных канатов.

1.3.1 Исследования стального каната.

1.3.2 Исследование эксплуатационных факторов, влияющих на работу каната.

1.3.3 Развитие теории стального каната.

1.3.4 Технология производства стальных канатов.

1.3.5 Исследование фреттинга в стальных канатах.

1.4 Анализ проблемы быстрого разрушения канатов.

Выводы по главе I, цели и задачи исследования.

Глава II. Математическая модель стального круглопрядного каната.

2.1 Описание структуры каната.

2.1.1 Структурные элементы.

2.1.2 Структурные параметры.

2.2 Математическое моделирование.

2.2.1 Основные взаимосвязи.

2.2.2 Система координат.

2.2.3 Векторные уравнения одинарной и двойной спирали.

2.2.4 Пример модели стального каната.

2.3 Применение математической модели.

2.3.1 Определение положения проволок.

2.3.2 Вычисление геометрических свойств.

2.3.3 Анализ деформаций.

Выводы по Главе II.

Глава III. Анализ напряжений в канате.

3.1 Взаимодействие проволок в канате.

3.1.1 Контактные напряжения между центральной и наружными проволоками.

3.2.2 Контакт наружных проволок друг с другом.

3.3 Трение в пряди с приложенной осевой нагрузкой.

3.3.1 Трение при изгибе пряди и осевом нагружении.

3.3.2 Трение в канате.

3.4 Уточнение решения задачи контактного взаимодействия двух цилиндров применительно к проволокам каната.

3.4.1 Определение нормальных контактных напряжений.

3.4.2 Определение касательных контактных напряжений.

3.4.3 Определение условия проскальзывания проволок.

3.5 Явление фреттинга при контактном взаимодействии проволок каната.

3.6 Антифреттинговые присадки.

Выводы по Главе III.

Глава IV. Определение фреттинг-усталостной прочности внутренних проволок каната.

4.1 Объект исследования и исходные данные.

4.2 Описание экспериментальной установки.

4.2.1 Экспериментальная установка.

4.2.2 Растровая электронная микроскопия.

4.3 Методика проведения эксперимента.

4.4 Результаты эксперимента.

4.5 Профиль пятна разрушения.

4.6 Анализ результатов эксперимента.

Выводы по Главе IV.

Глава V. Оценка долговечности каната.

5.1 Основные используемые показатели надёжности.

5.2. Описание методики определения долговечности каната.

5.3. Определение вероятности обрыва проволок каната.

Выводы по Главе V.

Актуальность работы. Канаты находят широкое применение на горных предприятиях: на подъёмных устройствах, экскаваторах, конвейерах, для канатной резки и др. Особенно жёсткие требования предъявляются к канатам шахтных подъёмных установок, так, на грузолюдском подъёме применяются канаты с девятикратным и более запасом прочности. Это объясняется тем, что подъемные установки являются важным оборудованием рудника или шахты, от надежности работы которых зависит безопасность персонала предприятия, а также технико-экономические показатели всего предприятия.

В настоящее время для обеспечения безотказности работы каната применяют следующие способы, основанные на принципе избыточности: увеличение запаса прочности и уменьшение назначенного ресурса каната. Помимо этого, состояние каната постоянно должно контролироваться, в том числе и с помощью средств магнитной дефектоскопии.

Практика свидетельствует, что даже при этом безопасная эксплуатация подъемных установок не может быть гарантирована. Кроме того, указанные методы требуют значительных материальных и трудозатрат. Так, средний срок службы подъёмного каната скиповой машины обычно составляет 2 года. При этом канат является неремонтируемым, металлоёмким и дорогостоящим изделием. Стоимость замены одного каната может составлять 1-2 млн. руб. Учитывая количество используемых канатов, среднее предприятие тратит 5-10 млн. руб. ежегодно на замену канатов.

Особое значение для обеспечения безотказности работы канатов имеет прогнозирование долговечности и улучшение обслуживания каната. При этом следует отметить, что в настоящее время прогнозирование долговечности канатов в большинстве случаев осуществляется на основании эмпирического опыта. Наибольшие сложности возникают при прогнозировании и предотвращении внутренних дефектов каната, в частности, обрывов проволок.

