1. Подъемные канаты для вертикального подъема

С целью обобщения фор-

A A

^Smin

мул для расчета подъемных ка- натов рассмотрим многоканат- ный подъем с тяжелыми хво-

^Smax

Q+Q'

h΄

m_о; a_з

Н₀

m_п; a_з Q'

Н

n; р

ВПП

Н_ш

h_п

n_х; р_х

^hзу

0.0

УГР

НПП

h_х

стовыми канатами (ТХК). Част- ные случаи при другой степени статического уравновешивания: с легкими (ЛХК) и равновесны- ми (РХК) канатами и без хво- стовых канатов (БХК) – выте- кают из расчетных формул для системы с ТХК.

При многоканатном подъ- еме полагают, что подъемные канаты воспринимают равные доли от массы концевого груза и уравновешивающих канатов и общий запас прочности всех ка- натов, даже равномерно загру- женных, остается неизменным.

Наибольшее натяжение

Рис.4. Схема к расчету канатов вертикальных подъемных установок; m_п и m_о – масса поднимающихся

и опускающихся ветвей каната;

а_з – замедление при торможении

16

подъемные канаты будут испы- тывать при положении груже- ного подъемного сосуда у ВПП (рис.4).

Уравнение прочности для всех канатов в опасном сечении АА

nf_о []_p = g[Q + Q ' + nph+ n_xp_x (H + h_x)],

где f_o – суммарная площадь поперечного сечения проволок в каждом канате, м²; []_p – допускаемое напряжение в проволоках каната при растяжении (маркировочная группа), Па, []_p = _в / k_ст; n и n_x – число канатов соответственно головных и хвостовых; р и р_х – масса еди- ницы длины канатов соответственно головных и хвостовых, кг/м; h– расстояниеот ВПП до оси органа навивки, м; Н – высота подъема, м; h_x – длина петли хвостовых канатов, м; k_ст – статический запас прочности каната, определяемый по правилам безопасности.

Обозначим

n_x p_x = np + p; Н_о = h+ Н + h_x,

где р – превышение массы хвостовых канатов над головными, кг/м,

р 0; Н_о – общая длина отвесов каната, м.

Тогда

nf_o []_p = g[Q + Q + npH_o + p(H + h_x)]. (10)

Приизвестных n, Q, Q , H_o, p, _в, k_ст уравнение(10) содер- жит две неизвестные величины.

Для составления второго уравнения воспользуемся следую- щим положением. Масса 1 м сплошного стержня с поперечным се- чением f_o составит p= f_o (где – плотность стали, = 7800 кг/м³).

Фактически длина проволок каната из-за спиральности их формы превышает длину каната. За счет этого, а также наличия сер- дечникаисмазки каната p pилиp = cf_o (где с > 7800 кг/м³), поэто- му f_o = p / с.

Обозначив 1/ с = _св (где _св – коэффициент свивки каната) получим второе уравнение

f_o = _св р. (11)

В зависимости от конструкции каната (его формы, парамет- ров свивки), технологии изготовления, наличия сердечника и смазки коэффициент _св имеет следующие значения, (м³/кг)·10 ^{– 4}:

17

Круглопрядный (ГОСТ 7668-80)	1,07-1,08
Трехграннопрядный (ГОСТ 3085-80)	1,04-1,06
Закрытый (ГОСТ 10506-76; ГОСТ 10508-76)	1,16-1,18
Плоский (ГОСТ 3019-80; ГОСТ 3092-80)	0,95-1,00

Решая совместно уравнения (10) и (11), найдем

¹ [Q Q^p(H h )]

n

x

р  . (12)

^λсв

g

σ_в

^kст

• H ₀

Для вертикальных одноканатных установок в рудной про- мышленности следует применять оцинкованные круглопрядные ка- наты с линейным и точечно-линейным касаниемпроволок,с марки- ровочной группой прочности 1,610⁹ Па; допускается применение канатов с маркировочной группой 1,810⁹ Па. Для одноканатных установок угольной промышленности – оцинкованные канаты (ГОСТ 7668-80) крестовой свивки нераскручивающиеся с маркиро- вочной группой 1,610⁹ Па. Для многоканатных установок следует применять оцинкованные канаты ГОСТ 7668-80 (ТУ 14-4-667-75) с маркировочной группой прочности 1,610⁹ Па.

