Моделирование приводных шкивов подъемных установок с резинотросовыми канатами

Работы по модернизации подъемных установок проводится с целью увеличения их работоспособности, снижения вероятности аварий, уменьшения эксплуатационных и капитальных затрат. Одним из решений по модернизации подъемных установок является замена стальных канатов на резинотросовые. Такое новшество позволит увеличить срок службы тяговых органов, уменьшить диаметры приводных и направляющих шкивов, а следовательно, и элементов всей подъемной машины: ротора, редуктора, двигателя. Надо отметить, что внедрение такого технического решения влечет изменение конструктивных параметров подъемной установки, поэтому необходимо их обоснование, в частности, относительно прочностных характеристик вновь проектируемого оборудования. В данной статье рассматривается приводной шкив подъемной установки с ленточным тяговым органом. Для обоснования диапазона возможных конструктивных параметров с учетом коэффициента запаса прочности в программе SolidWorks разработаны цифровые модели шкивов различной конструкции и проведена симуляция работы при их взаимодействии с ленточным тяговым органом (резинотросовым канатом). Проведен анализ полученных данных по напряженному состоянию элементов шкива, выявлены наиболее нагруженные точки и получены графики изменения максимальных напряжений на поверхности обечайки и в спицах шкивов различных конструкций.

Перекутнев В. Е., Зотов В. В. Моделирование приводных шкивов подъемных установок с резинотросовыми канатами // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 6. – С. 105–114. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-6-0-105-114.

Перекутнев Виталий Евгеньевич¹ — аспирант, e-mail: perekutnev@gmail.com,
Зотов Василий Владимирович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: 1zotov@bk.ru,
¹ НИТУ «МИСиС».

Перекутнев В.Е., e-mail: perekutnev@gmail.com.

1. Chang X. D., Peng Y. X., Zhu Z. C., Gong X. S., Yu Z. F., Mi Z. T., Xu C. M. Breaking failure analysis and finite element simulation of wear-out winding hoist wire rope // Engineering Failure Analysis. 2019, Vol. 95. Pp. 1–17. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2018.08.027.

2. Трифанов Г. Д., Зверев В. Ю. Снижение динамических нагрузок в канатах подъемных установок / Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности, сборник трудов XV Международной научно-технической конференции. 2017. — C. 27—30.

3. Laurent Giraud, Bertrand Galy Fault tree analysis and risk mitigation strategies for mine hoists // Safety Science. 2018. Vol. 110, part A. Pp. 222—234. DOI: 10.1016/j.ssci.2018.08.010.

4. Dagang Wang, Xiaowu Li, Xiangru Wang, Ganyu Shi, Xianbiao Mao, Dao’ai Wang Effects of hoisting parameters on dynamic contact characteristics between the rope and friction lining in a deep coal mine Tribology // Tribology International. 2016. Vol. 96. Pp. 31—42.

5. Трифанов Г. Д., Микрюков А. Ю. Повышение эффективности эксплуатации шахтных подъемных установок на основе мониторинга плавности движения скипов // Актуальные проблемы повышения эффективности и безопасности эксплуатации горношахтного и нефтепромыслового оборудования. — 2016. — № 1. —C. 49—54.

6. Dagang Wang, Dao'ai Wang Dynamic contact characteristics between hoisting rope and friction lining in the deep coal mine // Engineering Failure Analysis. 2016. Vol. 64. Pp. 44–57.

7. Зотов В. В., Кузиев Д. А., Рыжов И. М. Основные направления повышения технического уровня шахтных подъемных установок // Горная промышленность. — 2014. — № 2 (114). — C. 111.

8. Колосов Д. Л. Розвиток теорі шахтних підйомних установок з головними гумотросовими канатами, автореф. дис. …док. техн. наук: 05.05.06. — Днепропетровск, 2015.

9. Carbogno A. Bobbin drum hoists with flat steel rubber-coated ropes. LOAD02001. Logistics & Transport. Zbornik ADS Graphic. Koshice, 2001, pp. 218—221.

10. Асаенко В. В. Цифровая модель приводного барабана ленточного конвейера для анализа напряженно-деформированного состояния его элементов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2011. — № 1. — C. 305—308.

11. Соловых Д. Я. Моделирование на ЭВМ напряженного состояния приводного барабана ленточного конвейера для оценки долговечности сварных швов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № S4. — C. 3—11.

12. Kolosov D., Dolgov O., Kolosov A. Analytical determination of stress-strain state of rope caused by the transmission of the drive drum traction // Progressive Technologies of Coal, Coalbed Methane, and Ores Mining. Boca Raton – London — New York — Leiden: CRC Press Taylor & Francis Group, BalkemaBoock. 2014, pp. 499—504.

13. Перекутнев В. Е., Зотов В. В. Сравнительная оценка резинотросовых канатов / Инновационные перспективы Донбасса. Т. 1. Проблемы и перспективы в горном деле и строительстве. — 2019. — C. 107—112.

14. Сведения о создании сетки в программе Solidworks [сайт] URL: http://help.solidworks.com/2010/Russian/SolidWorks/cworks/LegacyHelp/Simulation/Meshing_topics/step5_ mesh_the_part.html?id=5bd6fa6141de486e81ce5fb1a3962491.