Понимание внутренних деградационных процессов, происходящих в канате, позволит определить и научно обосновать влияние различных внешних и внутренних факторов на долговечность каната. В этой связи установление закономерностей разрушения поверхности внутренних проволок шахтных канатов в зоне контактного взаимодействия и их влияние на долговечность каната представляется актуальной научной задачей.

Целью работы является установление причин снижения долговечности канатов шахтных подъёмных машин, выявление закономерностей процессов, протекающих в зоне контакта внутренних проволок, и выработка рекомендаций по повышению долговечности канатов.

Идея работы заключается в том, что процесс фреттинг-разрушения, развивающийся в зоне контакта отдельных проволок, приводит к снижению долговечности каната.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

• математическая модель стального круглопрядного каната, отличающаяся тем, что позволяет определить наиболее нагруженные участки в нём, а также относительное микроперемещение проволок при нагружении;

• закономерности контактного взаимодействия между проволоками, которые свидетельствуют о возникновении циклических относительных микропроскальзываний, обусловливающих развитие фреттинг-усталости;

• зависимости скорости разрушения проволок каната в результате процесса фреттинга, учитывающие наличие и состав смазки.

Обоснованность и достоверность результатов исследований.

Теоретические исследования основаны на прикладном математическом анализе, теории контактного взаимодействия твёрдых тел, прикладной механике, теории упругости и теории вероятности.

Экспериментальные исследования выполнены на специально спроектированной установке. Расхождение теоретических данных с экспериментальными составляет 0,12 с доверительной вероятностью 0,90.

Научное значение работы состоит в том, что были установлены закономерности протекания процесса разрушения поверхности внутренних проволок в зоне их контакта для обоснования метода повышения долговечности шахтных канатов.

Практическое значение работы заключается в том, что была определена причина ускоренного разрушения проволок каната и разработана методика оценки долговечности каната, отбраковка которого происходит по причине обрывов внутренних проволок, которая позволяет подобрать канат, обладающий максимальной долговечностью. Показано, что наиболее эффективным методом снижения интенсивности развития фреттинга в канате является снижение величины энергии, рассеиваемой за цикл нагружения в зоне контакта, что может быть достигнуто за счет правильного выбора смазки.

Реализация работы. Рекомендованная специальная присадка канатной смазки, которая позволяет предотвратить ускоренное разрушение проволок в результате процесса фреттинга и обеспечивает повышение долговечности каната, а также методика определения долговечности стального круглопрядного каната с учётом контактного взаимодействия проволок были приняты к использованию в ОАО «ЦНИИподземмаш» для проектирования стволовых проходческих комплексов и определения проектного ресурса эксплуатации канатов.

Апробация работы. Основные положения и содержание диссертации были доложены: на международных научно-технических симпозиумах "Неделя горняка — 2007", "Неделя горняка - 2008", "Неделя горняка - 2009" в Московском государственном горном университете.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано восемь научных статей из них четыре в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 147 наименований. Ее содержание изложено на 132 страницах машинописного текста. Работа содержит 35 рисунков и 22 таблицы.

Выводы по Главе V

1. В случае, когда браковка каната выполняется на основании числа обрывов внутренних проволок, долговечность каната определяется фреттинг-усталостной долговечностью проволок внутренних слоев каната.

2. Критерием отбраковки каната при внутренних обрывах проволок является их число на один шаг свивки, для данной конструкции каната критерием является обрыв 14-ой проволоки.

3. Прочность каната уменьшается постепенно до величины 80% от начальной прочности, после этого канат начинает резко терять прочность.

4. Установлено, что применение антифреттинговой присадки в канатной смазке является эффективным методом, позволяющим повысить долговечность каната на 60%, за счёт минимизации фреттинг-усталостного разрушения проволок.

5. Разработана методика расчёта долговечности шахтных канатов с учётом контактного взаимодействия внутренних проволок. Анализ долговечности, проведённый по разработанной методике для нескольких канатов, в производстве которых использовалась различная смазка, показал, что использование антифреттинговых присадок в смазке позволяет в 1,6 раза увеличить долговечность каната.

