книги / Стационарные установки шахт

пряди:

а) с линейным касанием проволок между слоями при одинаковом числе проволок в каж­ дом слое и отличными диаметрами проволок между слоями — тип ЛК-0 (рис. 4.119, а)\

б) с линейным касанием проволок между слоями с различным количеством проволок в слоях, одинаковыми (или различными) про­ волоками в первом слое и различными в осталь­ ных (Уоррингтон) — тип ЛК-Р (рис. 4.119, б), ЛК-PO (рис. 4.119, б), ЛК-PP (рис. 4.119, г);

в) с линейным касанием проволок между

слоями и проволоками заполнения — тип ЛК-3 (Филлер, рис. 4.119, в);

г) с точечным касанием проволок — тип ТК (рис. 4.120, а);

верхностного контакта.

5.По способу свивки — на раскручивающие­

чивающиеся канаты отличаются от раскру­ чивающихся тем, что пряди в канате и проволо­ ки в прядях не подвержены воздействиям внутренних силовых факторов, благодаря чему канат при его свободных концах не распле­ тается и сохраняет свою форму. Достигается это путем применения при свивке прядей и канатов различного рода преформирующих устройств, рихтовки, глубокого пластического обжатия и других способов. Нераскручивающиеся канаты гораздо более эффективны в эксплуатации по сравнению с раскручивающимися благодаря

чения и других факторов. По этой причине канаты перед навеской необходимо подвергать предварительной вытяжке растягивающим уси­ лием, составляющим (0,5—0,7) Рс (Рс — сум­ марное разрывное усилие). В настоящее время способ предварительной вытяжки успешно внедряется в практику эксплуатации. Особенно большое значение имеет предварительная вы­ тяжка канатов для многоканатного подъема, где очень важно иметь канаты с одинаковыми геометрическими и механическими характе­ ристиками.

Шахтный подъемный канат в процессе экс­ плуатации подвергается сложным динамиче­ ским и статическим нагружениям. Силовые факторы, воздействующие на канат, классифи­ цируются следующим образом:

растягивающие продольные статические силы собственного веса каната и поднимаемого груза; динамические продольные усилия в момент загрузки и разгрузки подъемного сосуда (скипа

или клети); динамические продольные усилия во время

трогания с места и ускоренного движения со­ суда;

динамические продольные усилия во время равномерного движения сосуда, возникающие вследствие динамического взаимодействия со­ суда с проводниками жесткой армировки ствола и ударов на стыках проводников;

динамические продольные усилия во время рабочего и аварийного (предохранительного) торможений подъемной машины;

изгибающие динамические моменты в отдель­ ных проволоках каната у прицепных устройств из-за поперечных колебаний каната;

изгибающие моменты в проволоках при на­ вивке каната на барабан и его пробегании через копровой или канатоведущий шкив;

контактные силы в проволоках, соприкасаю­ щихся друг с другом и с поверхностью желоба барабана или шкива;

крутящие моменты в канате и в отдельных проволоках.

Перечисленные силовые факторы определяют сложное напряженное состояние проволок ка­ ната, и от их совокупного действия зависит в конечном счете работоспособность и долго­ вечность каната в целом.

Учет всех этих факторов в расчете представ­ ляет значительные трудности прежде всего в силу того обстоятельства, что канат является достаточно сложным механическим объектом, состоящим из множества деталей (проволок), взаимодействующих друг с другом.

Расчет подъемных канатов в соответствии с правилами безопасности производится по максимальной статической нагрузке без учета динамических изгибных и контактных напря­ жений по регламентируемым запасам прочно­

Величина Рс определяется как сумма раз­

рывных усилий по результатам испытаний отдельных проволок перед навеской нового каната. При этом проволока, не выдержавшая испытания на перегиб и разрыв, в расчет сум­ марного разрывного усилия не принимается. Агрегатная прочность каната Ра, определяемая при испытании каната целиком, ниже Рс вслед­ ствие того, что в свитом канате проволоки при действии осевой растягивающей нагрузки нахо­ дятся в сложном напряженном состоянии. При этом Ра= kPCf где коэффициент k зависит от

характера свивки каната и принимает следую­ щие значения: 0,9 — для канатов однородной и двойной свивки с однослойными прядями; 0,85 — для канатов двойной свивки с двух­ слойными прядями; 0,82 — для канатов двой­ ной свивки с трехслойными прядями; 0,7 — для канатов двойной свивки с металлическим сердечником.

