Файл: Баклашов, И. В. Расчет, конструирование и монтаж армировки стволов шахт.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 97

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ОРГ

— лобовая жесткость проводника, спарепыого с основ­

С0 = ——

Ci,

ным проводником;

С2 — жесткости распорных поперечных расстрелов, опре- •

 

деляемые согласно рекомендациям, изложенным в §8.

Кроме указанных параметров в формулу (Ѵ.72) входят: деформа­

ционные параметры А 0, А х, А 2, ах, ау системы, моменты инерции J np х (t) и / пр у (t) поперечного сечения проводника, боковая Ср ѵ (t)

и

лобовая

Ср у (t)

жесткости несущего расстрела, момент инерции .

/ р

2 (і) и

площадь

Fр (<) поперечного сечения несущего расстрела,

боковая

Сп

с х и

лобовая Сп с у жесткость подъемного сосуда,

шаг армировки Z, проектные конструктивные зазоры Ах и А'у, рас­ четные параметры их и иу эксплуатационного состояния армировки. Перечисленные параметры определяются согласно рекомендациям, изложенным выше применительно к формуле (Ѵ.50), с учетом кор­ розийного и механического износа элементов армировки.

Характерная особенность напряженного состояния элементов армировки заключается в том, что оно изменяется от минимального до максимального значения при каждом цикле подъема и максималь­ ный уровень напряжений с течением времени увеличивается в резуль­ тате механического и .коррозийного износа. Иными словами, опре­ деленные выше максимальные напряжения R(t) в проводниках и расстрелах увеличиваются в процессе эксплуатации и многократно повторяются. Причем число циклов нагрузки равно числу циклов подъема. Совершенно очевидно, что при указанных циклических напряжениях предельное состояние армировки из условия накопле­ ния усталостных повреждений может наступить гораздо раньше, чем предельное состояние из условия прочности проводников (Ѵ.50) и расстрелов (Ѵ.72).

На практике неоднократно были зафиксированы случаи потери несущей способности элементов армировки в результате появления в них усталостных повреждений. Так, например, на стволе «Новый» шахты № 17—17-бис после 4 лет работы скипового подъема при скорости 9 м/с началось усталостное разрушение проводников.

Произвести количественную оценку накопления усталостных повреждений можно следующим образом [61, 62]. В момент эксплуа­ тации Z, уровню напряжений R (іх), вычисленному для проводни­ ков по формуле (Ѵ.51), а для расстрелов по формулам (Ѵ.73), (Ѵ.74) и (Ѵ.75), соответствует определенное число циклов нагрузки пп на кривой усталости, необходимое для полного разрушения эле­ мента,

Я (* і) = Ф і(»п ).

(Ѵ .78)

Введем условную величину D, называемую мерой повреждения элемента армировки, которая является неубывающей функцией времени эксплуатации Z, равной нулю в начальный момент эксплуа­ тации и единице в момент полного разрушения элемента [63]. Если

194

число циклов нагрузки в год, соответствующее числу циклов подъема в год, равно ?г0, то приращение меры повреждения за один год экс­ плуатации составляет

откуда получим

і?(і1) = Фа(Я0).

Используя последнее уравнение, запишем приращение меры повреждения D0 как некоторую функцию времени

0о= Ф(*і)-

Тогда мера повреждения за время эксплуатации армировки t, пред­ ставляющая количественную оценку накопления усталостных повре­ ждений, равна

(ѵ -79)

О

Вычисление интеграла (Ѵ.79) в общем виде представляет опреде­ ленные трудности. - Поэтому укажем приближенный метод решения задачи, обеспечивающий точность, вполне приемлемую для инженер­ ных расчетов. Функция времени R (гг) близка к линейной в интер­ вале от R (0) до R (t) и может быть представлена следующим образом:

R(t1) = R{ 0 ) +

Rlt)- R-@

h 1,

(V .8 0 )

где R (0) — уровень напряжений

в начале

эксплуатацпи;

 

R (t) — уровень напряжений в расчетный момент эксплуата­ ции t.