121

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных теоретических и экспериментальных исследований была решена актуальная научная задача, установления закономерностей протекания процесса разрушения поверхности внутренних проволок в зоне их контакта для обоснования метода повышения долговечности шахтных канатов.

В диссертации лично автором получены следующие результаты и выводы:

5. Анализ, выполненный на основании разработанной модели, показал, что наиболее нагруженными участками проволок каната являются участки, соответствующие углу поворота пряди на 180° и 540°, что обусловлено остаточными технологическими напряжениями металла проволок.

6. Периодическое нагружение каната в процессе эксплуатации приводит к циклическим микропроскальзываниям проволок друг относительно друга; микропроскальзывания внутренних проволок каната максимальны в точках касания наружных проволок металлического сердечника и наружных проволок прядей.

7. Действие внешних нагрузок приводит к возникновению напряжений в проволоках каната, которые в сочетании с микропроскальзываниями приводят к развитию процесса фреттинга.

8. Установлено, что зависимости глубины разрушения поверхностного слоя проволок имеют экспоненциальный характер: так, для контакта без смазки глубина разрушения (а) составила 165 мкм после п=106 циклов нагружения и зависимость имеет вид а13 = 0,812 • е8'10"6™.

9. Наличие смазки в зоне контакта обеспечивает значительное повышение стойкости поверхности проволок каната в условиях фреттинга; применение антифреттинговых присадок позволило уменьшить глубину разрушения (а) в несколько раз до 35 мкм после п=106 циклов нагружения; зависимость имеет вид а43 = 1,97 • е17'10~7п .

Ю.Установлено, что применение антифреттинговой присадки в канатной смазке является эффективным методом, позволяющим повысить долговечность каната на 60%, за счёт минимизации фреттинг-усталостного разрушения проволок.

11 .Разработана методика расчёта долговечности шахтных канатов с учётом контактного взаимодействия внутренних проволок. Анализ долговечности, проведённый по разработанной методике для нескольких канатов, в производстве которых использовалась различная смазка, показал, что использование антифреттинговых присадок в смазке позволяет в 1,6 раза увеличить долговечность каната.

1. Александров В.М., Ромалис Б.JI. Контактные задачи в машиностроении . М.: Машиностроение, 1986. 176с.

2. Александров М.П. Подъёмно-транспортные машины М.: Высшая школа, 1979. 558с.

3. Амитин И.И., Букштейн М.А., Герцберг A.M. Проволочные канаты Харьков: Укртекстильтрест, 1931. 383с.

4. Аппель П.А. Теоретическая механика. Том 1. Статика. Динамика точки. М.: Гос. изд-во физ.-мат. литературы, 1960. 515с.

5. Бабаков И.М. Теория колебаний М.: Гостехиздат, 1958. 628с.

6. Бабенко А.Ф., Бекерский В.И. Частота перегибов каната на блоке при определении его долговечности. // В кн. Стальные канаты. Киев: Техника, Вып. 4, 1967. 129-132с.

7. Бекерский В.И. Применение канатов на судах и в портах М.: Транспорт, 1986. 152с.

8. Белая Н.М. Основы расчёта несущих канатов// Стальные канаты. Киев: Техника, 1965. 139-144с.

9. Белый В.Д., Найденко И.С. Шахтные многоканатные подъемные установки . -М.: "Недра", 1966. 312с.

10. Беркман М.Б., Бовский Г.Н., Куйбида Г.Г., Леонтьев Ю.С. Подвесные канатные дороги и кабельные краны М.: Машиностроение, 1984. 264с.

11. Беркович И.И., Громаковский Д.Г. Трибология. Физические основы, механика и технические приложения Учебник для вузов. — Самара.: Изд. Самар. гос. техн. ун-та, 2000. 268 е., 2000. 268с.

12. Бессонов В.Г. Опытное определение изгибных напряжений в проволоках канатов // В. кн. Вопросы машиноведения и прочности в машиностроении. — Киев: АН УССР, Вып. 2. T.III, 1954. 40-46с.

13. Боголюбский В.И., Голубев И.М., Амитин И.И. Проволочные канаты М.: Металлургиздат, 1950. 784с.

14. Борохович А.И., Басиев Н.В., Дьяченко С.Н. Грузоподъёмные установки с ленточным тяговым органом М.: Машиностроение, 1980. 191с.

