автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Повышение эффективности работы рудничных подъемных установок

На правах рукописи

ДВИНИН ЛЕОНИД АЛЕКСЕЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ РУДНИЧНЫХ ПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВОК

Специальность 05.05.06 - «Горные машины»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005536010

31

2013

Екатеринбург - 2013

005536010

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Научный руководитель —

доктор технических наук, профессор Ляпцев Сергей Андреевич

Официальные оппоненты:

Дмитриев Владимир Трофимович, доктор технических наук, доцент,

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет», профессор кафедры эксплуатации горного оборудования;

Полухина Наталия Владленовна, кандидат технических наук, доцент,

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный университет путей сообщения», доцент кафедры мостов и транспортных тоннелей.

Ведущая организация - ОАО «Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых» «Уралмеханобр» (г. Екатеринбург).

Защита состоится 22 ноября 2013 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.03, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет», в зале заседаний Ученого совета по адресу: 620144, г. Екатеринбург, ТСП, ул. Куйбышева, 30.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет».

Автореферат разослан 18 октября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

•М. Л. Хазин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Эффективность работы горного предприятия во многом обусловлена производительностью, безопасной эксплуатацией и энергосберегающими показателями рудничных подъемных установок.

Развитие рудничного подъема, связанное с увеличением глубины добычи полезных ископаемых, характеризовалось повышением грузоподъемности и скоростей движения механизмов подъема, вызывающих значительные динамические нагрузки в периоды разгона и торможения.

Для существующей системы параметров и показателей при оценке динамических режимов подъема, определяющих производительность, размеры и вес оборудования, а также энергетические затраты, такие как расход энергии и нагрев двигателя, требовалась более достоверная информация по наиболее нагруженным переходным режимам.

В 2008 г. на кафедре технической механики УГГУ были проведены исследования динамических режимов в условиях электрического торможения рудничных подъемных установок, в которых был применен подход, базирующийся на методах теории подобия. Такой подход в исследованиях позволил создать основанные на критериях подобия методы оценки переходных процессов рудничного подъема, способствующие обоснованию рациональных режимов как по энергозатратам, так и по другим показателям. Для получения обобщающей информации по динамике тормозных режимов подъемных установок, используя методы подобия, необходимо было также исследовать режим механического торможения на всем пути замедления.

Кроме того, практика эксплуатации рудничного подъема показывает, что применяемые в настоящее время системы контроля от аварий не всегда обеспечивают своевременное срабатывание своих устройств, особенно при глубине стволов более 200 м, что вызывает длительные паузы в работе подъемных установок, связанные с ликвидацией аварий после напуска каната в стволе шахты. В существующих исследованиях, посвященных вопросам контроля напуска каната в целях защиты от аварий, не применяется метод контроля, позволяющий контролировать аварийный режим посредством устройства, срабатывающего за определенный заданный промежуток времени при заданной величине осевого усилия в канате.

Таким образом, исследование вопросов динамики механического торможения рудничного подъема на основе теории подобия, разработка конструкции устройства для контроля напуска подъемного каната являются актуальной научно-технической задачей, отвечающей потребностям практики горного производства.

Цель работы - повышение эффективности эксплуатации рудничных подъемных установок за счет обоснования рациональных динамических режимов на основе критериальных номограмм подобия и разработки конструкции по контролю от напуска каната при аварийных режимах работы.

Идея работы заключается в установлении подобия динамических режимов рудничного подъема в условиях механического торможения, а также разработке системы защиты подъемных канатов от аварий.

Методы научных исследований. Использованы методы прикладной математики и динамики рудничного подъема, методы моделирования динамических процессов на основе теории подобия, методы теории механизмов и машин и теоретической механики.

Научные положения, выносимые на защиту:

• Из множества динамически подобных режимов рациональный режим может быть выбран по номограммам подобия на основе комплекта изолиний экстремальных показателей переходных процессов при механическом торможении.

• Экстремальными динамическими показателями режима механического торможения являются минимумы одноразовых и часовых потерь тепла в двигателе, области наивысших КПД, минимум эквивалентного усилия и мощности шахтного подъема, максимум относительной производительности установки.

• Определяющими показателями для контроля напуска каната являются величина осевого усилия в канате и время срабатывания устройства для контроля напуска.

Научная новизна результатов исследований заключается:

• в разработке метода исследований динамических режимов на основе критериев подобия через переменную частоту операций, как при постоянном весе груза, так и при постоянной (заданной) производительности; ■

• в установлении критериальных экстремумов показателей динамики механического торможения подъема на основе номограмм подобия;

• в разработке математической модели, определяющей параметры настройки устройства для контроля напуска каната по времени срабатывания и величине осевого усилия в канате.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректным использованием современных методов математического моделирования, построенных на критериях подобия, сравнением теоретических исследований с практическими данными по рудничному подъемно-транспортному оборудованию и результатами исследований других авторов, расхождение между которыми не превышает (7... 10) % .

Практическая значимость работы состоит:

- в разработке методики обоснования рациональных динамических режимов в условиях механического торможения рудничного подъема на основе уравнений и номограмм подобия;

- в разработке системы защиты от напуска подъемного каната при аварийных режимах работы

Личный вклад автора заключается в разработке методики обоснования рациональных динамических режимов рудничного подъема в

условиях механического торможения на основе критериев подобия; в разработке комплекта номограмм подобия переходных процессов при механическом торможении; в разработке математической модели устройства для контроля напуска каната (УКН); в разработке конструкции УКН.

Реализация результатов работы. Разработанная методика обоснования рациональных динамических режимов на основе критериальных номограмм подобия может быть рекомендована предприятиям, проектирующим рудничные подъемные установки.

