№75-15
Обґрунтування алгоритму вибору параметрів композитної футерівки барабанів шахтових підіймальних машин
К.С. Заболотний1, О.В. Панченко1, В.Ю. Кухар1, О.Л. Жупієв1, М.В. Полушина1, Т.В. Москальова1, О.В. Анциферов1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2023, 75:148-160
https://doi.org/10.33271/crpnmu/75.148
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Виконати аналіз напружено-деформованого стану в циліндричних барабанах шахтових підіймальних машинах. Вивчити вплив параметрів жорсткості еластичного футерування, виконаного з композитного матеріалу, та лобовини барабана на розподіл напружень в його обичайці. За результатами аналізу необхідно ідентифікувати оптимальні конструкційні характеристики покриття, які дадуть змогу мінімізувати ці напруження.
Методика. Проведено теоретичний аналіз наявних наукових досліджень у цій сфері машинобудування. На його основі було розроблено алгоритм визначення найбільш ефективних параметрів футерування. Виявилось, що застосувавши напіваналітичні методи розрахунку, можна з більшою точністю оцінити вплив геометричних і жорсткісних властивостей конструкції на інтенсивність напружено-деформованого стану в барабанах шахтових машин.
Результати. Аналіз напружено-деформованого стану в циліндричних барабанах шахтових підіймальних машинах виявив дві ключові зони напружень в його обичайці, інтенсивність яких безпосередньо залежить від радіальної та згинальної жорсткості лобовини. Застосування розробленого алгоритму створює можливість суттєво знизити рівень напружень у металевій обичайці барабана в середньому приблизно на 20 %. Завдяки цьому буде підвищено міцність і довговічність конструкцій.
Наукова новизна. У дослідженні запропоновано підхід до визначення оптимальних параметрів еластичного футерування. Уперше продемонстровано, як, скориставшись еластичним покриттям із композитного матеріалу можна поліпшити характеристики підйому та продовжити термін експлуатації канатів.
Практична значимість. Застосування результатів дослідження має сприяти підвищенню ефективності й надійності шахтових підіймальних машин, а також зниженню ризиків припинення їхньої роботи через зменшення напружень у металевих обичайках барабанів.
Ключові слова: напружено-деформований стан, циліндричний барабан, підіймальна машина, еластичне футерування, композитний матеріал, жорсткість лобовини, алгоритм оптимізації, зниження напружень, підвищення довговічності.
Перелік посилань
1. Zabolotny, K., Zhupiev, O., & Molodchenko, A. (2015). Analysis of current trends in development of mine hoists design engineering. New Developments in Mining Engineering 2015: Theoretical and Practical Solutions of Mineral Resources Mining, 175–179.
https://doi.org/10.1201/b19901-32
2. Ilin, S.R., Samusia, V.I., Ilina, I.S., & Ilina, S.S., (2016). Influence of dynamic processes in mine hoists on safety exploitation of shafts with broken geometry. Scientific bulletin of the National Mining University, 3, 42–47.
3. Zabolotnyi, K.S., Zhupiiev, O.L., & Sosnina, Ye.M. (2012). Study of deflected mode of mine winder split drums. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (1), 82–88.
4. Zabolotnyi, K., Zhupiiev, O., & Molodchenko, A. (2018). The effect of stiffness of shoe brakeelements on the distribution of contact pressures. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (2), 39–46.
https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-2/3
5. Zabolotnyi, K., Zhupiiev, O., & Molodchenko, A. (2017). Development of a model of contact shoe brake-drum interaction in the context of a mine hoisting machine. Mining of Mineral Deposits, 11(4), 38–45.
https://doi.org/10.15407/mining11.04.038
6. Moskalyova, T.V., Polushyna, M.V. (2015). Cross way of fastening steel ropes to a singledrum mine hoisting plant with the location of pulleys on the same axis. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (3), 56–62.
7. Zabolotnyi, K., Panchenko, O., Zhupiiev, O.(2019). Development of the theory of laying a hoisting rope on the drum of a mining hoisting machine. E3S Web of Conferences, 109, 00121.
https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900121
8. Zabolotnyi, K.S., Zhupiiev, O.L., Symonenko, V.V. (2022). Substantiating the methods for calculating the split cylindrical drums of mine hoisting machines with increased rope capacity. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (5), 60–67.
https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-5/060
9. Zabolotny, K., Zinovyev, S., Zupiev, A., & Panchenko, E. (2015). Rationale for the parameters equipment for rope dehydration of mining hoisting installations. New Developments in Mining Engineering 2015: Theoretical and Practical Solutions of Mineral Resources Mining, 275–283.
https://doi.org/10.1201/b19901-49
10. Zabolotnyi, K.S., Panchenko, O.V., Zhupiiev, O.L., & Polushyna, M.V. (2018). Influence of parameters of a rubber-rope cable on the torsional stiffness of the body of the winding. Scientific bulletin of the National Mining University, 5, 54–63.
https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-5/11
11. Zabolotny, K., Panchenko, E. (2010). Definition of rating loading in spires of multilayer winding of rubberrope cable. New Techniques and Technologies in Mining, 223–229.
