Влияние подвижной нагрузки на надежность и долговечность канатного става ленточного конвейера
В статье рассмотрены возможности возникновения внезапных и постепенных отказов канатного става в процессе эксплуатации ленточного конвейера. Проведены исследования динамики канатов става под действием подвижной нагрузки - ленты с грузом. Получены формулы для расчета амплитуд и частот циклических на...
Gespeichert in:
| Datum: | 2014 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2014
|
| Schriftenreihe: | Геотехнічна механіка |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/109526 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние подвижной нагрузки на надежность и долговечность канатного става ленточного конвейера / Т.И. Жигула // Геотехнічна механіка: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2014. — Вип. 115. — С. 140-146. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-109526 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1095262016-12-02T03:02:40Z Влияние подвижной нагрузки на надежность и долговечность канатного става ленточного конвейера Жигула, Т.И. В статье рассмотрены возможности возникновения внезапных и постепенных отказов канатного става в процессе эксплуатации ленточного конвейера. Проведены исследования динамики канатов става под действием подвижной нагрузки - ленты с грузом. Получены формулы для расчета амплитуд и частот циклических нагрузок, действующих на стойки става, что дает возможность определить вероятность усталостных разрушений элементов става за заданный промежуток времени, а также определить их геометрические характеристики, обеспечивающие надежность из условия сохранения усталостной прочности. Исследовано влияние натяжения канатов на частоты их поперечных колебаний и величину усилий, действующих на опоры става, получены соотношения параметров, которые могут привести к внезапным отказам става, обусловленным потере его устойчивости. Полученные результаты дают возможность на стадии проектирования конвейера подобрать его конструктивные и эксплуатационные параметры, не допускающие потери устойчивости става и обеспечивающие сохранение его усталостной прочности на протяжении всего срока эксплуатации конвейера. В статті розглянуто можливості виникнення раптових і поступових відмов канатного ставу в процесі експлуатації стрічкового конвеєра. Проведено дослідження динаміки канатів ставу під дією рухомого навантаження - стрічки з вантажем. Одержано формули для розрахунку амплітуд і частот циклічних навантажень, діючих на стійки ставу, що дає можливість визначити вірогідність втомних руйнувань елементів ставу за заданий проміжок часу, а також визначити їх геометричні характеристики, що забезпечують надійність з умови збереження втомної міцності. Досліджено вплив натягнення канатів на частоти їх поперечних коливань і величину зусиль, діючих на опори ставу, одержано співвідношення параметрів, які можуть привести до раптових відмов ставу, зумовлених втратою його стійкості. Одержані результати дають можливість на стадії проектування конвеєра підібрати його конструктивні і експлуатаційні параметри, що не допускають втрати стійкості ставу і забезпечують збереження його втомної міцності протягом всього терміну експлуатації конвеєра. Possible sudden and gradual refusals of the rope line occurred in the process of belt conveyer operation are considered in this article. Behavior of the rope line under the action of moving loads - belt with a weight – is considered. Formulas for calculating amplitudes and frequencies of the cyclic loads impacting on the bars of the line are presented which help to define probability of fatigue failures for the elements of the line at a fixed interval of time, and to specify geometrical characteristics for the elements ensuring their reliability on assumption of their preserved fatigue resistance. Impact of the rope tension on frequencies of their transversal vibrations and value of the efforts operating on supports of the roe line was studied, and correlations of parameters, which can result in the sudden refusals of the line and loss of the line stability, were determined. The findings make possible to choose, at the stage of a conveyor designing, proper structural and operating parameters which would exclude any losses of the base stability and ensure preserving of the line fatigue strength during the whole term of the conveyer exploitation. 2014 Article Влияние подвижной нагрузки на надежность и долговечность канатного става ленточного конвейера / Т.И. Жигула // Геотехнічна механіка: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2014. — Вип. 115. — С. 140-146. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/109526 622.647.2:681.5 ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
В статье рассмотрены возможности возникновения внезапных и постепенных отказов канатного става в процессе эксплуатации ленточного конвейера.
Проведены исследования динамики канатов става под действием подвижной нагрузки - ленты с грузом. Получены формулы для расчета амплитуд и частот циклических нагрузок, действующих на стойки става, что дает возможность определить вероятность усталостных разрушений элементов става за заданный промежуток времени, а также определить их геометрические характеристики, обеспечивающие надежность из условия сохранения усталостной прочности. Исследовано влияние натяжения канатов на частоты их поперечных колебаний и величину усилий, действующих на опоры става, получены соотношения параметров, которые могут привести к внезапным отказам става, обусловленным потере его устойчивости.