Разработанное УКН прошло испытания на подъемных установках шахты «Черемуховская» ОАО «Севуралбокситруда» и на Хайдарканском ртутном комбинате, которые показали, что УКН обеспечивает своевременное срабатывание систем контроля и зашиты при аварийных режимах работы рудничного подъема

Апробация работы. Основные положения и научные результаты обсуждались на международных научно-технических конференциях: «Нетрадиционные технологии и оборудование для разработки сложно-структурных месторождений полезных ископаемых» (г. Екатеринбург, 2005 г.), «Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности» (г. Екатеринбург, 2006, 2008, 2009, 2013 гг.), на всероссийских научно-технических конференциях «Математическое моделирование механических явлений» (г. Екатеринбург, 2004, 2007, 2011 2013 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы: 19 печатных работ, из них 4 работы в ведущих рецензируемых журналах и изданиях; получено 1 авторское свидетельство на изобретение.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения и четырех глав, содержит 112 стр. машинописного текста, 30 рисунков, 1 таблицу, библиографический список из 129 наименований и приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава диссертационной работы посвящена обзору современных методов исследований динамических режимов рудничного подъема, а также состоянию вопроса по системам защиты от аварийных режимов рудничных подъемных установок. Эффективность работы рудничного подъема определяется высокопроизводительным и энергосберегающим оборудованием, оснащенным надежными системами контроля и защиты от аварийных режимов работы.

Научные основы теории рудничного подъема заложены такими учеными, как М. М. Федоров, А. П. Герман, В. С. Тулин, Ф. В. Флоринский, Б. В. Уманский, Ф. Н. Шклярский.

Теория и практика рудничного подъема получили свое дальнейшее развитие в трудах российских ученых и инженеров А. С. Ильичева, Г. М. Еланчика, П. П. Нестерова, В. И. Киселева, 3. М. Федоровой, Б. Л. Давыдова,

В. Д. Белого, С. А. Казака, С. Н. Кожевникова, М. С. Комарова, Г. Н. Василевского, Р. Н. Хаджикова, Н. К. Правицкого, А. В. Песвианидзе, М. В. Мартынова, Л. Ф. Завозина, А. И. Илюхина, Б. А. Носырева, А. Е.Тропа, А. И. Бороховича, А. Г. Степанова и др.

Исследование экстремальных задач шахтного подъема начинается с момента открытия акад. М. М. Федоровым в 1926 г. параметра динамического подобия, характеризующего разнообразие качественных различий шахтных подъемных установок и названного им константой динамического режима.

В классических методиках исследование динамических режимов подъема проводилось только в одном направлении - при постоянном весе груза и переменной производительности. Такой подход позволил акад. М. М. Федорову определить относительные минимумы эквивалентных значений усилия и мощности привода.

Исследования, проведенные в данной диссертационной работе, показывают, что для получения исчерпывающей и более достоверной информации по динамике подъема изучение переходных режимов целесообразно проводить на основе теории подобия по двум направлениям -как при постоянном весе груза и переменной производительности, так и при переменном весе груза и постоянной, заданной производительности подъемной установки.

Анализ систем защиты от аварийных режимов рудничных подъемных установок, проведенный российскими исследователями Бороховичем А. И., Латыповым И. Н., Пахомовым П. И., Шамсутдиновым М. М. и др., показал, что более 40 % от общей численности простоев вызвано отказами системы контроля от напуска каната в стволе.

Проведенный в настоящей работе обзор систем контроля напуска каната показал, что ни в одной из предшествующих работ не применялся метод контроля, который позволил бы определять параметры и настройку этих систем по таким характерным особенностям, как время срабатывания и величина осевого усилия в канате.

Во второй главе диссертации проводится анализ параметров динамического режима механического торможения рудничных подъемных установок методами теории подобия.

Механическое торможение подъемных установок выполняет две основные функции: рабочее торможение и предохранительное торможение.

Рабочее торможение обеспечивает: 1) управление скоростью движения, когда для этого требуются тормозные моменты, а система электропривода не может их реализовать; 2) фиксацию подвижных элементов установки в требуемом положении, а также во время пауз при работе.

Предохранительное торможение обеспечивает остановку подъемной машины на возможно коротком пути при нарушениях нормального режима работы.

Увеличение высоты подъема приводит к росту поступательно перемещающихся масс рудничных подъемных установок по сравнению с вращающимися массами, особенно при безредукторных приводах. В связи с этим увеличиваются колебания усилий в канате, вызывающие значительные динамические нагрузки при торможении, появляется нагрев тормозных колодок, снижающий силу трения либо между колодками и тормозным ободом барабана, либо между дисками и барабаном.

Анализ каждого из указанных явлений весьма трудоемок и требует проведения большого числа экспериментальных исследований. Вместе с тем параметры, определяющие то или иное явление, входят в основополагающие зависимости в виде безразмерных комплексов, называемых критериями подобия. Построенные зависимости между критериями подобия позволяют предсказать результаты эксперимента, а также проводить исследования на основе моделирования изучаемых явлений. Кроме того, указанные методы значительно сокращают объемы проектных расчетов, так как позволяют оценивать в комплексе параметры, влияющие на переходные процессы подъема.

В основу методики оценки предельных значений динамических параметров положен графоаналитический метод, состоящий в построении номограмм подобия, соответствующих критериальным уравнениям, характеризующим динамические режимы рудничного подъема.

Так, например, основное динамическое уравнение шахтного подъема в

Г - усилие на ободе подъемного барабана; Рстс - постоянная составляющая статического усилия; дг- значение статической неуравновешенности подъема на данном участке пути; Н - вертикальная высота подъема; х -текущее значение пути движения; у- относительное ускорение.

К критериям подобия, соответствующим различным режимам рудничного подъема, относятся: множитель скорости а (степень неполноты графика скорости), относительное время движения т, коэффициент асимметрии графика скорости 5, степень статической неуравновешенности подъема 8 , коэффициент, учитывающий условия охлаждения двигателя Р , относительное ускорение у.