Максимальное значение статической нагрузки на канат при вертикальном подъеме прихо-

7 2 3 В О Т А Н А К Т Е Ч С А Р И Р О Б Ы В . 9 §

1405

1635

.1 850

2 110

2 390

2 911

3 490

3 845

4220,8

5016

5740

6535

7385

8431

9546

11 650

Расчетное разрывное усилие, (не менее), кгс, для маркировочных групп по временному сопротивлению разрыву, кгс/мм*

2 3 В О Т А Н А К Т Е Ч С А Р И Р О Б Ы В .9 $

дится во всех случаях на точку набегания ка­ ната на направляющий копровой шкив при крайнем нижнем положении полностью загру­ женного подъемного сосуда, если уравновеши­ вающий канат отсутствует или его линейный вес меньше линейного веса головного каната (1 вариант), или в крайнем верхнем положении груженого сосуда, если линейный вес уравно­ вешивающего каната превосходит линейный вес головного каната (II вариант). При этом линейный вес головного каната для I варианта (рис. 4.123, а) определяется по формуле

портируемого груза и сосуда (скипа или клети с учетом прицепных устройств); ав — времен­ ное сопротивление разрыву металла проволок; т — запас прочности; у 0 — приведенная

плотность каната, зависящая от плотности металла проволок и конструкции каната; К —

отношение линейного веса уравновешивающего

от верхней приемной площадки до оси копро-

Q б

Рис. 4.123. Общая схема неуравновешенных и уравно­ вешенных барабанных подъемных установок

вого шкива; hn — длина петли уравновешива­

ющего каната.

Для круглопрядных канатов двойной свивки у 0 = 9400 кге/м3, для канатов закрытой кон­ струкции у 0 = 8700 кге/м3, для трехграннопрядных канатов у 0 = 9200 кге/м3.

В формулах (4.38) и (4.39) согласно прави­

и (4.39), а также согласно принятому в расчете значению ав подбирают из соответствующего ГОСТа канат с ближайшим большим линейным весом. Затем по формуле (4.37) подсчитывают фактический запас прочности каната.

Для шахт глубиной более 600 м Правилами безопасности допускается производить расчет канатов по переменным запасам прочности.

°В

т.е. с увеличением высоты подъема запас проч­ ности уменьшается, однако величина т не

должна быть менее 4,5 для грузовых подъемов и менее 5 для людских и грузо-людских подъ­ емов.

При расчете каната для вертикальных ство­ лов глубиной более 600 м вместо формулы (4.40) можно пользоваться соотношением

Рс = т0(Qc + Qrp)

и по расчетному значению суммарного разрыв­ ного усилия Рс из ГОСТа выбирать канат с бли­

жайшим большим значением Рс, а затем опре­ делять фактический запас прочности по фор­ муле (4.37).

В основе расчета каната по шкале перемен­ ных запасов прочности лежит следующий принцип.

С увеличением высоты подъема верхнее се­ чение каната воспринимает возрастающую на­ грузку от собственного веса (при постоянном весе груза и сосуда), но вместе с тем и увеличи­ ваются амплитуды динамических сил, обуслов­

ленных колебаниями распределенной по всей длине массы каната. Для сохранения примерно постоянного значения амплитуд динамических сил следует соответствующим образом умень­ шать массу каната по сравнению с теми значе­ ниями, которые получаются при расчете ка­ ната с постоянным запасом прочности. Исходя из этого фактический запас прочности будет зависеть от длины каната таким образом, что при увеличении длины значение т умень­

шается, как видно из формулы (4.41). Важным параметром, определяющим работо­

способность каната, является отношение диа­

метра шкива и барабана к диаметру каната

Это отношение для барабанных подъемных установок регламентируется правилами безо­

пасности а ^' 79.

