Исследования проволок каната, подвергшихся действию ловителя Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

1. Латыпов И.Н. Исследование и разработка защиты от напуска каната при зависании сосудов в стволе: Автореф. дисс.... канд. техн. наук. Магнитогорск, 1972. 21 с.

2. Шамсутдинов М. М. Исследование влияния натяжения каната на условия эффективной и безопасной эксплуатации подъема: Автореф. дисс..канд. техн. наук. Свердловск, 1985. 22 с.

3. Устройство для защиты от напуска тяговых канатов шахтной подъемной уста-

новки: А.с.2161118 (СССР) / Чудогашев Е. В., Дмитриев Е. А. ,Желтовский Е.Ю Опубл. в Б.И. 1999, № 3.

4. Латыпов И.Н. Шахтные подъемные установки (Безопасность эксплуатации). Уфа: Гилем, 2005. 360 с.

5. Ловитель: А.с.541762 (СССР) / В.Ф. Меньшиков, И.Н. Латыпов, З.Г. Салихов и др.: №2120023/11/ Заяв. 03.04.1975; Опубл. в Б.И. 1977, №1.

— Коротко об авторе

Латыпов И.Н. - кандидат технических наук, доцент, зав. отделом проблем горнорудной промышленности, Институт проблем транспортировки энергоресурсов.

Рецензент канд. техн. наук, доцент В.В. Олизаренко, МГТУ им. Носова.

© И.Н. Латыпов, 2008

УДК 622.673.6:62-59 И.Н. Латыпов

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОВОЛОК КАНАТА, ПОДВЕРГШИХСЯ ДЕЙСТВИЮ ЛОВИТЕЛЯ

Проведение стендовых исследований процесса экстренного торможения каната аварийного сосуда ловителем [1] преследовало проверку изменений прочностных характеристик проволок каната при различных степенях обжатия последнего ловителем и установлений температурного предела торможения. Тепло, выделяемое в паре трения «ловитель - канат», распределяется между элементами ловителя и прово-

локами каната, участвующими в трении. При чрезмерном нагреве трущиеся поверхности приходят в состояние термической пластичности. Это служит причиной теплового изнашивания и изменения структуры поверхностного слоя контактируемых тел. Вопрос измерения температуры п оверхностей трущихся тел при исследовании явлений трения при всем многообразии способов измерения температур и. казалось бы, совершен-

стве современной аппаратуры остается пока открытым [2]. Регистрация температуры в динамических процессах для данного случая с помощью термопар или других приборов непосредственного измерения не представлялась возможной, поэтому был применен косвенный метод определения температуры по изменению микроструктуры и микротвердости контактируемых поверхностей, произведен соответствующий анализ и даны рекомендации граничных условий температурного режима торможения каната. Экспериментальные исследования велись на канате диаметром 20 мм конструкции ТК6*19+о.с. по ГОСТ 3070-56.

Для металлографического исследования были отобраны семь партий проволок каната, из которых одна не подвергалась действию ловителя, остальные шесть при протяжке каната были подвергнуты различным степеням обжатия. В партию включены все проволоки верхнего ряда пряди, т.е. по 13 штук. При изготовлении шлифов образцы проволок обрезались на участках с явными следами трения и

Рис. 1. Проволока каната, обжатая по■ витепем на 7,5 %, (шлиф № 9)

износа. Подготовленный прецизионный шлиф был использован для изучения поверхностного слоя проволок, участвующих в трении. Исследования поверхностного слоя велись на металлографическом микроскопе МИМ - 8М и прибором ПМТ - 3.

Исследованиями были установлены, что образцы шлифа № 2 практически не имели износа. А структура по всему сечению одинаково и не отличается от структуры образцов исходного шлифа № 1, представляющей собой сорбит. Образцы шлифов № 3 и № 4, как и образцы шлифа № 5, носят следы износа. При изучении структуры образцов наличия пленок окислов металла, и тем более изменения структуры поверхностного слоя, обнаружено не было. Образцы шлифа № 6 испытали значительный износ. На поверхности трения некоторых образцов шлифа № 7, соответствующих обжатию каната свыше 5 %, кроме износа был обнаружен белый слой, представляющий собой мартенсит (рис. 1). Толщина слоя в среднем не превышала 10-12 мкм. Переход сорбитовой структуры проволоки в мартенситную свидетельствует о резком возрастании температуры в зоне тр ения (до 723 С). Исследования шлифов № 8 и № 9 показали, что увеличение степени обжатия каната при его торможении вызывает еще более высокую температуру трущихся поверхностей, что естественно, приводит к переходу сорбита в мартенсит. Как видно из графика (рис. 2), возможность появления мартенситного слоя с некоторым коэффициентом запаса надо ожидать при обжатии каната на 5 % и с увеличением величины обжатия имеет тенденцию роста.

ff,

7ГС

№

590

4SC

J00

1 1 с Ч —

1 1

т

Г “ і і

Ü г 6

Рис. 2. Твердость поверхности трения проволок в зависимости от степени обжатия каната

Мартенситный слой обычно хрупок и обладает высокой твердостью (до 720-780 по Виккерсу или 59-61 по Роквеллу). Поэтому при изгибании каната на барабане и копровом шкиве мартенситная пленка может покрываться трещинами и стать концентратором напряжений, приводящих к разрушению проволок каната и к уменьшению срока службы каната.

Наличие износа и концентраторов напряжения в виде мартенситной пленки на поверхности проволок каната потребовало проведения испытаний последних на растяжение и перегиб. В каждом виде испытаний были исследованы 9 проб проволок, соответствующих различным степеням обжатия каната. Таким образом, каждая проба состояла из 78 проволок. Испытания проволок, а также статическая обработка полученных резуль-

татов проводились согласно ГОСТ 10446-63 и ГОСТ 1579-63.. Цель этих испытаний сводился к определению марки и группы прочности проволок каната по экспериментально найденному значению гарантированного поля допуска.

При обработке результатов испытаний проволок каната на растяжение было установлено, что временное сопротивление разрыву, марка и группа проволок и каната в целом не меняются в пределах допуска. Испытания проволок на перегиб показали, что при обжатии каната свыше 5 % и более происходит снижение стойкости на изгиб примерно на 8,2 %, поэтому необходимо констатировать, что марка и группа прочности проволок в этом случае ухудшаются.

Полученные результаты позволяют констатировать: ловитель применим в качестве устройства защиты от напуска при обжатии каната до 5 % включительно от его диаметра, так как при этом сохраняются марка и группа прочности проволок каната.

------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Латыпов И.Н. Шахтные подъемные установки (Безопасность эксплуатации). Уфа :Гилем, 2005. 360 с.

2. Браун Э.Д., Евдокимов Ю.А., Чи-чинадзе А. В. Моделирование трения и изнашивания в машинах. М.: Машиностроение, 1982. С. 20 - 32. S3E

— Коротко об авторе

Латыпов И.Н. - кандидат технических наук, доцент, зав. отделом проблем горнорудной промышленности, Институт проблем транспортировки энергоресурсов. Рецензент канд. техн. наук, доцент В.В. Олизаренко, МГТУ им. Носова.