Предварительный обоснованный выбор числа подъемных канатов для МК-подъема может быть произведен из следующих данных [4]:

Тип подъемной машины	2,1 4	2,25 4	2,25 6	2,8 6	3,25 4	4 4	5 4	5 6	5 8
Масса полезного груза, т	8	12	15	22	17,5	25	35	50	50
Разность натяжений, кН	80	120	150	220	175	250	350	500	500
Число канатов	4	4	6	6	4	4	4	6	8

Допускается определять минимальный диаметр каната в со- ответствии с выражением [6]

18

^dmin ^

¹ Q Q^

n _,

_р

^kст

h^(H h )

_* _g ^x

где γ^* =

p / Q_c

• фиктивная (приведенная) плотность каната, кг/м;

p p / d ²

• расчетный параметр;

Q F / d ²

• расчетный параметр;

d – диаметр каната, мм; F – суммарная площадь сечения всех прово- лок каната, мм²; λ = n_x p_x / np – соотношение масс 1 м хвостовых и головных канатов.

c

Значения расчетных параметров наиболее употребительных канатов показаны ниже:

ГОСТ	3079-80	3085-80	3088-80	3091-80	7668-80	7669-80
Qc	0,363	0,502	0,420	0,310	0,389	0,470
q , кг/м	3572	4376	4220	3058	3820	4212
γ*, кг/м3	9840	8717	10048	9864	9820	8962

Критерием правильности выбора подъемного каната явля-

ется фактический статический запас прочности

^kст.ф ^,

который

должен иметь значения не ниже предусмотренных правилами безо- пасности [11].

По расчетному значению р из таблиц соответствующих ГОСТов выбирают канат с ближайшей большей линейной массой р_ф и достаточно высоким пределом прочности _в

nS

^kñò.ô ⁼

g[Q Q^npH



₀ р( H h_x )]

k_{ст ПБ} ,

(13)

где S_– суммарное разрывное усилие всех проволок каната, Н.

Окончательно

^k определяют после выбора уравновеши-

ПБ

ст

вающих канатов, если они тяжелее головных. Для глубоких шахт (более 600 м) следует применять пониженные статические запасы прочности (табл.2), но при этом коэффициент безопасности k_б дол- жен удовлетворять требованиям ПБ:

19

^kб.ф

_ nS_{ }

g(Q Q^)

k . (14)

б

ПБ

^{Значения} k ^и k

ст

ПБ

cт_б

Таблица 2

Тип и назначение подъемной установки	Глубина шахты, м
	До 600 м	Свыше 600 м

Одноканатный подъем

Грузовой	6,5	8,5	4,5
Грузолюдской	7,5	10	5,0
Людской	9,0	13	5,0
Со шкивом трения
Грузовой	8	11,5	4,5
Грузолюдской и людской	8	11,5	5,0
МК-подъем со шкивом трения
Грузовой	7	9,5	4,5
Грузолюдской и людской	8	11,5	5,0

Для систем с другойстепенью уравновешенности (слегким и равновесными хвостовыми канатами, а также при их отсутствии) в формулах (12) и (13) полагают, что р = 0.

Если выбранный по ближайшим меньшим параметрам стан- дартный канат не удовлетворяет нормам прочности, то находят ка- нат с ближайшим большим диаметром и соответствующими значе- ниями линейной массы, предела прочности и суммарного разрывно- го усилия всех проволок.

Окончательно выбранный канат должен удовлетворять нор- мам ПБ [11].