CC BY
41
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛ1 ¡ТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА Том 104 1959 г:
КОНТРОЛЬ НАПУСКА КАНАТА НА ПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВКАХ
Н. И. КЛЫКОВ
(Представлено научным семинаром кафедры горной механики горного факультета;
Напуск каната возникает при постановке подъемного сосуда на жесткую опору. В процессе образования напуска происходит упругое сокращение каната. Как показали наши наблюдения и исследовании инж. В. Ф. Куцепаленко [1], особую опасность представляет свободный напуск, при котором происходит перегиб проволок в месте за-ланцировки нижнего конца каната. При трогании сосуда вверх вследствие напуска возникают динамические напряжения в канате.
Таким образом, для ограничения динамических усилий и для уменьшения износа проволок в месте запанцировки напуск каната должен быть не больше максимально допускаемой величины.
На практике имеют место: а) аварийный напуск, вызываемый заклиниванием опускающегося сосуда в стволе шахты; б) эксплуатационный нануск, возникающий при посадке сосуда под загрузку. Контроль аварийного и эксплуатационного напуска преследует совершенно различные цели. Аварийный напуск каната контролируется для того, чтобы в момент его образования произвести своевременную остановку подъемной машины и избежать падения сосуда с большой высоты, что может привести к обрыву каната. Эксплуатационный напуск контролируется с той целью, чтобы своевременно производить регулирование длины каната и этим уменьшать разрушение проволок в запанцировке и величину динамических усилий в канате.
Постоянный контроль заключается в том, что при образовании аварийного или максимального эксплуатационного напуска машинисту подъема подается соответствующий сигнал. При этом может быть предусмотрена и автоматическая остановка машины путем своевременного включения предохранительного тормоза. Периодический контроль напуска производится с целью определения фактической вытяжки каната и регулирования его длины.
Анализируя различные способы постоянного контроля напуска, их можно объединить в две группы: 1) по верхней части и 2) по нижней части рабочей ветви каната.
В первом случае на поверхности в определенном месте устанавливаются датчики или специальные устройства, срабатывающие при образовании напуска каната над сосудом. Большое распространение, например, получили для этой цели специальные контактные устройства, устанавливаемые у канатного окна (рис. 1). В момент образования напуска происходит провисание струны каната и срабатывает
П
контактное устройство, подающее сигнал машинисту или включающее предохранительный тормоз. Иногда применяются датчики, устанавливаемые непосредственно па канате и peai ирующж- на изменение усилий в канате.
Во втором случае датчики устанавливаются у подьемноги сосуда, з к сигнальным устройствам и предохранительным аппаратам прокладывается 'iоконроиодящам линия. В качества датчика может С Л V Ж И 'I Ь К ОН г р о ЛЬН ЫI i у Ч Н CT О К
каната (рис. 1:)7 отличающийся по цвету или имеющий радиоактивные изотопы. При опускании этого участка ниже определенного уровня срабатывает реле, подающее импульс в машинное отделение. Некоторое 11 ри м е п е и и с j t ол у ч ил s i та к ж е конта ктн ы е дат ч и к и в сочетании с радио или телефонной аппара гурой.
Указанные методы контроля напуска имеют свои преимущества и недостатки. Так, например, контроль паиуска по провисанию струны каната очень прост, надежей в эксплуатации, но недостатком это го метода являк^тся помехи, создаваемые колебаниями струны каната, что затрудняет настройку датчика. Метод установки датчиков на верхней части каната с применением специальных усилителей и постоянных источников питания сложен и малонадежен.
Методы контроля напуска 11 о н и ж м е м у у ч а е! к v каната применимы при любой глубине шахты и могут быть использованы для других целей, например для связи слесаря, осматривающего ствол, с машинистом подъема. Кроме того, применяемые устройства и этом случае могут быть настроены на срабатывание при заданной величине напуска. Недостатками этих методов являются сложность и ненадежность работы датчиков в условиях высокой влажности и запыленности, наличие токо-ведущей липни большой протяженности, постоянных источников питания и т. д. В заграничной практике для контроля напуска были попытки использовать радиопередатчики, устанавливаемые на сосудах, для дередачп сигналов в машинное отделение. Однако ввиду технической сложности, ненадежности в работе и высокой стоимости аппаратуры -тот способ на грузовых подъемах распространения не получил. Несколько проще является способ контроля напуска с применением пружинных контактных устройств у сосуда и изолированной проволоки внутри каната. Источники питания и сигнальные устройства могут быть расположены на подвижной части машины или в машинном отделении—
IHi С.
Схема контроля провисанию 1
нануска ■трупы.