Применяя анализ построенных зависимостей между критериями подобия на основе номограмм подобия, появляется возможность не только установить вклад каждого из этих параметров в динамические характеристики подъема, но и получить величины их предельных значений,

критериальной форме имеет вид:

Г г ?

где ] - относительное усилие на ободе подъемного барабана / = ~—;

(1)

СТ.С

что необходимо при выборе рационального динамического режима как по энергетическим, так и другим показателям.

Существующие методики проектирования динамических режимов рудничных подъемных установок позволяют определить условные минимумы эквивалентных значений усилия и мощности при постоянной массе перемещаемого груза и переменной производительности. При таком подходе остаются неизвестными многие экстремальные показатели переходных режимов, существенно влияющие на эффективность работы рудничного подъема.

Динамический режим электропривода рудничного подъема и других аналогичных электроприводов повторно-кратковременного действия имеет ряд условных и безусловных экстремумов показателей, влияющих на расход энергии, нагрев двигателя, производительность и размеры оборудования.

Определить указанные экстремумы динамических режимов возможно, если исследования проводить на основе теории подобия в двух направлениях:

1) при постоянном весе груза и переменной производительности;

2) при переменном весе груза и постоянной, заданной производительности подъемной установки.

Такой подход позволил установить:

1) условный минимум эквивалентной мощности Ро, условный минимум эквивалентного усилия р,, безусловный минимум одноразовых тепловых потерь в двигателе Ав условиях постоянного- веса груза (Q = const) и переменной производительности (А — var);

2) безусловный минимум относительной мощности р', относительные часовые потери тепла в двигателе минимум относительного эквивалентного усилия р\, минимум импульса эквивалентного усилия S*3 в условиях переменного груза (Q = var) и постоянной (заданной) производительности подъемной установки (А — const).

Указанные показатели позволили на основе критериальных номограмм подобия определить области наивысших КПД при механическом торможении подъемных установок: КПД потерь избытка кинетической энергии при механическом торможении г)2; КПД суммы реостатных потерь энергии в период ускорения и потерь избытка кинетической энергии при механическом торможении Т]иг.

Режим электрического торможения в условиях трапецеидального графика скорости исследован на основе анализа нагрева двигателя для периодов разгона, установившегося движения и торможения. При этом величина нагрева двигателя определяется суммой трех выражений:

' = у,+ у,+у3,

где У,,У2,У) - соответственно выражения для тепловых потерь в периоды разгона, установившегося движения и торможения.

В представленной работе рассматривается режим механического торможения, когда подъемный двигатель в третьем периоде не работает и, в случае трапецеидального графика скорости, нагрев двигателя будет определяться суммой двух выражений:

£|г2Л = У1+У2, (2)

где тепловые потери для периода разгона определяются выражением:

3

+ Р •- , (3)

тепловые потери в период установившегося движения определяются

выражением: У2 = + Р'Я)2 /2 + р2 • Кт21х + 2/, /2

+ 3

±2 Р (4)

где Р"Сг,.с~ постоянная составляющая статического усилия; р - вес одного метра головного каната; - время периода разгона; т - приведенная масса установки; — максимальная скорость движения; 17 - время периода

установившегося движения.

После приведения подобных членов получим сумму:

^ + = (Г„.с + р-Н)\Т-^-) + 2-т-+ р ■ Н - ^=5-) *

аь За,

где Т - абсолютное время движения сосуда; о,, а1- ускорение и замедление подъемного сосуда соответственно.

Для уравновешенных установок, при условии равенства веса хвостового и головного канатов, т. е. при значении Я = Р, формула (5) принимает вид:

"з

В случае равнобедренного графика скорости в формулах (5) и (6) ускорения и замедления равны, т. е. а, = а,.

После преобразования суммы интегралов = +

в безразмерные величины для неуравновешенного подъема и

неравнобедренного графика скорости получим выражение для относительных тепловых потерь при механическом торможении:

и -

(У| +У2) _ (1 + <5)2[1±5(«-1)] , (4-а)<5 5<У(а-1)

Р1-Т а

+ 2 • а ■ + ^-'— ±-Ь-+

[(а-1)(1±5)г4]

- 2 • <5 • а"' (1 + + (« - 1)(2 - а)(1 ± 5) + (2 - а)1 ] +

,2

+ 52 а-'С" + (а _ 1)2(1 ± - а) +

+ 2(а-1)(1±5)(2-а)г + 4(2~а)3], (7)

Формула (7) позволяет определить влияние на относительные тепловые потери а таких параметров, как степень статической неуравновешенности подъема <5, степень неполноты графика скорости а , коэффициент асимметрии графика скорости 5 , относительное время движения г .

Если график скорости равнобедренный (при значении 5 = 0), тогда относительные тепловые потери определяются по выражению:

(1 + £)2 - (4 - а)5 а5 - + 2ат "[1 +--—] + -

а 3 [(а-])г4]

+ ¿>2 + (а _ 1}2 (2 - а) + 2(а -1)(2 - а)2 + 4(2 ). (8)

Для уравновешенного подъема, при значении <5 = 0, и неравнобедренного графика скорости, при значении 5*0, значение относительных тепловых потерь:

[1±5(а-1)] 2а а3

= 1---- + Т +--г". (9)

а т2 [(а -1)(1 ± 5)г ] к }

Для уравновешенного подъема и равнобедренного графика скорости относительные тепловые потери определяются по выражению:

2а 1,0 а3

°" = —+ — + --п-п. (10)

г а [(а - 1)г ] '

Номограммы подобия, построенные на основании критериального уравнения (1) и уравнений подобия, позволяют оценить вклад каждого независимого критерия в рассматриваемые динамические характеристики подъема и выбрать режим движения как по энергетическим, так и другим показателям. Так как номограммы подобия построены по безразмерным показателям, выраженным в относительных единицах, то, проведя простой

Причем динамический режим уже будет выбираться не по одному какому-либо «наивыгоднейшему» признаку (по весу груза, по скорости подъема и т. д.), как это традиционно выполняется, а по всему комплексу параметров и показателей.

