Файл: Баклашов, И. В. Расчет, конструирование и монтаж армировки стволов шахт.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 1
в |
формулу (V.51), по которой определяются напряжения в проводниках R |
( О |
|
|||||||
в |
начале |
эксплуатации (і = |
0 ): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
проводнике № 1 |
R (0) = |
1440 |
кгс/см2; |
|
|
||
|
|
в |
проводнике |
№ 2 |
R (0) = |
1460 |
кгс/сма. |
|
|
|
|
Проверяется |
выполнение |
условия |
(Ѵ.50): |
|
|
|
|||
|
|
|
1440 кгс/см2 < 2100 кгс/см2, |
|
|
|||||
|
|
|
1460 кгс/см2 <; 2100 кгс/сма, |
|
|
|||||
ято свидетельствует о нормальном режиме эксплуатации армпровки. |
|
|
||||||||
|
Расчет армпровки по первому предельному состоянию из условия прочно |
|
||||||||
сти расстрелов производится по формулам (Ѵ.72) и (Ѵ.75), в которой при заданной |
|
|||||||||
схеме армпровки следует положить рх = р2 = 0. Предварительно по формулам |
|
|||||||||
(Ѵ.70) и (Ѵ.71) вычисляются боковые Рр. *n лобовые Рру расчетные нагрузки, |
|
|||||||||
передаваемые проводниками на несущие расстрелы. После подстановки найден |
|
|||||||||
ных выше |
коэффициентов А 0, А г |
и А 2 в |
указанные формулыопределяются |
|
||||||
■Рр. х і ~ 27 500кгс, Рр Х2 = 27 100 |
кгс,Рр уі — 2880 кгс, Рр У2 = 2720 кгс |
и |
|
|||||||
подставляются вместе с другими параметрами в формулу (Ѵ.75), откуда нахо |
|
|||||||||
дятся величины напряжений в расстрелах R |
(0) в начале эксплуатации (t = |
0): |
|
|||||||
|
|
|
в расстреле № |
1 |
Л (0) = 1560 кгс/см2; |
|
|
|||
|
|
|
в расстреле № |
2 |
Л (0) = 1100 кгс/см2. |
|
|
|||
|
Проверяется выполнение условия |
(Ѵ.72): |
|
|
|
|||||
|
|
|
1560 кгс/см2 < 2100 кгс/см2; |
|
|
|||||
|
|
|
1100 |
кгс/см2 < 2 1 0 0 кгс/см2, |
|
|
||||
.что свидетельствует о нормальном режиме эксплуатации армировки. |
|
|
||||||||
|
Расчет армпровки по второму предельному состоянию производится из |
|
||||||||
условия (Ѵ.90) в боковой плоскости и из условия (Ѵ.91) в лобовой плоскости. |
|
|||||||||
Предварительно по формуле (Ѵ.92) определяется максимальное перемещение |
|
|||||||||
выступающий элементов сосуда в начале эксплуатации (< = 0) в боковой ило- |
4 |
|||||||||
скости |
|
Ьх (0) = 2,42 |
см |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
и по формуле (Ѵ.93) при £ = 0 — в лобовой плоскости
6^ (0) = 3,76 см.