Полученные результаты дают возможность на стадии проектирования конвейера подобрать его конструктивные и эксплуатационные параметры, не допускающие потери устойчивости става и обеспечивающие сохранение его усталостной прочности на протяжении всего срока эксплуатации конвейера. |
| format |
Article |
| author |
Жигула, Т.И. |
| spellingShingle |
Жигула, Т.И. Влияние подвижной нагрузки на надежность и долговечность канатного става ленточного конвейера Геотехнічна механіка |
| author_facet |
Жигула, Т.И. |
| author_sort |
Жигула, Т.И. |
| title |
Влияние подвижной нагрузки на надежность и долговечность канатного става ленточного конвейера |
| title_short |
Влияние подвижной нагрузки на надежность и долговечность канатного става ленточного конвейера |
| title_full |
Влияние подвижной нагрузки на надежность и долговечность канатного става ленточного конвейера |
| title_fullStr |
Влияние подвижной нагрузки на надежность и долговечность канатного става ленточного конвейера |
| title_full_unstemmed |
Влияние подвижной нагрузки на надежность и долговечность канатного става ленточного конвейера |
| title_sort |
влияние подвижной нагрузки на надежность и долговечность канатного става ленточного конвейера |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2014 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/109526 |
| citation_txt |
Влияние подвижной нагрузки на надежность и долговечность канатного става ленточного конвейера / Т.И. Жигула // Геотехнічна механіка: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2014. — Вип. 115. — С. 140-146. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| series |
Геотехнічна механіка |
| work_keys_str_mv |
AT žigulati vliâniepodvižnojnagruzkinanadežnostʹidolgovečnostʹkanatnogostavalentočnogokonvejera |
| first_indexed |
2025-07-07T23:16:41Z |
| last_indexed |
2025-07-07T23:16:41Z |
| _version_ |
1837031963243839488 |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №115 140
crystallization centers and growth of the crystalline hydrate around these centers. Impact of sus-
pended matters in the mine waters on the rate of the crystallization center formation is analyzed.
Water salinity degree was taken into account in the experiments. Advantages of gas transporting in
a state of gas hydrates are grounded. Technology of transporting natural gas in a liquid state versus
transporting in the gas hydrate state is compared by such parameters as gas pressure, temperature
and quantity in one volumetric unit of the ssubstance.
Key words: gas hydrate, process of gas hydrate formation, degassing well, crystallization cen-
ters, self-conservation effect.
Статья поступила в редакцию 10.03.2014
Статья ренкомендована к печати д-ром техн. наук В.А. Барановым
УДК 622.647.2:681.5
Т.И. Жигула, канд. техн. наук, ст. науч. сотр.
(ИГТМ НАН Украины)
ВЛИЯНИЕ ПОДВИЖНОЙ НАГРУЗКИ НА НАДЕЖНОСТЬ И
ДОЛГОВЕЧНОСТЬ КАНАТНОГО СТАВА ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА
Т.І. Жигула, канд. техн. наук, ст. наук. співр.
(ІГТМ НАН України)
ВПЛИВ РУХОМОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА НАДІЙНІСТЬ І
ДОВГОВІЧНІСТЬ КАНАТНОГО СТАВУ СТРІЧКОВОГО КОНВЕЄРА
T.I. Zhigula, Ph.D. (Tech.), Senior Researcher
(IGTM NAS of Ukraine)
IMPACT OF MOVING LOADS ON RELIABILITY AND OPERATING
LIFE OF THE ROPE LINE IN THE BELT CONVEYER
Аннотация. В статье рассмотрены возможности возникновения внезапных и постепен-
ных отказов канатного става в процессе эксплуатации ленточного конвейера.
Проведены исследования динамики канатов става под действием подвижной нагрузки -
ленты с грузом. Получены формулы для расчета амплитуд и частот циклических нагрузок,
действующих на стойки става, что дает возможность определить вероятность усталостных
разрушений элементов става за заданный промежуток времени, а также определить их гео-
метрические характеристики, обеспечивающие надежность из условия сохранения усталост-
ной прочности. Исследовано влияние натяжения канатов на частоты их поперечных колебаний
и величину усилий, действующих на опоры става, получены соотношения параметров, кото-
рые могут привести к внезапным отказам става, обусловленным потере его устойчивости.
Полученные результаты дают возможность на стадии проектирования конвейера подоб-
рать его конструктивные и эксплуатационные параметры, не допускающие потери устойчи-
вости става и обеспечивающие сохранение его усталостной прочности на протяжении всего
срока эксплуатации конвейера.