Номограммы подобия позволяют исследовать показатели тормозных режимов при механическом торможении на всем пути замедления для статически уравновешенного подъема в условиях трапецеидального графика скорости и относительными тепловыми потерями сг, определяемыми по формуле (10).

На рис. 1 показана номограмма изолиний одноразовых тепловых потерь Л<7, в двигателе при весе груза Q = const и производительности Ачас = var (статическая неуравновешенность подъема 8 = 0,0; коэффициент, учитывающий условия охлаждения двигателя ¡3 = 1,0):

Л<7, = г-сг =

т 2 а

—I---

а г

(И)

4Р ' ОС г [(«-1)т5]

По конкретной изолинии А^,, задаваясь различными значениями относительного ускорения X, определялась степень неполноты графика

скорости:

а = 1 + [с± с

где

постоянная величина;

1,0

с - -

(2 + Г).у

2(2 + у)-у

0.5 1 0 1,5 2 0 2.5

3 0 3.5 4 0 4.Ь 5.0

Рис. 1. Номограмма изолиний одноразовых потерь тепла Ад, при постоянном весе груза Q = const и переменной производительности А - var для режимов с механическим торможением -

Пусковая перегрузка двигателя (при значениях /7 = 1,0, S - 0,0)

(1 +

определялась по выражению:

Я = ■

На рис. 2 показана номограмма изолиний часовых потерь тепла !щч0 совпадающих с изолиниями импульса среднеквадратичного усилия „:

(12)

ScpK=r-pcpx=^Aq4ac = [—+ 2-а +

« ,0.5

(a-l)r

и построенных с учетом следующих зависимостей:

с = 0,5 ■ а ■ {Адчас - 2-а); т2=с± с2---Я

(1 + у)т

1.0 1.5 2.0 . 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Рис.2.Номограмма изолиний часовых потерь тепла при

переменном весе груза Q = var и постоянной производительности А = const для режимов с механическим торможением

На рис. 3 показаны изолинии коэффициента полезного действия т]г, учитывающего потерю кинетической энергии при механическом торможении построенные по выражению: т/г = [1 + 0,5(а-1)(/-1)] 1 . (13)

Рис. 3. Номограмма изолиний КПД т]г, учитывающего потерю кинетической энергии при механическом торможении (при значениях 3 = 0,0, 5 = 0, Р - 1,0)

При построении изолиний каждого избранного определялись: постоянная величина с, относительное ускорение у, степень неполноты графика скорости а. Эти координаты позволили определить относительное время г , среднеквадратичное усилие Рср.„ и

пусковую перегрузку двигателя Л для последующего выбора параметров динамического режима и соответствующего этому режиму подъемного двигателя.

Глава 3 посвящена математическому моделированию устройства для контроля напуска каната при аварийных режимах работы рудничного подъема.

В случае аварийной ситуации и зависания сосуда в стволе, например, в результате повреждения проводников или встречи со случайным препятствием, должно срабатывать устройство для контроля натяжения каната, установленное непосредственно у подъемного сосуда.

Аварийная ситуация, связанная с зависанием и возможным падением сосуда, будет сохраняться до тех пор, пока не будет устранен напуск каната путем обратной намотки свободной длины каната на барабан машины и не будет восстановлена кинематическая связь между сосудом и машиной.

Проведенные исследования показали, что наибольшая часть напуска каната образуется за период предохранительного торможения. Процесс торможения при включении предохранительного тормоза состоит из периода

холостого хода тормоза, периода нарастания тормозного момента и периода непосредственного торможения машины.

В соответствии с этим длина напуска каната была определена по

выражению:

сро6 -0.5-а,-/,

где

периода до

2

сраб

(14)

V, - скорость подъемной машины в начале

Рис. 4. Схема усилий, действующих на УКН

включения предохранительного тормоза; 1сро6 - время срабатывания

предохранительного тормоза; а5 - замедление для первого участка диаграммы скорости; а3 — замедление для второго участка диаграммы скорости.

Характерными особенностями устройства контроля напуска каната является изгиб каната на определенном участке под действием поперечных усилий и время срабатывания устройства. Значения таких усилий изгиба каната существенно зависят как от величины участка изгиба каната, так

и от его изгибной жесткости. Расчетная схема усилий, действующих на устройство для контроля напуска каната, показана на рис. 4. Одним из основных параметров устройств контроля напуска каната является поперечное усилие, создаваемое его упругим элементом. Величина этого усилия зависит: от осевого усилия в канате 5; изгибной жесткости каната .Е/; величины прогиба каната /; расстояния между опорами I.

Исследования показывают, что упругий элемент устройства контроля напуска каната должен быть выбран таким образом, чтобы легко преодолеть сопротивление каната изгибу при отсутствии в нем осевого усилия и при этом не допускать ложных срабатываний при работе подъемной установки в различных режимах. Это достигается при условии Р5 > Ргр > Р0 где Р5 - усилие изгиба каната при действии максимальной растягивающей нагрузки; •Р^,— усилие, создаваемое упругим элементом; .Рй - поперечное усилие изгиба каната при отсутствии растягивающей нагрузки.

Для определения времени срабатывания устройства были использованы уравнение энергии и метод Рэлея:

5 т? } •

тг-Ь-Н;

1} 32 Ь

+-+ -

9-ЯДС, 3£/ 27 а-Г

В результате получены два уравнения: уравнение по определению времени срабатывания устройства для контроля напуска каната и уравнение, связывающее поперечное усилие изгиба каната с прогибом каната при действии данного устройства. Эти уравнения (15) описывают модель поведения и состояния рассматриваемого натяжения устройства для контроля каната.