15. Бугаенко Б.А., Магула В.Э. Специализированные судовые устройства JL: Судостроение, 1983. 392с.

16. Букштейн М.А. Производство и использование стальных канатов .-М.: Металлургия, 360с., 1973. 50с.

17. Букштейн М.А., Владимиров Ю.В. Смазка стальных канатов при их производстве и эксплуатации М:Черметинформация, Сер.9 №1, 1969. с.

18. Вайнсон А.А. Подъёмно-транспортные машины М.: Машиностроение,1975.431с.

19. Веремеенко Е.И. Портовые грузо-подъёмные машины М.: Транспорт, 1984. 320с.

20. Ветров А.П., Гончаренко Н.К., Чурсин А.Р. Расчеты на ЭВМ напряженного состояния канатов двойной свивки после рихтовки // Стальные канаты. Вып. 10. — К.: Техшка, 1973. 122 — 124с.

21. Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безызностность) Учебник. — 4-е изд., перераб. и доп. М.: "Издательство МСХА", 2001. 616с.

22. Гимазетдинов Р.Ф. и др. Унификация стальных канатов для различных отраслей народного хозяйства // Сталь -. № 6 , 1987. 70-72с.

23. Глушко М.Ф. Стальные подъемные канаты —К.: Техшка, 1966. 325с.

24. Глушко М.Ф. Внутренняя контактная нагрузка и жёсткость каната при изгибе //Стальные канаты: Сб. №3. Киев: Техника, 1965. с.

25. Глушко М.Ф. и др. Стальные канаты Т. 1-10. Киев: Техника, 1964-1973.

26. Головнин Л.А. Динамика канатов и цепей Харьков: Металлургиздат, 1962. 124с.

27. Голуб Б.Н., Баширов М.А. Влияние механических свойств стальной проволоки на количественные показатели надёжности грузонесущих кабелей //В кн. Стальные канаты. Киев: Техника, Вып. 9, 1972. 254-258с.

28. Горбенко Л.А., Мессежник Я.З. Кабели и провода для геофизических работ М.: Энергия, 1977. 192с.

29. Горловский М.Б. Оборудование проволочных и канатных цехов М.: Металлургия, 1964. 255с.

30. Горловский М.Б., Меркачёв В.Н. Справочник волочильщика проволоки М.: Металлургия, 1993. с.

31. ГрабакИ. Проволочные канаты Л.: Главная редакция литературы по машиностроению и металлообработке, 1936. 184с.

32. Гришко А.П. Стационарные машины . — Том 1. Рудничные подъёмные установки: Учебник для вузов. М.: МГТУ, 2006. 477с.

33. Гурьянов Ю.А. Природа образования дефекта «штопор» на подъемных канатах // Сталь. №7, 1883. 56-51с.

34. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия . -М. "Мир", 1989. 506с.

35. Динник А.Н. Статьи по горному делу М: Углетехиздат СССР, 1957. 202с.

36. Динник А.Н. Продольный изгиб. Кручение. М.: Изд. АН СССР , 1955. 392с.

37. Дукельский А.И. Подвесные канатные дороги и кабельные краны Л: Машиностроение, 1966. 482с.

38. Дукельский А.И. Портовые и судовые грузоподъёмные машины М.: Морской транспорт, 1960. 516с.

39. Житков Д.Г., Поспехов И.Т. Стальные канаты для подъёмно-транспортных машин М.: Металлургиздат, 1953. 392с.

40. Жуков Л.И. Свободный изгиб натянутого каната // Изв. вузов. Горный журнал, №5, 1963. 107-118с.

41. Заводчиков Д.А. Грузоподъёмные машины М.: Машгиз, 1961. 312с.

42. Занегин Л.А.,Воскобойников И.В.,Еремеев Н.С. Машины и механизмы для канатной трелевки учеб. пособие. М. : Изд-во МГУЛ.Ч. 1., 2004. 445с.

43. Исмаилов Г.М. Исследование циклического износа элементов кабельных конструкций Автореф. дис. канд. техн.наук.- Томск: Том. политехи, универ., 1993.21с.

44. Казменко В.Д., Шевченко П.П. Прочность и ресурс стального каната монография. СПб. : б. и., 2001. 147с.