Ключевые слова: ленточный конвейер, подвижная нагрузка, надежность канатного става.
© Т.И. Жигула, 2014
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №115 141
На угольных шахтах Украины широко эксплуатируются ленточные конвей-
еры с канатным ставом, который представляет собой два параллельно натяну-
тых каната с подвешенными на них роликоопорами. Канаты става в процессе
работы конвейера совершают пространственные поперечные колебания под
действием внешних вынуждающих воздействий: продольно-поперечных коле-
баний ленты в режимах пуска и торможения конвейера, падения отдельных
крупных кусков груза на ленту, движущейся нагрузки. В первых двух случаях
колебания канатов быстро затухают, а под действием подвижной нагрузки – не
затухают на протяжении всего времени работы конвейера. Динамические на-
грузки, которые испытывает став, повышают напряженное состояние его эле-
ментов и снижают их надежность и долговечность.
Под надежностью канатного става будем подразумевать способность става
сохранять во времени свою работоспособность. Нарушение работоспособности
(отказ) может быть внезапным или постепенным. Внезапные отказы возникают
в результате неблагоприятного сочетания параметров става и внешних воздей-
ствий. Для канатного става примером таких отказов являются обрыв канатов
или деформация стоек, вызванные значительным ростом динамических нагру-
зок. Постепенные отказы става происходят под действие циклических перемен-
ных нагрузок, обусловленных движением ленты с грузом. Практика эксплуата-
ции машин и механизмов показала, что под действием циклически меняющихся
напряжений материалы разрушаются при более низких напряжениях, чем при
действии постоянных во времени нагрузок, это явление получило название ус-
талости материалов.
В настоящее время существуют достаточно разработанные расчетные схемы
и методики расчета динамических нагрузок, действующих на канатный став [1],
которые учитывают, как правило, только их максимальные значения путем вве-
дения постоянных коэффициентов, что допустимо при определении запаса
прочности элементов става, характеризующего его несущую способность. При
установлении усталостной прочности, которая характеризует способность де-
тали выдержать определенное число циклов переменных напряжений, необхо-
дим более точный учет динамических нагрузок – амплитуд напряжений, коли-
чества циклов, т.е. факторов, которые влияют на долговечность.
В статье [2] исследовались поперечные колебания канатов става ленточного
конвейера под действием непрерывно движущейся нагрузки – ленты с грузом.
Секция става моделировалась однородным упругим стержнем с шарнирно
опертыми концами. Были получены формулы для определения вертикальных
перемещений y(x,t) канатов става и поперечных усилий N(x,t), действующих на
канаты:
∑
∞
=
+
π
+=
1
2 )(sin)sincos(),(
i
iiii xy
l
xitpKtpMtxy , (1)
x
txyWtxN
∂
∂
=
),(),( , (2)
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №115 142
где Mi, Ki (i=1,2,3,…) – коэффициенты Фурье; pi (i= 1,2,3, …) – собственные час-
тоты системы, 1/с; l – длина секции става, м; W – натяжение канатов става, Н;
⎪
⎪
⎭
⎪⎪
⎬
⎫
⎪
⎪
⎩
⎪⎪
⎨
⎧
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−
+
−
= 1
cos
)12cos(
424
)( 2
22
2
2
2 u
u
l
x
u
llxx
EIu
qlxy ; 2
2
2
4
l
gEI
gWqVu +−
= ;
q – интенсивность подвижной нагрузки, Н/м; EI – изгибная жесткость става,
Нм2; V – скорость подвижной нагрузки, м/с; g – ускорение силы тяжести, м/с2.
Постоянные коэффициенты Mi и Ki определяются по формулам:
[ ]∫ ξξ
π
ξ−ξϕ=
l
i d
l
iy
l
M
0
2 sin)()(2 , (3)
∫ ξξ
π
ξψ=
l
i d
l
i
l
K
0
sin)(2 , (4)
(i=1,2,3,…),
где ϕ(x) – начальная форма канатов става; ψ(х) – начальная скорость вертикаль-
ных перемещений точек става.
Для того, чтобы воспользоваться формулами (1) и (2), необходимо из на-
чальных условий определить Mi и Ki. Полагаем, что в начальный момент кана-
ты става имели форму параболы
)(4)( 2 lx
l
axx −=ϕ , (5)
где a – максимальный провес канатов в середине секции ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ =
2
lx , м.