Глава 4 содержит описание разработанного на основе проведенных исследований устройства для контроля напуска подъемного каната.

Устройство для контроля натяжения каната (рис. 5) состоит из корпуса 1, который связан с канатом 5 посредством опор 2, 3 и 4. Нижняя опора 4 выполнена в виде зажима, а верхняя опора

2 и средняя опора 3 являются скользящими элементами. Средняя опора

3 через угловой рычаг 6 соединена со стержнем 7, расположенным параллельно канату 5. Для движения стержня 7 установлен прямой рычаг 8, который шарнирно соединен с корпусом 1 и стержнем 7. Один конец стержня 7 пропущен через отверстие полки 9, прикрепленной горизонтально к корпусу 1, и соединен с поджатой пружиной 10, а второй конец стержня соединен с постоянным магнитом 11. При отключенном устройстве, когда натяжение каната 5 нормальное, пружина 10 находится в сжатом состоянии, магнит 11 расположен в крайнем нижнем положении рядом с герконом 12 и своим магнитным полем удерживает контакты геркона в замкнутом состоянии. В случае зависания Рис. 5. Устройство для подъемного сосуда в стволе шахты контроля натяжения каната происходит ослабление натяжения каната 5,

пружина 10 под действием силы упругости разжимается и через стержень 7 поднимает магнит 11 вверх параллельно оси каната 5. Геркон 12, неподвижно закрепленный к корпусу 1, оказывается за пределами зоны действия магнитного поля магнита 11, и его контакты размыкаются, сигнализируя об ослаблении каната 5 и о возникновении аварийной ситуации.

Испытания показали, что устройство для контроля напуска каната, основанное на создании предварительного усилия поперечного изгиба каната, обладает достаточным быстродействием и может быть рекомендовано к использованию в системах защиты от аварийных режимов рудничных подъёмных установок.

А-А

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе выполненных исследований даны новые решения актуальной научной задачи - повышение эффективности эксплуатации рудничных подъемных установок.

Основные научные выводы и результаты диссертационной работы, полученные лично автором, заключаются в следующем:

1. Разработана методика обоснования рациональных динамических режимов рудничного подъема в условиях механического торможения на основе критериев подобия путем избрания исчерпывающего метода исследований через переменную частоту операций как при постоянном весе груза, так и при постоянной (заданной) производительности.

2. Показано, что из множества динамически подобных режимов рациональный режим может быть выбран по номограммам подобия на основе комплекта изолиний экстремальных показателей переходных процессов при механическом торможении.

3. Определены экстремальные показатели динамических режимов в условиях механического торможения по принятым критериям подобия. Установлено, что экстремальными показателями динамических режимов в условиях механического торможения являются минимумы одноразовых и часовых потерь тепла в двигателе, области наивысших КПД, минимум эквивалентного усилия и мощности шахтного подъема.

4. Доказано, что определяющими показателями для контроля напуска каната являются величина осевого усилия в канате и время срабатывания устройства для контроля напуска каната.

5. Разработана математическая модель устройства для контроля напуска каната, позволяющая определить зависимость времени срабатывания данного устройства от величины осевого усилия в канате, а также выявить влияние упругих свойств подъемного каната на усилие поперечного прогиба при различных условиях закрепления УКН.

6. Реализовано устройство для контроля напуска каната в виде конструкции, обеспечивающей своевременное срабатывание систем контроля и защиты при аварийных режимах работы подъемных установок.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих

работах:

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, входящих в перечень ВАК Мннобрнауки России

1. Двинин Л. А. Критериальные зависимости динамических показателей в условиях механического торможения рудничных подъемных установок / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина, С. А. Ляпцев // Современные проблемы науки и образования - 2013. - № 4; www.sciece-education.ru /1109885.

2. Двинин Л. А. Теоретическое определение импульсов усилий шахтных подъемных установок / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина, С. А. Ляпцев // Изв. вузов. Горный журнал. - 2006. — № 6. - С. 139-146.

3. Ляпцев С. А. Продолжительность срабатывания устройства для контроля натяжения рудничного подъемного каната / С. А. Ляпцев, Л. А. Двинин, И. Н. Латыпов II Изв. вузов. Горный журнал. -1988. - № 4. - С. 91-93.

4. Носырев Б. А. Ограничение высоты подъема с учетом возможностей стандартного подъемного оборудования /Б. А. Носырев, Ю. В. Попов, Л. А. Двинин // Изв. вузов. Горный журнал. - 1982. - № 7. - С. 79-82.

Работы, опубликованные в других изданиях

5. Двинин Л. А. Определение длины напуска каната при аварийных режимах работы рудничных подъемных установок / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина, С. А. Ляпцев // Математическое моделирование механич. явлений: материалы Всероссийской научно-технической конференции. -Екатеринбугр: Изд-во УГГУ, 2013. - С. 96 -101.

6. Двинин Л. А. Определение механической постоянной времени движения при исследовании динамики рудничного подъема / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина, С. А. Ляпцев // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: материалы Международной научно-технической конференции. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2013. - С. 30-33.

7. Двинин Л.А. Математическое моделирование устройства для контроля натяжения подъемного каната / Л. А. Двинин, С. А. Ляпцев // Математическое моделирование механических явлений: материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2011.-С. 75 -77.

8. Двинин Л. А. Влияние формы графика скорости на относительные показатели динамических режимов шахтного подъема / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина, С. А. Ляпцев // Математическое моделирование механических явлений: материалы Всероссийской научно-технической конференции. -Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2009. - С. 7-11.