Уменьшение этого значения влечет за собой увеличение изгибных и контактных напряже­ ний в проволоках, что обусловливает более быстрый выход каната из строя.

При расчете каната для наклонных подъем­ ных установок необходимо учитывать угол наклона выработки к горизонту а и силы

трения при движении сосуда и каната. В этом случае максимальное значение статической на­ грузки составляет (рис. 4.124)

где /х — коэффициент сопротивления движе­ нию подъемного сосуда; / 2 — коэффициент тре-

Рис. 4.124. Общая схема подъемной установки наклон­ ного ствола:

/ _ подъемная машина; 2 — направляющий шкив; 3 — подъ­ емный канат; 4 — подъемный сосуд; 5 — поверхность почвы; 6 — поддерживающий ролик

ния при перемещении каната по роликам и почве; L — длина подъема; I — расстояние от

верхней приемной площадки до оси копровых шкивов.

Линейный вес каната определяется с по­ мощью соотношений (4.42) и (4.37):

По расчетному значению линейного веса вы­ бирается канат по соответствующему ГОСТу, откуда выписываются данные о диаметре ка­ ната, его конструкции, фактическом линейном весе и суммарное разрывное усилие. Затем по формуле (4.37) определяется фактический за­

наты, соответствующие: ГОСТ 7665—69 ЛК-3

+ 1 о. с. (рис. 4.125, б); ГОСТ 7679—69 ТЛК-О 6x31 (1 + 6 + 12 + 12) + 1 о. с. (рис. 4.125, в, табл. 4.50).

При этом должны применяться канаты только крестовой свивки с предварительной деформа­ цией прядей (нераскручивающихся).

Расчет канатов для наклонного подъема по шкале переменных запасов прочности не произ­ водится.

Рис. 4.125. Канаты подъемных установок наклонных стволов

Таблица 4.49

1 2 ,0

1 3 .0

1 4 .0

1 5 .0

16.5

17.5

19.5

20 .5

22 .0

2 3 .0

2 5 .5

2 8 .0

3 0 .5

3 2 .5

3 5 ,0

(3 7 .0 )

39 .0

41 .0

43 ,5

46 .0

Д и а м е т р

кон -

тр ол ь н оЛ

6п р о ­

вол ок

1,05

м о

1 ,2 0

13 °

1 ,4 0

1 ,5 0

1 ,7 0

1 ,8 0

1 ,9 0

2,0 0

2,2 0

2,4 0

2,6 0

2,8 0

3,0 0

3,2 0

3,4 0

3.6 0

3.8 0

4,0 0

мм

п р о в о л о к и

1 -го сл о я (в н у т р е н ­ н его )

54 п р о ­ в о л о к и

0 ,5 0

0 ,5 5

0 ,6 0

0 ,6 5

0 ,7 0

0 ,7 5

0 ,8 5

0 ,9 0

0 ,9 5

1 ,0 0

1 .1 0

1 ,2 0

1 ,3 0

1 ,4 0

1 ,5 0

1 .6 0

1 ,7 0

1 ,8 0

1,90

2 ,0 0

2 -г о сл о я ( н а р у ж ­ н о г о )

54 п р о ­ в о л о к и

0 ,9 5

100

1 .1 0

1 ,2 0

1 ,3 0

1 ,4 0

1 ,5 0

1 ,6 0

1 ,7 0

1 ,8 0

2,0 0

2,2 0

2,4 0

2,6 0

2,8 0

2,9 0

3,0 0

3,2 0

3,4 0

3,6 0

м а сса 1000 м с м а з а н н о г о к а н а т а , к г

5 3 0

5 9 7 ,5

719

85 2 ,5

99 6 ,5

1155

13 7 0

1551

17 45

19 5 0

23 9 0

28 80

34 1 0

39 9 0

46 1 0

5035

t;

6201

69 7 5

77 9 0

Р а с ч е т н о е р а з р ы в н о е Ус и л и ^

*т “ ® " и и ю Кр а з р й в у МТ с / » ш «

И К В О Н А Т С У Е Ы Н М Е Ъ Д О П ’ 4 Плава 332