№77-21
Аналіз крутильних властивостей гумотросового каната як композитного матеріалу при багатошаровому намотуванні
К.С. Заболотний1, О.В. Панченко1, М.В. Полушина1, М.В. Ковирєв1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2024, 77:230–238
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/77.230
АНОТАЦІЯ
Мета. Основна мета цього дослідження полягає в аналізі результатів теоретичного дослідження про вплив поздовжньої жорсткості каната на механізм деформації тіла намотування як композитного матеріалу на основі експериментальних даних.
Методикабазується на аналізі наукових робіт провідних фахівців у галузі машинобудування, що спеціалізуються на розробці підіймальних машин з гумотросовим канатом. Під час розробленні моделі крутильної жорсткості тіла намотування бобінних підіймальних машин використано методи математичного та фізичного моделювання, включно з методами планування багатофакторного експерименту та статистичного опрацювання експериментальних даних.
Результати. Розв’язуючи задачі на визначення жорсткості тіла намотки гумотросового каната, фізичну модель її бобінного органа уявили у вигляді гумометалевого шарніра. Після обробки результатів експерименту з визначення параметрів тіла намотки отримали аналітичний вираз для розрахунку крутильної жорсткості тіла намотування гумотросового каната.
Наукова новизна. Встановлено закономірності впливу параметрів гумотросового каната на крутильну жорсткість тіла його намотки. Жорсткість тіла намотки залежить від її зовнішнього діаметра квадратично, а локальна жорсткість – слабо. При малому числі витків жорсткість однорідного тіла перевищує локальну жорсткість, але сумарна податливість мала. Небезпека динамічних ефектів у бобінному підйомнику під час гальмування зростає при великому числі витків, коли жорсткість однорідного тіла набагато менша за локальну жорсткість. Загальну крутильну жорсткість тіла намотування можна визначати за запропонованою формулою з достатньою точністю для динамічного аналізу.
Практична значимість. Розроблена математична модель визначення жорсткості намотки гумотросового каната дозволяє знаходити такі значення параметрів бобінного підйомника, що дозволять уникнути небезпеки появи динамічних ефектів під час аварійного та робочого гальмування пристрою, викликаних крутильною жорсткістю тіла намотки.
Ключові слова: бобінна підіймальна машина, гумотросовий канат, багатошарова намотка, тіло намотки, композитний матеріал, крутильна жорсткість намотки.
Перелік посилань
1. Kolosov, D., Dolgov, O., & Kolosov, A. (2013). The stress-strain state of the belt on a drum under compression by flat plates. Annual Scientific-Technical Collection. Mining of Mineral Deposits, 1, 351–357.
2. Belmas, I., & Kolosov, D. (2011). The stress-strain state of the stepped rubber-rope cable in bobbin of winding. Technical and Geoinformational Systems in Mining, 211–214.
3. Belmas, I., Kogut, P., Kolosov, D., Samusia, V., & Onyshchenko, S. (2019). Rigidity of elastic shell of rubber-cable belt during displacement of cables relatively to drum.E3S Web of Conferences, 109, 00005. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900005.
4. 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.
5. 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.
6. Zabolotnyi, K., Panchenko, О., & 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
7. Kovyrev,M., Zabolotnyi,K., Panchenko,O., & Kukhar,V. (2024). Development of a model of rubber rope in multilayer winding as a composite material. Математичне моделювання. Науковий журнал,1(50), 64–76. https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(50)2024.305037