9. Двинин Л. А. Мощность привода и эквивалентные усилия шахтного подъема при обосновании критериев подобия динамических режимов / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина, С. А. Ляпцев II Математическое моделирование механических явлений: материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2009. - С. 5-6.

10. Двинин Л. А. Выбор динамического режима шахтного подъема по минимуму эквивалентного усилия / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина, С. А. Ляпцев // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: материалы Международной научно-технической конференции. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2009. - С. 252-256.

11. Двинин Л. А. Показатели динамического режима шахтного подъема / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина, С. А. Ляпцев II Технологическое оборудование

для горной и нефтегазовой промышленности: материалы Международной научно-технической конференции. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2009. - с. 249-252.

12. Двинин J1. А. Выбор динамического режима шахтных подъемных установок по скорости подъема / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина, С. А. Ляпцев // Математическое моделирование механических явлений: материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2008. - С. 268-274.

13. Двинин Л. А. Динамическая классификация подъемных установок / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина С. А. Ляпцев // Математическое моделирование механических явлений: материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2008. - С. 267-268.

14. Двинин Л. А. Уравнения подобия динамических режимов шахтного подъема / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина С. А. Ляпцев // Математическое моделирование механических явлений: материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2008. - С. 264-267.

15. Двинин Л. А. Типовые диаграммы подобия при расчете и анализе переходных режимов шахтных подъемных установок / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина, С. А. Ляпцев // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: материалы Международной научно-технической конференции. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2006. - С. 160-163.

16. Двинин Л. А. Критерии подобия динамических режимов шахтного подъема / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина, С. А. Ляпцев С. // Нетрадиционные технологии и оборудование для разработки сложно-структурных месторождений полезных ископаемых: материалы Международной научно-технической конференции. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2005. - С. 83-87.

17. Двинин Л. А. Оценка износа проводников в вертикальных стволах шахт в зависимости от режима работы подъемных установок / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина С. А. Ляпцев // Математическое моделирование механических явлений: материалы Всероссийской научно-технической конференции. -Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2004. - С. 14-15.

18. Двинин Л. А. Номограммы подобия динамических режимов рудничного подъема / Л. А. Двинин, Л. Б. Двинина, С. А. Ляпцев // Современные проблемы науки и образования - 2013. - № 6. (приложение «Технические науки»). - С. 13.

Патенты и авторские свидетельства

19. А. с. 1146271 СССР, МКИ3 В 66 В 5/12. Устройство для контроля натяжения гибкого тягового органа подъемника: [СГИ им. В. В. Вахрушева и Государственный институт «Кривбасспроект»] / Г. А. Багаутинов, Ю. Г. Киричок, И. Н. Латыпов, Л. А. Двинин. - № 3684011/29-11; заявл. 23.09.83; опубл. 22.11.84, Бюл. № 11 - 3 с.

Подписано в печать 2013 г. Печать на ризографе.

Бумага писчая. Формат 60x84 1/16. Гарнитура Times New Roman. Печ. JI. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 49

Издательство УГГУ 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30 Уральский государственный горный университет Отпечатано с оригинал-макета В лаборатории множительной техники Издательства УГГУ

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО

«УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

04201451 423

Двинин Леонид Алексеевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ РУДНИЧНЫХ ПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВОК

Специальность 05.05.06 - «Горные машины»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор С. А. Ляпцев

Екатеринбург -2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................4

1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ И СИСТЕМ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ РУДНИЧНЫХ ПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВОК........9

1.1. Обзор современных методов исследований динамических режимов рудничных подъемных установок..........................................................................9

1.2. Состояние вопроса по системам защиты от аварийных режимов рудничных подъемных установок........................................................................17

1.3. Задачи исследований.......................................................................................28

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА МЕХАНИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ РУДНИЧНОГО ПОДЪЕМА МЕТОДАМИ ТЕОРИИ ПОДОБИЯ.....................................................................29

2.1. Тепловые потери в двигателе рудничного подъема при механическом торможении.............................................................................................................32

2.2. Границы номограмм подобия динамических режимов при механическом торможении рудничного подъема........................................................................37

2.3. Критериальные зависимости динамических показателей в условиях

механического торможения рудничных подъемных установок.......................41

Выводы....................................................................................................................50

3. КОНТРОЛЬ НАПУСКА КАНАТА ПРИ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ РУДНИЧНОГО ПОДЪЕМА................................................................51

3.1. Определение минимального зазора между проводником и направляющим устройством подъемного сосуда........................................................51

3.2. Определение длины напуска каната при аварийных режимах...................55

3.3. Математическое моделирование устройства для контроля напуска каната.........................................................................................66

3.4. Исследование осевого усилия в канате при различных режимах работы

шахтной подъемной установки.........................................................84

Выводы....................................................................................................................88

4. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОНТРОЛЯ

НАПУСКА ПОДЪЕМНОГО КАНАТА................................................89

4.1. Принцип действия и функциональные связи УКН......................................89

4.2. Передающее устройство УКН.......................................................................91

4.3. Приемное устройство УКН............................................................................92

4.4. Конструкторская реализация УКН................................................................94

4.5. Промышленные испытания опытного образца УКН..................................95

Выводы....................................................................................................................97

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................98

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК..................................................................99

ПРИЛОЖЕНИЯ...........................................................................................111

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Эффективность работы горного предприятия во многом обусловлены производительностью, безопасной эксплуатацией и энергосберегающими показателями рудничных подъемных установок.

Развитие рудничного подъема, связанное с увеличением глубины добычи полезных ископаемых, характеризовалось повышением грузоподъемности и скоростей движения механизмов подъема, вызывающих значительные динамические нагрузки в периоды разгона и торможения.