Начальную скорость вертикальных перемещений принимаем равной нулю:
ψ(х) = 0. (6)
С учетом (5) и (6), получим
ξξ
π
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡ ξ−−ξ
ξ
= ∫ d
l
iyl
l
a
l
M
l
i sin)()(42
0
22 , (7)
Ki =0, (8)
(i=1,2,3,…).
Подставляя в (7) выражение для y2(ξ) и положив i=1, после вычисления ин-
тегралов получим формулу для определения M1:
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №115 143
)4(
)42(32
2232
22
31
4
uEIu
uqlaM
−ππ
−π
+
π
−= . (9)
В первом приближении вертикальные перемещения точек канатов става и
перерезывающие усилия, действующие на них, равны:
)(sincos),( 211 xy
l
xtpMtxy +
π
= ,
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡ +
ππ
=
∂
∂
=
dx
xdy
l
xtp
l
MW
x
txyWtxN )(coscos),(),( 2
1
1 .
Учитывая, что
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡ −
−−=
u
u
l
x
u
llx
EIu
ql
dx
xdy
cos
)12sin(
2
)
2
(
4
)(
2
2
2 ,
приходим к выражениям
⎪
⎪
⎭
⎪⎪
⎬
⎫
⎪
⎪
⎩
⎪⎪
⎨
⎧
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
−
+
−
+
π
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−ππ
−π
+
π
−= 1
cos
)12cos(
424
sincos
)4(
)42(32),( 2
22
2
2
12232
224
3 u
u
l
x
u
llxx
EIu
ql
l
xtp
uEIu
uqlatxy , (10)
⎪
⎪
⎭
⎪⎪
⎬
⎫
⎪
⎪
⎩
⎪⎪
⎨
⎧
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡ −
−−+
π
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−ππ
−π
+
π
−=
uu
u
l
xllx
EIu
ql
l
xtp
uEIu
uql
l
aWtxN
cos2
)12sin(
24
coscos
)4(
)42(32),( 2
2
12222
223
2 . (11)
Наибольший интерес представляют усилия, действующие на канаты у стоек
става, т.е. при х = 0 и х = l.
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+−+
π
= )11(
8
cos),0( 2
3
11 tgu
uEIu
qltpM
l
WtN , (12)
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−+
π
−= )11(
8
cos),( 2
3
11 tgu
uEIu
qltpM
l
WtlN . (13)
Динамические усилия N(0,t) и N(l,t), обусловленные движением непрерыв-
ной нагрузки, создают переменные циклические напряжения растяжения-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №115 144
сжатия стоек става, под действием которых стойки става могут разрушаться
быстрее, чем под действием постоянных во времени нагрузок. Зная частоты и
амплитуды колебаний вертикальных усилий, можно определить количество
циклов нагружений стоек става за определенный промежуток времени по фор-
муле
nсум= 3600Tkp1, (14)
где T – планируемый срок службы, годы, k – среднее количество часов работы
конвейера за год, а затем рассчитать вероятность их усталостного разрушения
при регулярном многоцикловом нагружении. На стадии проектирования кон-
вейера необходимо задаваться вероятностью безотказной работы става на уста-
лостную прочность Pу = 1, из этого условия определяют геометрические харак-
теристики стоек става.
Проанализируем, в каких случаях возможен значительный рост усилий
N(x,t). Из выражения (11) видно, что N(x,t) →∞ в случае, если параметр u→0
или u→
2
π . Рассмотрим оба этих случая:
1) пусть u=0, тогда 0
4
2
=
−
gEI
qVgWl , откуда
qV2=gW, (15)
2) пусть
2
π
=u ,
24
2 π
=
−
gEI
qVgWl , откуда
)( 2
2
2
l
EIWgqV π
−= . (16)
Т.к. у реальных конвейеров натяжение канатов W значительно больше, чем
значение выражения 2
2
l
EIπ , то вторым слагаемым в (16) можно пренебречь и
считать, что опасность для устойчивости става представляет соотношение па-
раметров qV2=gW, т.е. то же выражение (15), которое было получено в преды-
дущем случае.
По формуле (15) рассчитаем значение критической скорости движения лен-
ты, при которой возможен значительный рост динамических усилий, на приме-
ре параметров, соответствующих типажному конвейеру 1Л100К. Растягиваю-
щее усилие в канатах принимаем равным W= 25⋅103Н, интенсивность подвиж-
ной нагрузки qmax= 892 H/м (максимально загруженная лента) и qmin=160 Н/м
(порожняя лента):
58,16
max
1 == W
q
gV м/с,
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №115 145
15,89
min
2 == W
q
gV м/с.