45. Калиничееко П.М., Козовый С.И. Методика определения параметров вторичной деформации проволок при свивке нераскручивающихся спиральных канатов Стальные канаты. Вып. 9., 1972. 150-153с.

46. Капур К., Ламберон Л. Надёжность и проектирование систем М.: Мир, 1980. 608с.

47. Когаев В.П., Махутов Н.А., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: Справочник М.: Машиностроение, 1985. 224с.

48. Козлов В.Т. К вопросу упругой отдачи стальных канатов //Стальные канаты.-Киев.-Вып.1 , 1964. 144-151с.

49. Козлов В.Т., Калиниченко И.М. Исследование свивочных напряжений и внутренних силовых факторов в канатах закрытой конструкции //Стальные канаты. Киев: Техника. - Вып.5, 1968. 110-115с.

50. Козлов В.Т., Киршанков А.Т. Изменение напряженного состояния в проволоках спиральных канатов при обтяжке // Стальные канаты. Вып. 4. — К.: Технка, 1967. 93 — 10I.e.

51. Колчин А.И. Стальные канаты М.: Машгиз, 1950. 256с.

52. Кононенко Л.Ф., Бережинский В.И., Ганина Л.К., Коган A.M.

53. Эксплуатация закрытых канатов на шахтных подъемах монография. Донецк1. Донбас, 1990. 63с.

54. Королев В.Д. Механическое оборудование для изготовления канатов прогрессивных конструкций учеб.пособие. Магнитогорск : б. и., 2002. 127с.

55. Королёв В.Д. Канатное производство М.:Металлургия, 1980. с.

56. Королев В.Д., Боков И.И., Кандауров JI.E., Утяганов Л.Г. Основы технологии, расчеты и механическое оборудование для производства стальных канатов учеб.пособие. Магнитогорск : б. и., 1997. 171с.

57. Короткий А.А. Исследование стойкости шахтных подъемных канатов с металлическим сердечником и подготовке мероприятий по ее увеличению Автореферат диссерт. канд. техн. наук: Новочеркасск, 1984. 16с.

58. Короткий А.А. Пассажирские канатные дороги. Эффективность и безопасность при эксплуатации монография. Ростов н/Д : Изд-во журн. "Изв. вузов Сев.-Кавк. региона", 2006. 120с.

59. Короткий А.А., Хальфин М.Н., Иванов Б.Ф. и др. РД РОСЭК 012-97. Канаты стальные. Контроль и нормы браковки Новочеркасск, 1997. 50с.

60. Короткий А.А., Хальфин М.Н., Иванов Б.Ф. и др. РД 10-171-97. Инстрккция по проведению дефектоскопии стальных канатов подвесных канатных дорог М., 1997. 17с.

61. Короткий АЛ., Хальфин М.Н. Способ браковки рудничных подъемных канатов // Изв. Северный Кавказ научного центра высшей школы тех.науки. -Ростов-на-Дону, 1984. с.

62. Ксюнив Т.Н., Иванов Б.Ф., Хальфин М.Н. О расчете канатов закрытой конструкции // Грузоподъемные погрузочные машины. Новочеркасск , 1985. 87-94с.

63. Ксюнин Г.Л, Хальфин М.Н., Короткий А.А. Образование дефекта типа штопор в канатах подъемных машин // Горный журнал. № 12 , 1985. 50-51с.

64. Куйбида Г.Г. Кабельные краны М.: Машиностроение, 1989. 288с.

65. Лаврушин Г.А. Работоспособность лент и канатов из синтетических нитей монография. Владивосток : Изд-во Дальневост. ун-та, 1991. 202с.

66. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул М.: Высш. шк., 1982. 324с.

67. Максимов Ю. В. Теория и практика применения арматурных канатов в железобетонных конструкциях учеб. Пособие. Челябинск : б. и..Ч. 1., 1992. 102с.

68. Максимов Ю.В., Золотарев И.О. Пособие по расчету напряженного состояния элементов многопрядного арматурного каната монография. -Миасс : б. и., 1991. 60с.