При размещении габаритов скипов в сечении ствола были учтены зазоры, допускаемые Правилами безопасности и составляющие в боковой плоскости
б* = 15 см и в лобовой плоскости |
= |
6,5 см. При указанных зазорах прове |
||||
ряются условия (Ѵ.90) и (Ѵ.91): |
|
|
|
|||
|
2,42 см < |
15 см; |
|
|||
|
|
3,76 см <7 6,5 см, |
|
|||
свидетельствующие о нормальной эксплуатации армировки. |
||||||
4. |
Определение деформационных параметров системы в конце, расчетного |
|||||
срока |
эксплуатации. |
|
|
= 10 лет. При заданной расчетной интен |
||
Расчетный срок эксплуатации t |
||||||
сивности коррозийного и механического износа определяются по формулам |
||||||
(V.59), |
(V.60) (V.65), (V.66) геометрические |
характеристики поперечных се |
||||
чений элементов проектируемой армировки к концу расчетного срока эксплуа- |
||||||
тащш: , |
|
756 см4; |
Fpi = |
45,5 см2; |
||
расстрел № 1 — J p z%= |
||||||
расстрел № 2 — / р г2 |
= |
1800 см4; |
Fp2 = |
69,5 см2; |
||
проводники — / Пр X = |
2340 см4; / пр у = |
2310 см4, |
||||
остальные геометрические |
характеристики принимаются без изменений. |
|||||
212
По указанным выше формулам в аналогичной последовательности вычисля ются деформационные параметры системы в конце расчетного срока эксплуата ции:
|
Ср хі = 224 000 кгс/см; |
Срх2 = 263 000 кгс/см; |
|||||||||||||
|
Ср уі = 6070 кгс/см; |
Ср |
= 4910 кгс/см; |
||||||||||||
|
ал1= 0,000603; |
а*, = 0,000513; |
у20^1 = 0,0225; |
ау2= 0,0278; |
|||||||||||
|
а*1 = 0,00622; |
а*2 = 0,00611; |
« ^ = 0,1175; |
a ja = 0,1225; |
|||||||||||
|
-^xoi (^*і)= 0*35; |
RXO'2 (ахъ) ~ 9,35; |
Rx2i (ахі) — 0,205, |
||||||||||||
|
|
|
|
|
R x a (ajca)= 0,205> |
|
|
|
|
||||||
RyQi (&yi)= 0,525; |
RyQ% fayi) — 0,58; |
Ryii (аа1) = 0,202; |
R yii (o*ya) — 0,200; |
||||||||||||
|
ÄJ01 = 0,0340; |
Л*02 = 0,0294; |
|
ÄJal = 0,0199; |
I j 23 = 0,0172; |
||||||||||
|
HJ01 = 0,1640; |
1^2 = 0,195; |
~Ryu = 0,0384; |
Я*12 = 0,0453; |
|||||||||||
|
Сд; п = С.Г01 = 7680 кгс/см; |
С* л= Сх0 2 = 7740 кгс/см; |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
C*=15 420 кгс/см; |
|
|
|
|
||||||
Су п = С(/оі = 995 кгс/см; |
Су л= Суог = 960 кгс/см; |
Сѵ= 1955 кгс/см; |
|||||||||||||
|
|
^ 2 1 = 4460 кгс/см; |
|
Сл2 2 = 4360 кгс/см; |
|||||||||||
|
|
Суп = 233 кгс/см; |
Суі2 = 222 кгс/см; |
||||||||||||
|
Сн, л= 54,4 кгс/см; |
Сн. у = 108,8 кгс/см. |
|||||||||||||
5. |
Определение |
динамических |
параметров |
системы в конце расчетйого |
|||||||||||
срока |
эксплуатации. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет производится в аналогичной последовательности по формулам, |
|||||||||||||||
указанным в п. 2. |
Результаты расчета следующие: |
|
|
|
|||||||||||
|
to*a= 0,052; |
|
в>;* = 0,334; |
ш£2 = 0 ,101; |
ü>J2 = 0,0266; |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
©52 = 0 Д6З6 ; |
|
|
|
|
|
|
|||
|
со* = 28,3 c-i; |