Для существующей системы параметров и показателей при оценке динамических режимов, определяющих производительность, размеры и вес оборудования, а также энергетические затраты, такие как расход энергии и нагрев двигателя, требуется достоверная информация по наиболее нагруженным переходным режимам. Это связано с тем, что на практике наблюдается не достаточно эффективное использование динамических режимов, связанное с повышенным расходом энергии (известно, что 75% мировой электроэнергии расходуется на работу электродвигателей), низкой производительностью установок, а также неоправданно большими капитальными затратами на шахтный подъем.

В 2008 г. на кафедре технической механики УГГУ были проведены исследования динамических режимов в условиях электрического торможения рудничных подъемных установок, в которых был применен подход, базирующийся на методах теории подобия. Такой подход в исследованиях позволил создать основанные на критериях подобия методы оценки переходных процессов рудничного подъема, способствующие обоснованию рациональных режимов как по энергозатратам, так и по другим показателям.

Для получения обобщающей информации по динамике тормозных режимов подъемных установок, используя методы подобия, необходимо исследовать тормозные режимы, обеспечиваемых механическим торможением на всем пути замедления. Критериальные номограммы подобия

позволяют оценить динамические режимы как при постоянном весе груза и переменной производительности, так и при переменном весе груза и постоянной, заданной производительности подъемной установки. С их помощью оказалось возможным определить экстремумы динамических показателей в виде минимумов одноразовых и часовых потерь тепла в двигателе, областей наивысших КПД, минимума эквивалентного усилия шахтного подъема,

Для повышения эффективности работы подъемных установок необходимо совершенствовать системы защиты от аварийных режимов. Это связано с тем, что применяемые в настоящее время системы контроля аварийных ситуаций не всегда обеспечивают своевременное срабатывание своих устройств, особенно при глубине стволов более 200 метров, что вызывает длительные паузы в работе подъемных установок, связанные с ликвидацией аварий после напуска каната в стволе шахты.

Все проводимые ранее работы, посвященные вопросам контроля напуска каната в целях защиты от аварий, были направлены на выявление отдельных особенностей рассматриваемых устройств. Однако в этих работах не применяется метод контроля, позволяющий контролировать аварийный режим посредством устройства, срабатывающего в определенный заданный промежуток времени при заданной величине осевого усилия в канате.

Таким образом, исследование вопросов динамики механического торможения рудничного подъема на основе теории подобия, а также разработка конструкции устройства для контроля напуска подъемного каната являются актуальной научно-технической задачей, отвечающей потребностям практики горнорудного производства.

Цель работы - повышение эффективности эксплуатации рудничных подъемных установок за счет обоснования рациональных динамических режимов механического торможения на основе критериальных номограмм подобия и разработки конструкции по контролю от напуска каната при аварийных режимах работы.

Идея работы заключается в установлении подобия динамических режимов рудничного подъема в условиях механического торможения, а также разработке системы защиты подъемных канатов от аварий.

Методы научных исследований: для решения поставленных задач использованы методы прикладной математики и динамики рудничного подъема, методы моделирования динамических процессов на основе теории подобия, методы теории механизмов и машин и теоретической механики.

Научные положения, выносимые на защиту:

• Из множества динамически подобных режимов рациональный режим может быть выбран по номограммам подобия на основе комплекта изолиний экстремальных показателей переходных процессов при механическом торможении.

• Экстремальными динамическими показателями режима механического торможения являются минимумы одноразовых и часовых потерь тепла в двигателе, области наивысших КПД, минимум эквивалентного усилия и мощности шахтного подъема, максимум относительной производительности установки.

• Определяющими показателями для контроля напуска каната являются величина осевого усилия в канате и время срабатывания устройства для контроля напуска каната.

Научная новизна результатов исследований заключается:

• в разработке метода исследований динамических режимов через переменную частоту операций, как при постоянном весе груза, так и при постоянной (заданной) производительности;

• в установлении критериальных экстремумов показателей динамики механического торможения на основе номограмм подобия;

• в разработке математической модели, определяющей параметры настройки устройства для контроля напуска каната по времени срабатывания и величине осевого усилия в канате.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций

подтверждается корректным использованием современных методов математического моделирования, построенных на критериях подобия, сравнением теоретических исследований с практическими данными по рудничному подъемному оборудованию и результатами исследований других авторов, расхождение между которыми не превышает (7... 10) %.

Практическая значимость работы состоит:

- в разработке методики обоснования рациональных динамических режимов в условиях механического торможения рудничного подъема на основе уравнений и номограмм подобия;

- в разработке системы защиты от напуска подъемного каната при аварийных режимах работы.

Личный вклад автора заключается в разработке методики обоснования рациональных динамических режимов рудничного подъема в условиях механического торможения на основе критериев подобия; в разработке комплекта номограмм подобия переходных процессов при механическом торможении; в разработке математической модели устройства для контроля напуска каната (УКН); в разработке конструкции УКН.

Реализация результатов работы. Разработанная методика обоснования рациональных динамических режимов на основе критериальных номограмм подобия может быть рекомендована предприятиям, проектирующим рудничные (шахтные) подъемные установки.

Разработанное устройство для контроля напуска каната прошло испытания на подъемных установках шахты «Черемуховская» ОАО «Севуралбокситруда» и на Хайдарканском ртутном комбинате; испытания показали, что УКН обеспечивает своевременное срабатывание систем контроля и защиты при аварийных режимах работы рудничного подъема.

Апробация работы. Основные положения и научные результаты обсуждались на международных научно-технических конференциях: «Нетрадиционные технологии и оборудование для разработки сложно-

структурных месторождений полезных ископаемых» (г. Екатеринбург 2005г.), «Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности» (г. Екатеринбург, 2006, 2008, 2009, 2013гг.), на всероссийских научно-технических конференциях «Математическое моделирование механических явлений» (г. Екатеринбург, 2004, 2007, 2011, 2013гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы: 18 печатных работ, из них 4 работы в рецензируемых журналах и изданиях; получено 1 авторское свидетельство на изобретение.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения и четырех глав, содержит 110 стр. машинописного текста, 30 рисунков, 1 таблицу, библиографический список из 129 наименований и приложений на 29 стр.