Уравнение кривой усталости с допустимой погрешностью можно представить в виде

Ф і К Н Д в + Я і е ^ Ч

(Ѵ.81)

где R B — предел выносливости;

усталости.

R 1, кв — параметры аппроксимации кривой

Подставив (V.80) и (Ѵ.81) в (Ѵ.78), после указанных преобразо­ ваний и вычисления интеграла (V.79) получаем расчетное выражение, соответствующее первому предельному состоянию системы в момент

эксплуатации

t из условия накопления усталостных напряжений

в элементах

армировки,

где

D =

k^n^tRi

ln

ln r (t )

 

R ( t ) - R ( 0 )

 

ln r (0 )

D < 1,

 

(V.82)

[lnr(Q]™ —[1п г(0 )]т

(V.83)

< - 2

m m !

 

13*

195

расчетное число циклов подъема данного сосуда в год, определяемое в зависимости от производительности подъема по стандартной методике [5].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(V.84)

 

 

r(t):

R (t) — R n

 

 

 

 

 

 

 

(V.85)

 

 

R-L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R (0),

R

(t) — максимальные напряжения

в элементах

армировки

 

 

в начале эксплуатации и в расчетный момент эксплуа­

 

 

тации t, определяемые для проводников по формуле

 

 

(V.51), а для расстрелов — по

формулам (V.73), (V.74),

 

 

(V.75).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетное число циклов подъема п0 можно приближенно опреде­

лить

по

формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

”°= Ж '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<Ѵ86)

где А

— годовая производительность

 

подъема

по

 

стволу,'

т/год;

к —

число сосудов в стволе, осуществляющих

подъем полез­

 

 

 

ного

ископаемого;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G0 — вес полезного ископаемого в од­

 

 

 

ном

сосуде,

т.

 

показывают, что

 

 

 

Исследования

 

 

 

предел

 

выносливости

і?в,

соответ­

 

 

 

ствующий переменным напряжениям

 

 

 

в элементах

армировки и вычислен­

 

 

 

ный

с

 

учетом

коррозии

металла,

 

 

 

концентрации напряжений и других

 

 

 

факторов, можно

положить равным

 

 

 

R B — 0,5Д. Тогда параметр

аппрок­

 

 

 

симации

кривой

усталости

R x =

 

 

 

= R — R B = 0,5R,

а

величину дру­

 

 

 

гого параметра

аппроксимации с до­

 

 

 

пустимой погрешностью

можно при­

 

 

 

нять кв = 0,5 • 10"6.

 

 

 

выраже­

 

 

 

С учетом

изложенного

 

 

 

ние (Ѵ.83) преобразуется к виду

 

 

 

D =

 

 

0.25 • Ю"6п0гЛ

I

ln.

ln г (t)

 

 

 

 

 

 

R ( t ) - R ( 0 )

 

ln Г (0)

 

 

 

UL

[lnr(t)]OT—[ln?- (0 )]m

I

 

 

 

 

 

+2

 

(V.87)

 

 

 

 

 

mm !

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

76.

 

Расчетная

схема для

определе­

 

 

 

ния

перемещений

выступающих

элемен­

 

 

 

 

 

 

тов

подъемного сосуда

 

І96

где

r(t) =

Ң 0 )=

2R(t) R

to to * О

(Ѵ.88)

(Ѵ.89)

Как указывалось выше, нарушение нормальной эксплуатации подъема может наступить не только по причине потери несущей способности элементов армировки. Эксплуатация подъема может быть нарушена также в результате появления аварийных перемеще­ ний подъемного сосуда и выхода его из проводников. Указанное предельное состояние классифицируется как второе предельное состояние системы.