ш2 = 71,6 с~і ; со3 = |
39,4 |
c_i; |
м4= 7,2 c"i; |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
ш5 = |
17,9 |
c-i; |
|
|
|
|
|
||
|
cpfu = 1 ; |
<р'1>= -0,0918; |
<p£i!= 0; |
|
q>i« = |
i; |
tp ^ = 0,0925; |
||||||||
|
Wi = 38,151 |
K-rC"--2-; m4= 38,152 |
|
|
|
|
£ 1 = 0,0125; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
^ = 0,0312; |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Длі = Дхг— 1,0 |
см; |
Фп = Ф21== 0,901, |
Ф31 = |
Ф4і = Фщ = 1,084; |
||||||||||
|
<?2і = 1>9855 с м ; |
Я21=1,136; |
кл2і = “х=2,25 см; |
||||||||||||
|
Дуі = Ду2= 1,24 см; |
Ф44 = Ф24 = 0,90; |
Ф24= Ф 44= 1,085; |
||||||||||||
|
Фл4=1,085; (?і4=1,23 |
см; |
Я 14 = 0,232; |
ипЫ= иу = 3,74 см. |
|||||||||||
6. |
Проверка предельных состояний |
армировки |
в конце расчетного срока |
||||||||||||
эксплуатации и оценка ее долговечности. |
|
|
|
|
п. |
3. |
|||||||||
Расчет производится |
по |
формулам, |
указанным в |
||||||||||||
213
|
Проверяется первое предельное состояние армпропкп из условия прочности |
|||||||||||
проводнпков: |
= |
0,000603; |
А 0 = |
0,2879; |
Л , = |
—0,0767; |
Ап = |
0,0204; |
А 3 = |
|||
= |
при |
« л |
||||||||||
—0,0054; |
= |
0,000513; |
А 0 = |
0,2880; |
А х = |
—0,0768; |
А 2 = |
0,0204; |
А 3 = |
|||
= |
прн'а*2 |
|||||||||||
—0,0054; |
|
0,0225; |
Л0 = |
0,269; |
А , = |
—0,0620; |
J4 о = |
0,0120; |
А 3 = |
|||
= |
прп |
сс„! = |
||||||||||
—0,0026; |
|
0,0278; А 0 = 0,265; А г = |
—0,0588; 4 , |
= |
0,0112; |
= —0,0021; |
||||||
|
прпа^о = |
|||||||||||
Х*і = 0,00578; |
Хл-2 = 0,00492; |
Хух = 0,0892; |
%уз = |
0,1095; |
|
|
||||||
впроводниках № 1 7? (10) = 1600 кгс/см2 < 2100 кгс/см2; проводниках № 2 7? (10) = 1595 кгс/см2 < 2100 кгс/см2.
|
|
|
|
Проверяется |
первое |
пре |
||||||
|
|
дельное |
состояние армпровки пз |
|||||||||
|
|
условия |
прочности |
расстрелов: |
||||||||
|
|
|
|
Рр лт = |
27.200 кгс; |
|
||||||
|
|
|
|
Рр а-2 — 27600 кгс; |
|
|||||||
|
|
|
|
Рр уі = |
3060 кгс; |
|
||||||
|
|
|
|
Рр уъ = |
3190 кгс; |
|
||||||
|
|
|
в |
расстрелах |
№ |
1 |
7? (10) = |
|||||
|
|
= |
1800 |
кгс/см2 < |
2100 |
кгс/см2; |
||||||
|
|
|
в |
расстрелах . № 2 |
|
7? (10) = |
||||||
|
|
= |
1350 |
кгс/см2 < |
2100 |
кгс/см2. |
||||||
|
|
|
|
Проверяется второе предель |
||||||||
|
|
ное состояние армировкп в боко |
||||||||||
|
|
вой п лобовой |
плоскостях: |
|
||||||||
Рис. 78. Схема |
яруса армировкп |
клете |
6Х (10) = |
2,45 |
см <115 |
см; |
||||||
6у (10) = |
3,98 см <] 6,5 |
см. |
||||||||||
вого ствола к |
примеру расчета |
№ 2 |
||||||||||
В результате сравнения напряжений 7? (0) и 7? (10) в элементах армировкп устанавливается, что наиболее высокий уровень напряжений следует ожидать в расстрелах № 1 , для которых производится проверка первого предельного состояния армировкп из условия накопления усталостных напряжений. Ука занная проверка производится по формуле (Ѵ.87).