69. Малиновский В.А. Неофициальный комментарий к Правилам устройстваи безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов или когда 5*1=2 // Стальные канаты. Вып. 2. — Одесса: Астропринт, 2001. 185 — 194. с.

70. Малиновский В.А. Некоторые вопросы технологии расчёта и проектирования//Стальные канаты Науч. тр. Одесса: Астропринт -Ч.1., 2001. 178с.

71. Малиновский В.А. Основные теории изгиба и взаимодействия с опорной поверхностью// Стальные канаты Науч. тр. Одесса: Астропринт - 4.2., 2002. 180с.

72. Малиновский В.А., Чиж А.А., Пригода А.А. Механика прямого каната с учетом несимметричного растяжения // Стальные канаты: Науч.тр. — Киев: «Лыбидь», 1991.46357с.

73. Маркман Н.Е. Геометрические параметры профиля фасонных проволок канатов закрытой конструкции Челябинск: Южно-Уральское книжное издательство, 1966. 72с.

74. Маркман Н.Е. Геометрические параметры круглых проволочных прядей. М.: ЦНИИЧМ, 1964. с.

75. Маслов В.Б. Волнистость в крановых подъемных канатах с металлическим сердечником и мероприятия по ее устранению Автореферат диссерт. канд. техн. наук.-Новочеркасск, 1984. 16с.

76. Митропольский А.К. Техника статических вычислений М.: Наука, 1971. 576с.

77. Михайлов JI.K., ПолянскийЕ.С., Торицын JI.O., Мокряк С.Я. Расчет и оптимизация гибких элементов стреловых конструкций монография. Томск : Изд-во Том. ун-та, 1991. 130с.

78. Мокряк С.Я. Исследование напряженно-деформированного состояния спирально-анизотропных стержней Томск, инж.- строит, ин-т. Томск,, 1980. 120с.

79. Мольнар В.Г., Владимиров Ю.В. Технология производства стальных канатов М.: Металлургия, 1975. 200с.

80. Мусалимов В.М. Механика деформируемого кабеля Монография. СПб: СПбГУ ИТМО, 2005. 203с.

81. Мусалимов В.М., Мокряк С.Я., Соханев Б.В., Шиянов В.Д.

82. Определение упругих характеристик гибких кабелей на основе модели спирально-анизотропного тела // Механика композитных материалов.-№ 1 , 1984. 136-141с.

83. Мусалимов В.М., Соханев Б.В., Мокряк С.Я. Элементы механики кабельных конструкций Томск: Изд-во Томского ун-та, 1981. 120с.

84. Назаров Ю.И. Изгибная жесткость закрытых несущих канатов // Подъемно-трансп. оборуд. Киев. - № 10.,. 45-48с.

85. Назаров Ю.И. Изгибная жесткость закрытых несущих канатов //128

86. Подъемно-трансп. оборуд. Киев. - № 10,. 45-48с.

87. Немудрый Б.А. Оборудование для свивки металлкорда /Ин-т "Черметинформация". М., (Обзор. Информ. Сер.9. "Метизное производство". Вып.2. 28с.), 1980. с.

88. Ненахов Г.С. Ленточные конвейеры с канатным ставом монография. М. : НПО "Поиск", 1992. 120с.

89. Нестеров П.П. Научные основы рационального проектирования и эксплуатации элементов подъёмного оборудования Киев, 1978. 202с.

90. Нестеров П.П., Бабанов-Кушнаренко Ю.П., Гончаренко Н.К.

91. Безуравнительный многоканатный подъем —К.: ДТВУ, 1963. 475с.

92. Никифоров Б.А., Харитонов В.А., Копьёв А.В. Технология волочения проволоки и плющения ленты Уч. Пособие. Магнитогорск: МГТУ, 1999. с.

93. Островский М.С. Триботехнические основы обеспечения качества функционирования горных машин. М: МГТУ, 1993. 230с.

94. Понкратов С.А. Динамика машин для открытых горных и земляных работ (основы теории и расчета) М: Машиностроение, 1967. 447с.

95. Понкратов С.А., Ряхин В.А. Основы расчета и проектирования металлических конструкций строительных и дорожных машин М: Машиностроение, 1967. 276с.

96. Потураев В.Н. Вертикальный транспорт на горных предприятиях. М.: "Недра", 1975. 351с.