Перемещения выступающих элементов подъемного сосуда легко определить по расчетным параметрам их и иу эксплуатационного состояния армировки. Если предположить, что выступающие эле­ менты подъемного сосуда жестко связаны с его центром тяжести, можно записать следующие расчетные выражения, соответствующие второму предельному состоянию системы в момент эксплуатации t:

 

 

 

 

 

 

(Ѵ.90)

 

 

бу 00

бу,

 

(Ѵ.91)

где •

б, (t) = ux [cp« +

ф(/) + J*. ф(/)] + (Дѵ1 -

Д.();

(Ѵ.92)

 

by(t) = Ug

+ т ~ ФбЛ

+ К

I ФІУ) I + (А .ч — A

i } ' 1*11

 

 

 

+ £ (Ауі

Ay);

 

(V.93)

Яц Уі, z1 — координаты выступающих элементов сосуда к, опреде­ ляемые в системе координат х х, у±, жестко связан­ ной с центром тяжести сосуда (принятые обозначения и правило знаков показаны на рис. 76);

 

 

 

—

=

их

(7 =

1,

2,

3);

 

(V.94)

 

 

 

U x

 

-

 

 

 

 

*

 

Фп/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—

 

 

n

(7 =

4,

5);

 

 

(V.95)

 

 

 

 

 

Un j

 

 

 

 

 

Uy

 

Ф

 

 

 

 

 

 

и х

(0.

и у

(0 — расчетные

параметры

эксплуатационного

состояния

 

 

 

армировки

в боковой и лобовой плоскостях,

опре­

 

 

 

деляемые с учетом времени эксплуатации по

соот­

 

 

 

ветствующим формулам, указанным в § 21 в зависи­

 

 

 

мости от режимов работы подъема, шага армировки

Фщ-

 

и расположения

проводников;

указанным

определяются по

 

соответствующим

формулам,

в

§ 16, в

зависимости

от

расположения

проводников;

 

 

197

Фі;\

ф ^,

ФзЛ

определяются

по

формулам (ІІІ.113)—(ІІІ.119);

(7 = 1, 2, 3)

 

 

 

 

 

ФІ^і

ф ^

определяются по формулам (III.131)—(III.133);

(7 =

4, 5)

 

 

_________

 

 

 

 

(Л.vi— A;.) = О, ] / 2 in Ш ! - ;

(V.96)

 

 

 

(A//iAI/) = О, У 2 ln

;

(V.97)

 

d — расстояние по оси

ух от центра

тяжести

подъемного со­

 

 

суда

до горизонтальной

линии,

проходящей через точки

 

 

контакта боковых направляющих устройств

сосуда с прово­

 

дниками (см. рис. 76);

 

 

 

 

I — коэффициент, равный нулю при проверке перемещений вы­

 

ступающих элементов сосуда в пределах зазора между со­

 

 

судом

и расстрелом,

несущим проводник,

и равпый еди­

нице во всех остальных случаях; 6А., бу — допускаемые минимальные зазоры в боковой и лобовой пло­

скостях между выступающими элементами подъемного со­ суда с одной стороны и элементами крепи ствола, армировки или соседнего сосуда с другой стороны, указанные в § 1 и назначаемые в соответствии с Правилами безопасности.

При высоких скоростях подъема и концевых нагрузках макси­ мальные перемещения 6А.(t) и 8У(t) выступающих элементов сосуда могут достигать 10 см и более. В этом отношении некоторые вели­ чины зазоров, допускаемых Правилами безопасности, представля­ ются заниженными. Например, рекомендуемый минимальный зазор между разгрузочным роликом скипа и расстрелом, несущим провод­

ник, составляет

6,5 см, что согласно исследованиям, выполненным

в работе [64],

не гарантирует надежной работы подъема.

Расчетные выражения (V.92) и (V.93) для наиболее распростра­ ненных армировок с двумя двухсторонними проводниками, если обеспечивается выполнение условий (пп. 1, 2, 3), сформулирован­ ных -в § 16, значительно упрощаются и записываются следующим образом:

для

клетевых с лобовыми проводниками и скиповых

подъемов

(G>! <

со3)

 

 

M 0 = w.v+ (A.U — Ai);

(V .98)

 

ö, (0 = иу+ Ц г - (А-а - Ai) + S (Д,д - А}); '

(Ѵ.99)

для клетевых подъемов с двумя двухсторонними боковыми провод­ никами (со3 < Ö -L)

б.ѵ(і) = и, + (Д,1-А І);

(V.IOO)

W = и, + - Ы - [и, + (ДЛ1 - ДІ)] + 1 (Д,г - ДI);

(V. 101)

198

Смотрите также файлы