Плоский зрівноважувальний канат

Плоский зрівноважувальний канат, що містить укладену в еластичну оболонку систему парале льних тросів, які розміщені в одній площині на відстані, відповідній кроку укладання, величина якого відповідає міжосьовій відстані між суміжно розташованими тросами, який відрізняється тим, що крок укладання тросів в плоскому зрівноважувальному канаті визначають з залежності 1,1DT H 1,6DT, Корисна модель відноситься до транспортного машинобудування і може застосовуватися в шахтних підйомних установках, які забезпечені зрівноважувальними канатами, призначеними для стабілізації режиму руху транспортних судин і поліпшення динамічних характеристик підйомних машин. Відомий плоский зрівноважувальний канат, що включає укладені в еластичну оболонку систему подовжніх тросів, розміщених в одній площині на відстані міжтросових прокладок. Міжтросові прокладки виконані з матеріалу з різним модулем пружності, причому ширина і модуль пружності міжтросових прокладок, розміщених між крайніми і внутрішніми тросами, визначаються відповідно до прийнятого співвідношення [патент України на винахід №21061. Опубл. 27.02.98. Бюл. №1]. Відоме технічне рішення дозволяє вирішити завдання перерозподілу напруг у зрівноважувальному канаті при обриві в процесі експлуатації крайніх тросів. Це дозволяє запобігти аварійній ситуації при експлуатації транспортної судини і підвищити безпеку гірських робіт. Недоліком відомої конструкції є те, що при експлуатації зрівноважувального каната з великою кількістю вантажонесучих елементів (тросів) технічно складно прогнозувати вірогідність обриву того або іншого троса. Виходячи з цього, технічно невиправдано і економічно недоцільно виготовляти зрівноважувальний канат, в якому міжтросові про кладки виконані з матеріалу з різними модулями пружності і мають різну ширину. Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним як прототип, є плоский зрівноважувальний канат, що включає укладені в еластичну оболонку систему паралельних тросів, які розміщені в одній площині на відстані відповідному кроку укладання, величина якого відповідає міжосьовій відстані між суміжно розташованими тросами [Технічні умови ТУ У 28.7-00191307-020-2002. Канаты резинотросовые уравновешивающие. 2002р.] Недоліком відомої конструкції є те, що відстань (крок укладання) між тросами не регламентована. Це призводить до зниження експлуатаційних якостей каната із-за непрогнозованої взаємодії між вантажонесучими елементами. Нерегламентований крок укладання тросів негативно позначається на тривалості і безпеці експлуатації каната. Крім того, конструкцією каната не враховуються значення деформуючих напруг в оболонці і тросах виходячи з кріплення його кінцевих частин, яке виконується у вигляді сформованої петлі, протягнутої в підвішеному стані на тіло барабана. Завданням корисної моделі є удосконалення конструкції плоского зрівноважувального каната, за рахунок регламентованого кроку укладання тросів усередині еластичної оболонки, що дозволяє підвищити технічні характеристики каната і підвищити безпеку експлуатації підйомних установок. (19) UA (11) 17529 (13) U де H - крок укладання тросів, мм, DT - діаметр троса, мм. 3 Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що плоский зрівноважувальний канат включає укладену в еластичну оболонку систему паралельних тросів, які розміщені в одній площині на відстані відповідному кроку укладання, величина якого відповідає міжосьовій відстані між суміжно розташованими тросами. Згідно корисної моделі крок укладання тросів в плоскому зрівноважувальному канаті визначається з виразу 11DT H 16 DT , , де: Н - крок укладання тросів, мм; DT - діаметр троса, мм. Конструкція плоского зрівноважувального каната, що заявляється, ілюструється схемами, де на Фіг.1 показаний поперечний розріз каната; на Фіг.2 - схема кріплення плоского зрівноважувального каната; на Фіг.3 - графік деформації вимірюваних ділянок плоского зрівноважувального каната при заданому навантаженні. Плоский зрівноважувальний канат 1 включає систему паралельних тросів 2, 3, 4, 5 укладених в еластичну оболонку 6. Кількість тросів у зрівноважувальному канаті 1 є величиною залежною від конструкції каната, його довжини і