каната по
при наличии токосъемных приспособлений. Внедрение этого способа возможно лишь в случае изготовления канатов с изолированной токо-п ро во д я ще й ж ил о й.
Область применения контроля напуска по ослаблению верхней части каната устанавливается следующим образом. При посадке сосу-
Рпс. 2. Схема контроля напуска по нижнему участку каната при применении реле, реагирующих на изменение положения контрольного участка каната.
1—иодъемньп'г сосуд; 2 контрольный участок каната; 3-- чуьстш'тельпый элемент реле; 1 —исполнительные контакты; 5--цепь сигнализации.
да или при его заклинивании в ната происходит при условии
Р Яо+^н • + /4,111 <
стволе шахты провисание струны ка-
Till j
F,
Ж К)
(1)
где р вес 1 м длины каната, кг\м\
//л—длина отвеса каната, м\
Гик F u I
сила инерции свисающеися -сила инерции шкива, кг;
части каната, кг;
Fc — составляющая веса струны каната
кг :
^тш—сила трения оси шкива в подшипниках, приведенная к окружности шкива, кг; /Чк—сопротивления гибкого трения каната, кг;
—сила сопротивления, обусловленная жесткостью каната, кг. ()пределение величин, входящих в вы[)ажение (1), производится по общепринятой методике. Подставив эти величины в выражение (1) и произведя некоторые преобразования, получим максимальную длину
отвеса каната
Н.
каната, при которой возможно применение контроля напуска но провисанию струны
Lc' sin р
/ndn
д„
81П
ЬА
/Л,
р
1 _и р
/Л,
J
(2>
€J
f-
■ L,
3
Л d0
Цн—диаметр шкива, Рт - абсолютный вес
•длина струны каната, м;
угол наклона струны каната к горизонту, град; коэффициент трения между втулкой и осью шкива;
диаметр оси шкива, м;
щ
шкива,
е >1
7U
кг;
dD2.....маховой момент шкива, кг/м2;
/—замедление движения каната, м/сек-; ускорение силы тяжести (g 9,8 м сек2); основание натуральных логарифмов (в - 2,718); /—коэффициент трения между канатом н ободом шкива; у—угол- обхвата шкива канатом, рад.; 5ж—коэффициент жесткости каната.
Коэффициент жесткости каната при напуске может быть опреде-нз выражения
;ж^12о-10 (3)
/ 1 Р ' ик -диаметр каната, мм.
Многочисленные расчеты для конкретных производственных утопий показывают, что данный метод контроля напуска применим при
длине отвеса каната, не превышающей 120— 150 м. Экспериментальная проверка этого метода на подъемах Кузбасса подтверждает вышеизложенное. Так, при искусственном образовании напуска на скиповых подъемах с глубиной ствола 80— 120 м (шахты „Физкультурник", „Андреевская - 2й и др.) машинисту подавался соответствующий сигнал. На других подъемах, где глубина ствола составляла 200—400 м, устройства для подачи сигнала машинисту не срабатывали. Однако описанный метод пригоден для контроля аварийного напуска, так как застревание сосуда происходит обычно в верхней части ствола.
До разработки простого и надежного способа контроля напуска по нижней части каната для глубоких шахт рекомендуется проводить периодический контроль напуска путем его измерения. Для этой цели на расстоянии 5—8 м от подъемного сосуда к канату прикрепляются специальные блоки с зажимами (рис. 3), через которые перекидывается гибкий шнур. Один конец шнура прикрепляется к сосуду, а к другому подвешивается груз. При натянутом канате подвижные метки А и В на ветвях шнура совмещаются и сосуд вместе с наблюдателем опускается в шахту до установки на посадочные устройства и образования свободного напуска
Л5
Рас. 3. Схема измерения напуска каната с помощью подвесного блока.
A L
9
(4)
где А 5—расстояние по вертикали между метками, м.
Величина эксплуатационного напуска при точной остановке сосу дов составит
1 4
л/
А/,
СИ
1г
(5)
где //пр--превышение сосудом уровня разгрузки в момент измерения, м. Величина возможного напуска в этом случае составит
где Л1и< -высота переподъема, на которую настроены концевые выключатели, м.
Работа подъемной установки может считаться нормальной, если при точной остановки сосудов свободный напуск отсутствует, а величина возможного напуска не превышает 0,2 м. В противном случае необходимо производить регулирование длины канатов.
А /.
нн
А 1,п + /7
(6)
ЛИТЕРАТУРА
1. К V а е и а л е и к о В. Ф. Исследование напуска шахтного подъемного каната-Безопасность труда в промышленности, № 2, 1959.