97. Проников А.С. Надежность машин М., Машиностроение, 1978. 592с.

98. Реут JI.3. Исследование циклической прочности жил при кручении сложных конструкций Труды ТомНИИКП, вып.1,-М.: Энергия, 1968. 317с.

99. Рыжиков В.А. Натяжные устройства канатовьющих машин монография. Новочеркасск : б. и., 1994. 134с.

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

101. Рыжиков В.А. Натяжные устройства канатовьющих машин Новочеркасск: НГТУ, 1994. 134с.

102. Савин Г.Н. Краткий обзор развития исследований в области стальных канатов за 50 лет //Стальные канаты: Сб. №1. Киев: Техника, 1968. с.

103. Савин Г.Н., Горошко О.А. Динамика нити переменной длины Киев: АН УССР, 1962. 332с.

104. Светлицкий В.А. Механика гибких стержней и нитей М: Машиностроение,, 1978. 340с.

105. Свидлер Р.П. Производство канатов. М.:Металлургия, 1973. с.

106. Сергеев С.Т. Стальные канаты —К.: Техшка, 1974. 326с.

107. Сергеев С.Т. Надёжность и долговечность подъёмных канатов Киев: Техника, 1968. с.

108. Соханев Б.В. Исследование процесса активного упругого спиралеобразного гибкого кабеля Дис.канд.техн.наук. Новосибирск, СО АН СССР, 1982. 171с.

109. Соханев Б.В. Исследование процесса активного упругого спиралеобразного гибкого кабеля Дис.канд.техн.наук. Новосибирск, СО АН СССР, 1982. 171с.

110. Соханев Б.В., Соханев М.Б., Мусалимов В.М. Упруго-фрикционное взаимодействие элементов конструкции гибкого кабеля Том. инж.-строит, инт.- Томск, 1986. 102с.

111. Соханев М.Б. Относительные сдвиги элементов конструкции гибких кабелей и методика ускоренной оценки из работоспособности на шаговых образцах Автореф. дис.канд. техн. наук. —Томса: Том. политех. Институт, 1988. 19с.

112. Соханев М.Б. Относительные сдвиги элементов конструкции гибких кабелей и методика ускоренной оценки из работоспособности на шаговых образцах Автореф. дис.канд. техн. наук. —Томса: Том. политех. Институт, 1988. 19с.

113. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости . — М.: Наука, 1979. 560с.

114. Уотерхауз Р.Б. Фреттинг-коррозия JL, Машиностроение, 1976. 272с.

115. Феоктистов Ю.В., Фетисов В.П., Бирюков Б.А. и др. Производство металлкорда на Белорусском металлургическом заводе Экспресс-информ. / Ин-т "Черметинформация". М., 30с., 1990. с.

116. Фетисов В.П., Березуев А.И. Повышение производительности оборудования при волочении канатной проволоки : материал технической информации . М.: б. и., 1991. 12с.

117. Хальфин М. Н., Иванов Б. Ф., Короткий А. А. Расчет и эксплуатация крановых канатов учеб.пособие, Новочеркасск : б. и., 1993. 94с.

118. Хальфин М.Н. Методы повышения стойкости подъемных канатов и безопасной их эксплуатации на глубоких шахтах Автореф. диссерт. докт. техн. наук. Новочеркасск, 1990. 36с.

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

120. Хальфин М.Н. Определение напряжений, возникающих в проволоках при изгибе в каната// Подъёмно-транспортное оборудование Киев, Вып. 16., 1985. 64-68с.

121. Хальфин М.Н. Методы повышения стойкости подъёмных канатов и безопасной их эксплуатации на глубоких шахтах Автореф. диссетр. докт. техн. наук. Новочеркасск, 1990. 36с.

122. Хальфин М.Н., Глебов Н.А., Сорокина Е.В., Иванов Е.Ф. Патент RU 2167048 МКИ С1 В 66 В 7/12. Дефектоскоп для неподвижных канатов Звявл. 18.04.2000; Опубл. 20.05.2001. Бюл. №14, 2001. с.

123. Хальфин М.Н., Иванов Б.Ф., Короткий А.А. Расчёт и эксплуатация крановых канатов Новочеркасск: НГТУ, 1993. 95с.