Предварительно определяются по формулам (Ѵ.89) и (Ѵ.8 8 )
г(0) = |
0,485; |
|
|
|
г(10) = |
0,715. |
|
|
|
По формуле (Ѵ.86) вычисляется |
расчетное |
число циклов |
подъема чв год: |
|
л„ = 0,06 • 10в подъемов. С учетом |
найденных параметров и |
t = 10 лет; R — |
||
= 2100 кгс/см2; R (0) = 1560 кгс/см2; R (10) = |
1800 кгс/см2 по формуле (Ѵ.87) |
|||
определяется мера повреждений |
|
|
|
|
|
D = |
0,612. |
|
|
Проверяется выполнение условия (Ѵ.82):
0,612 < 1,0 , ~
что свидетельствует, о нормальном режиме эксплуатации армировкп.
214
Следовательно, принятые сечения элементов и шаг армпровкп обеспечивают нормальный режим ее эксплуатации с определенным коэффициентом запаса. В этом случае возможно некоторое увелпчение долговечности армпровкп по сравнению с расчетным сроком эксплуатации.
Пример № 2. Расчет армировкп клетевого ствола с постоянным шагом длядорезонансного реяшма работы подъема.
Исходные данные.
Параметры подъема: А = 400 000 т/год; многокаиатный подъем; две двух
этажные клети на вагонетки ВГ-4,0 и ВД-4,0 с односторонними проводниками;
<3С= 8300 кгс; вес груженых |
вагонеток G'0 = |
И 000 кгс; ѵ — 7,3 м/с; Н = |
= 800 м. |
ствола: DCB = |
6,5 м; крепь из монолитного бе |
Конструктивные параметры |
||
тона. |
|
|
Конструктивные параметры армировкп: проектная схема яруса армпровкп с односторонним расположением проводников и габариты подъемных сосудов показаны на рис. 78.
ч |
|
Конструктивные параметры подъемных сосудов: |
т = 19,7К Г С • С2 |
J х = |
|||
|
|
|
-------- ; |
||||
= |
769 000 кгс • см • с2; J u = 624 000 кгс • см • с2; |
J z = |
226 000 |
кгс • см • с2; Іх = |
|||
= |
225 см; 12 = 235 см, d == 81 см; s = 120 см; х х = |
200 см; |
у х = 81 см; |
z x = |
|||
= |
235 см; Сп. с. у = 5 Ср у, Сп. с. * — 5 Ср х; направляющие устройства — закры |
||||||
тые |
лапы скольжения. |
|
0,5 см; ах1 = оуХ = |
0,2 см. |
|||
|
|
Монтажные параметры армировкп: Д* = Ду = |
|||||
t = |
Эксплуатационные параметры армнровки: р |
= |
0,01 см/год, £ = 0,05 см/год; |
||||
10 лет; ехх/2т = б = 0,05 с-1. |
|
|
|
|
|
||
Расчетные характеристики материалов: 7?=2100 кгс/см2; Е — 2,1 • 10е кгс/см2.
Принимаем для расстрелов сварной коробчатый профиль 170Х 104 X 10 мм из неравнобоких уголков, для проводников — железнодорожные рельсы Р50. Шаг армировкп г = 4,168 м, что приблизительно удовлетворяет условиям (V.7)
и(V.112):
1.Определение деформационных параметров системы в начале эксплуатации.
Из табл. 1 и 3 и схемы (см. рис. 78) выписываются геометрические характе
ристики поперечных |
сечений и пролетов элементов армпровкп: |
514 |
см; |
|||||||
расстрелы — / Рг — 840 |
см4; |
Fn = |
50,6 |
см2; |
d = 1,0 см; 7Р = |
|||||
иір = 377 |
см; ѵір = |
137 см; |
ех = |
18,1 |
см, |
у0 = |
5,2 |
см; |
|
см; |
проводники — / пр * = 2037 см4; / пр у— |
377 см4; |
d — 1,45 см; г0 = |
6,6 |
|||||||
у0 = 7,1 |
см. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По формуле (11.14) определяется боковая жесткость несущих расстрелов (так как проводники опираются на один несущий расстрел и расположены сим метрично, в дальнейшем, в отличие от предыдущего примера расчета, для всех параметров ставится индекс 1):
срхі = 48-600 кгс/см.