відповідно вантажонесучої здатності. Між тросами 2, 3, 4, 5 розміщені еластичні міжтросові прокладки 7, 8, 9, які виконують з матеріалу оболонки або матеріалу, що має заданий модуль пружності або інші необхідні фізико-механічні параметри. Товщина міжтросових прокладок 7,8,9 є величиною постійною і залежить від кроку укладання тросів 2, 3, 4, 5, який визначається по виразу 11DT H 16 DT , , де: Н - крок укладання тросів, мм; DT - діаметр троса, мм. Крок укладання тросів 2, 3, 4, 5 відповідає міжосьовій відстані між суміжно розташованими тросами. При експлуатації канат 1 у вигляді петлі кріпиться до барабана 10. Плоский зрівноважувальний канат працює таким чином. Відсутність розривів і деформацій в оболонці 6 і тросах 2, 3, 4, 5 каната 1 забезпечується при рівномірному навантаженні на кожен вантажонесучий елемент. Динаміка зміни напруг в тросах 2, 3, 4, 5 визначається просторовим положенням транспортної судини з яким пов'язаний зрівноважувальний канат 1. Це обумовлює високі його експлуатаційні якості, на які безпосередньо не впливають вагові характеристики транспортної судини, а впливає динаміка його переміщення по вертикалі. Основне статичне і динамічне експлуатаційне навантаження на тіло зрівноважувального каната 1 концентрується в зоні кріплення кінцевих частин. Кріплення кінцевої частини каната 1 здійснюється у вигляді петлі, протягнутої на тіло барабана 10. Незалежно від положення транспортної судини вертикальна складова навантаження на конструктивні елементи каната 1 направлена вниз. При 17529 4 експлуатаційному положенні каната 1 найбільше статичне і динамічне навантаження знаходиться в зоні кріплення кінцевої частини, а саме в зоні контакту каната з циліндровою поверхнею барабана 10. У цих умовах експлуатаційні якості каната 1 визначаються відсутністю деформацій і руйнувань в зоні максимальних дотичних і тангенціальних напруг системи: петля кріплення зрівноважувального каната 1 - циліндрова поверхня барабана 10. Необхідною умовою високих експлуатаційних якостей зрівноважувального каната 1 є попередження руйнування його еластичної оболонки 6 при рівномірній напрузі в тросах 2, 3, 4, 5. Реалізація цих умов можлива тільки в тому разі, коли при відповідному навантаженні напруги в конструктивних елементах пропорційні, а у вантажонесучих - розподілені максимально рівномірно. Виходячи їх цього підвищення експлуатаційних якостей зрівноважувального каната 1 забезпечується при заданому оптимальному кроці укладання тросів 2, 3, 4, 5, який визначається як міжосьова відстань між ними. Відповідно до прийнятих методик проведення експериментів і дослідно-промислових досліджень були встановлені величини значень оптимального кроку укладання тросів 2, 3, 4, 5, при якому значення напруг і деформацій в них у міру зміни навантаження були пропорційні, при цьому оболонка 6 під тросами 2, 3, 4, 5 в зоні контакту з барабаном 10 і самі троси не мали слідів руйнуючих деформацій. В процесі проведення експериментів досліджувався оптимальний діапазон кроку укладання тросів, 2, 3, 4, 5 виходячи з їх діаметру (d), при цьому крок укладання тросів складав від 1,1d до 2d. Величина спостережуваних деформацій у відносних величинах представлені на графіку (Фіг.3). Аналіз результатів експериментів показав, що оптимальним кроком укладання тросів 2, 3, 4, 5 є крок, який встановлюється по наступній залежності 11DT H 16 DT , , де: Н - крок укладання тросів, мм; DТ - діаметр троса, мм. При зменшенні кроку укладання міжтросові прокладки 7, 8, 9 не мають необхідних міцносних характеристик, а при збільшенні кроку укладання троси не надають сумісного протистояння деформуючим зусиллям. Зменшення або збільшення встановленого кроку укладання тросів 2, 3, 4, 5 плоского зрівноважувального каната 1 призводить до виникнення руйнуючих деформацій еластичної оболонки 6 в зоні її контакту з барабаном 10 і окремих тросів усередині еластичної оболонки 6. Техніко-економічний аналіз запропонованої конструкції показав високі експлуатаційні властивості зрівноважувального каната, який забезпечує високий рівень безпеки при застосуванні у гірничій промисловості. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 17529 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601