124. Хальфин М.Н., Мамаев Ю.Д., Иванов Б.Ф. Несущие закрытые канаты грузовых подвесных канатных дорог Монография. Новочеркасск: НГТУ, 1998. 128с.

125. Хальфин М.Н., Сорокина Е.В. Патент RU 2184666 С2 МПК 7 В 61 В 7/02. Подвесная канатная дорога Звявл. 24.08.2000; Опубл. 10.07.2002. Бюл. №19, 2002. с.

126. Хальфин М.Н., Сорокина Е.В., Иванов Б.Ф. Напряжения в несущих закрытых канатах подвесных канатных дорог при их эксплуатации// Стальные канаты Одесса, 2003. 95с.

127. Хальфин М.Н., Сорокина Е.В., Иванов Б.Ф. Патент RU 2184665 С2 МПК 7 В 61 В 7/02. Подвесная канатная дорога Звявл. 9.06.2000; Опубл. 10.07.2002. Бюл. №19, 2002. с.

128. Харитонов В.А., Зюлин В.Д. Геометрический расчёт спиральных канатов Метод. Разработка. Магнитогорск: МГМИ, 1990. с.

129. Хохряков Б.Д. Закрытые подъёмные канаты М.: Металлургия, 1963. 59с.

130. Чаюн И.М. Прочностные и жесткостные характеристики стальных канатов. — Деп. в УкрИНТЭИ 26.08.92, № 1363-Ук92.,. с.

131. Чаюн И.М. Несущая способность подъёмных канатов и лент Монография Одесса: Астропринт, 2003. 236с.

132. Шахиазов Х.С. и др. Производство метизов М.: Металлургия, 1977. с.

133. Шахиазов Х.С., Филатов Н.Г., Дроздов Н.И., Егоров В.Д

134. Производство стальной проволоки и канатов в Англии М.: Металлургия, 1972. 32с.

135. Юсупов Р.А. Основы теории прочностной надежности тяговых канатов монография. Астрахань : Астрах, ун-т, 2006. 319с.

136. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузовых подвесных канатных дорог М.: Госгортехнадзор РФ, 2003. 80с.

137. РД РОСЭК 012-97 Руководящий документ. Канаты стальные. Контроль и нормы браковки. , 1997. с.

138. Кабели, провода и шнуры. Методы проверки стойкости к многократномуперегибу. СЭВ 2126-80 , 1980. с.

139. Проблемы повышения качества и надежности стальных канатов: Тезисы докладов на Украинской республиканской научно-технической конференции в Одессе 14-16 мая 1991 года Днепропетровск, 1991. 136с.

140. Bridon ropes. Steel wire ropes and fittings. OUSTON, 1992. 182c.

141. Ropeman's handbook NCB, National Coal Board, Mining department, 1982. 176c.

142. Guidance on the selection, installation, maintenance and use of steel wire ropes in vertical mine shafts HSC, Deep Mined Coal Industry Advisory Committee, 2004. 139c.

143. A. Ramalho and J. C. Miranda The Relationship Between Wear and Dissipated Energy in Sliding Systems Wear, 2006. 361-367c.

144. Acaster S.M. Development of cable laid slings // Offshore Technology Conference. Houston, Texas. Vol. 3, 1977. 398-400c.

145. Costello GA. Theory of wire rope монография. New York etc. : Springer, 1990. 106c.

146. Hearl J.W.S. and Konopasek M. On unified approaches to twisted yearn mechanics // Appl. Polym. Symp.- № 27 , 1975. 255-273c.

147. Hobbs R. E. Nabijou Changes in Wire curvature as a wire rope is bent over a sheave Journal of Strain Analysis vol 30, No 4, 1995. c.

148. K.Feyrer Calculation of Rope Drives Wire, 1983. 35-3 7c.

149. Lee W.K. An insight into wire rope geometry Int. J Solid Structure, 1991. 490c.

150. R.B. Waterhouse Fretting Fatigue Applied Science Publishers LTD, London, 1981. 384c.

151. Stein R. A., Bert W. Radius of curvature of a double helix Journal of engineering for Industry, Agosto , 1962. c.