1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ И СИСТЕМ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ РУДНИЧНЫХ ПОДЪЕМНЫХ

УСТАНОВОК

1.1. Обзор современных методов исследований динамических режимов рудничных подъемных установок

Эффективность и техническая надежность рудничного подъема определяется высокопроизводительным и энергосберегающим оборудованием, оснащенным совершенными системами контроля и защиты от аварийных режимов работы.

Вопросам модернизации подъемных установок и их безопасной эксплуатации уделялось первостепенное внимание на протяжении всей истории развития добычи полезных ископаемых подземным способом.

Научные основы теории рудничного подъема заложены известными учеными, такими как М. М. Федоров, А. П. Герман, В. С. Тулин, Ф. В. Флоринский, Б. В. Уманский, Ф. Н. Шклярский.

Теория и практика рудничного подъема получили свое дальнейшее развитие в трудах российских ученых и инженеров А. С. Ильичева, Г. М. Еланчика, А. П. Нестерова, В. И. Киселева, 3. М. Федоровой, Б. Л. Давыдова, В. Д. Белого, С. А. Казака, С. Н. Кожевникова, М. С. Комарова, Г. Н. Василевского, Р. Н. Хаджикова, М. Я. Дурнева, Н. К. Правицкого, А. В. Песвианидзе, М. В. Мартынова, Л. Ф. Завозина, А. И. Илюхина, Б. А. Носырева, М. М. Шамсутдинова, А. И. Бороховича, А. Г. Степанова и др.

Выполненные ими исследования являются основой для разработки норм и требований для повышения эффективности эксплуатации подъемных установок.

В истории развития конструкций, методов исследований и расчетов подъемных установок, необходимо отметить следующие этапы.

Первые исследования по рудничному подъему были проведены в середине 19-го века профессорами А. И. Узатисом и П. А. Олышевым. В

этих исследованиях определялась зависимость статического движущего усилия от нагрузки на канат, а также изучались вопросы уравновешивания подъемных установок.

Далее профессором И. А. Тиме была разработана теория подъемных систем с паровым двигателем, а также рассмотрены вопросы уравновешивания и расчета подъемных канатов равного сопротивления.

Позднее, в связи с применением электродвигателей, возникла необходимость в исследованиях динамических режимов подъемных установок, определения нагрузочных диаграмм на электродвигатель, установления взаимосвязи динамики подъемных систем и характеристик двигателя. Ведущая роль в развитии теории подъема с электрическим двигателем принадлежала М. М. Федорову и А. П. Герману [1, 2, 3,].

Первое исследование динамики шахтного подъема было проведено М. М. Федоровым в его работе «Теория и расчет гармонического рудничного подъема» [4], в которой было выведено динамическое уравнение подъемных систем с органами навивки постоянного радиуса, служащее до настоящего времени основой для проектирования подъемных установок. В этой же работе была изложена теория динамического уравновешивания рудничных подъемных систем.

Позднее М. М. Федоровым был исследован вопрос об оптимальном поднимаемом грузе, о допустимой по правилам безопасности максимальной скорости подъема, об учете динамических нагрузок на подъемный канат [5, 6].

Герман А. П. разработал особый метод расчета подъемных установок с переменным радиусом навивки, основанный на использовании понятия о радиусе среднего витка [3]. В дальнейшем Германом А. П. были исследованы экстремальные нагрузки в подъемных системах, установлена классификация шахтных парашютов, написан первый фундаментальный учебник по шахтному подъему.

и

В 1928 г. проф. В. С. Макаровым было исследовано динамическое уравновешивание рудничного подъема с органами навивки переменного радиуса.

Труды проф. Ф. Н. Шклярского [7, 8, 9] были посвящены вопросам выбора скоростей и ускорений для рудничного подъема, электрификации подъема, постоянству момента вращения применительно к различным режимам работы подъемных двигателей, динамике рудничного подъема и др.

В 1925-1953 гг. акад. М. М. Федоровым, профессорами В. Б, Уманским, А. С. Ильичевым и Г. М. Еланчиком были проведены исследования по нахождению наивыгоднейшего динамического режима работы подъема, что дало возможность создавать более надежные и экономичные подъемные установки [10, 11, 12, 13, 14]. В связи со сложностью электрического оборудования подъемных машин важными являлись вопросы о выборе аппаратуры управления и защиты, об автоматизации управления подъемных двигателей, исследованные в трудах проф. В. Б. Уманского, проф. В. С. Тулина и др. [15, 16, 17, 18]. Подробное исследование уравновешивания подъемных систем приведено в трудах проф. Г. М. Еланчика.

В 1971 г. проф. Г. М. Еланчик в предисловии к работе «Выбор наивыгоднейших параметров шахтных подъемных установок» [19, 20, 21] отметил следующие важные моменты для дальнейшего развития и совершенствования теории рудничного подъема: «Выбор параметров шахтной подъемной установки является главной задачей теории шахтного подъема. Являясь основой всех расчетов, эта задача имеет определенное оптимальное решение. Исследование экстремальных задач шахтного подъема начинается с момента замечательного открытия акад. М. М. Федоровым в 1926 г. параметра динамического подобия, характеризующего разнообразие качественных различий шахтных подъемных установок и названного им константой динамического режима. Установление этой константы позволило акад. М. М. Федорову решить первую задачу

подобного рода. Дальнейшее развитие эта задача получила в интересных работах его первого последователя профессора доктора В. Б. Уманского, а впоследствии - в ценных трудах других выдающихся представителей его научной школы профессоров А. С. Ильичева, Б. Л. Давыдова, В. С. Тул