По формуле (II.3) при бх = б2 = 0 и с учетом жесткости спаренного про водника С0 = 468 кгс/см, вычисленной по формуле (П.1), определяется лобовая
жесткость несущих расстрелов
Ср (д = 1488 кгс/см.1
По формулам (11.68) и (11.69) определяются безразмерные параметры
«Xi = 0,00134; а.уі = 0,236
и по формуле (11.75) — соответствующие приведенные безразмерные параметры
а« = 0,00161;. aj! = 0,283.
215
Устанавливается, что деформационные параметры системы удовлетворяют условиям
С п . С X |
= 3730>20, |
Сп. с у |
21,2> 20. |
ахіСр*1 |
ау\Сѵ ух |
Тогда из табл. 9 или графиков (см. рис. 57 и 58) предварительно находятся
77*оі (^хі) —’0,2730; |
77*21 (а*і) — 0,239; |
7 7{/ о і ( а і/ і ) = 1 і 2 7 ; 7 7 ^ 1 1 ( & у х ) |
= 0 , 1 1 ; Т ? ^ 2 і ( и ^ ) = 0 ,0 1 6 , |
затем по формулам (11.91) и (11.92) определяются
77^оі =0.227; |
77^=0.199; |
77jJ01 =1.06; |
Щхх =0.0917; 77j2l =0,0133-
С помощью формул (V.114) = (Ѵ.118) вычисляются деформационные параметры системы
Сх п = Сх 01 = П 300 кгс/см; |
Сх = 22600 кгс/см; |
|
Су п — Су оі = 1580 |
кгс/см; |
С^= 3160 кгс/см; |
С*2і = 9650 кгс/см; Су11 |
— 136 кгс/см; Суп = 20 кгс/см. |
|
2. Определение динамических параметров системы в начале эксплуатации. После определения Z* = 0,54, I* = 0,565, s* = 1,48 по формулам § 16
вычисляются коэффициенты частотных уравнений
аіі |
= |
19.7 кгс - с2/см2; Ьгі = |
2; |
b12 |
= |
Ь21 = |
— 0,025; Ьі3 - 53і = —2; |
||||
a22 = |
3,58 кгс-с2/см2; |
Ьг2 |
= |
0,612; |
Ьг3 = |
Ьзг = 0,025; |
|||||
а33 |
= |
34,4 |
кгс • с2/см2; |
è33 |
= |
2,615; |
|
|
|
|
|
a44 |
= |
19,7 |
кгс • с2/см2; |
644 |
= |
2; |
645 = |
Ьъі |
= |
0,025; |
|
а55 = |
4,42 кгс• с2/см2; |
Ь55 = |
0,612. |
|
|
|
|
||||
Затем находятся корни кубического уравнения (III. 112) по итерационной формуле Ньютона
coj2 = 0,1665; coj2 = 0,1705; e>;2= 0,0109
и корни квадратного уравнения по формуле (III.130)
mj2 = 0,1008; 0)512= 0,1382.
Собственные частоты системы вычисляются По формулам (V.123) и (V.124)
Ші=61,4 с-i; ш2 = 62,0 с-і ; ш3 = 15,7 с_і ;
0)4=17,8 с-і; 0)5 = 20,9 с-2-
В результате анализа собственных частот системы делается вывод, что
Ш3 < ф а < й ) 2 И 0)3 < 2 й ) 4 < 2 й ) 5,
т. е. в соответствии с указаниями, приведенными в § 21, минимальной расчет ной частотой в боковой плоскости является 0)х = 61,4 с " 1 и в лобовой плоско сти —о)3 = 15,7 с-1, которой соответствует минимальная резонансная частота
2 я у
— = 0)3
216