Меньшая из критических скоростей V1=16,58 м/с превосходит реальную
скорость ленты конвейера V=1,6 м/с в 10 раз, т.е. конвейеру 1Л100К потеря ус-
тойчивости не угрожает.
Теперь рассмотрим, каким должно быть натяжение канатов става, чтобы
критическая скорость стала равной 1,6 м/с:
8,232
2
max
1 ==
g
VqW Н,
8,41
2
min
2 ==
q
VqW Н.
Скорость ленты 1,6 м/с будет представлять опасность для нормальной рабо-
ты конвейера, если натяжение канатов става будет уменьшено в 100 и более
раз.
При выборе режимных параметров ленточных конвейеров с канатным ста-
вом необходимо производить проверку на выполнение соотношения qV2=gW,
чтобы избежать значительного роста динамических усилий, действующих на
канаты и опоры става, и критических состояний, выражающихся в потере ус-
тойчивости канатов става и конвейерной ленты.
Выводы
1. Внезапные отказы канатного става ленточного конвейера, вызванные поте-
рей его устойчивости, могут возникнуть, если выполняется соотношение пара-
метров qV2=gW. Для реальных параметров конвейера (V=1,6 м/с, W= 25 103 Н)
угрозы потери устойчивости не существует, но при проектировании новых кон-
вейеров и выборе их режимных параметров проверка на выполнение соотноше-
ния (15) необходима, чтобы избежать значительного роста динамических уси-
лий.
2. Постепенные отказы элементов канатного става происходят в результате
их усталостного разрушения при регулярном многоцикловом нагружении, обу-
словленном движением ленты с грузом. Полученные значения частот и ампли-
туд вертикальных динамических усилий, действующих на стойки става, дают
возможность рассчитать вероятность разрушений и определить геометрические
характеристики стоек, обеспечивающих стопроцентную надежность из условия
усталостной прочности.
–––––––––––––––––––––––––––––––
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шахмейстер, Л. Г. Теория и расчет ленточных конвейеров / Л. Г. Шахмейстер, В.Г. Дмитриев.
– М.: Машиностроение, 1987. – 335 с.
2. Жигула, Т. И. Динамическое воздействие подвижной нагрузки на канатный став ленточного
конвейера / Т. И. Жигула // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ НАН Украины.
– Днепропетровск, 2012. – Вып. 105. – С. 185–192.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №115 146
–––––––––––––––––––––––––––––––
REFERENCES
1. Shakhmeyster, L.G. (1987), Teoriya i raschet lentochnykh konveyerov [Theory and calculation of belt
conveyers], Mashinostroenie, Mosсow, SU.
2. Zhigyla T.I. (2012), “Dynamic influence of mobile loading on rope base of belt conveyer”, Geo-
Technical Mechanics, no. 105, pp. 185–192.
–––––––––––––––––––––––––––––––
Об авторах
Жигула Татьяна Ильинична, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, старший
научный сотрудник в отделе физико-механических основ горного транспорта, Институт геотехниче-
ской механики им. Н. С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины),
Днепропетровск, Украина, tzhigula@gmail.com
About the author
Zhigyla Tatyana Ilinichna, Candidate of Technical Sciences (Ph. D), Senior Researcher, Senior Re-
searcher in Department of Foundations of Mining Transport Physics and Mechanics M. S. Polyakov Institute
of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Science of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropet-
rovsk, Ukraine, tzhigula@gmail.com
–––––––––––––––––––––––––––––––
Анотація. В статті розглянуто можливості виникнення раптових і поступових відмов ка-
натного ставу в процесі експлуатації стрічкового конвеєра.
Проведено дослідження динаміки канатів ставу під дією рухомого навантаження - стріч-
ки з вантажем. Одержано формули для розрахунку амплітуд і частот циклічних навантажень,
діючих на стійки ставу, що дає можливість визначити вірогідність втомних руйнувань еле-
ментів ставу за заданий проміжок часу, а також визначити їх геометричні характеристики,
що забезпечують надійність з умови збереження втомної міцності. Досліджено вплив натяг-
нення канатів на частоти їх поперечних коливань і величину зусиль, діючих на опори ставу,
одержано співвідношення параметрів, які можуть привести до раптових відмов ставу, зумов-
лених втратою його стійкості.
Одержані результати дають можливість на стадії проектування конвеєра підібрати його
конструктивні і експлуатаційні параметри, що не допускають втрати стійкості ставу і забез-
печують збереження його втомної міцності протягом всього терміну експлуатації конвеєра.
Ключові слова: стрічковий конвеєр, рухоме навантаження, надійність канатного ставу.
Abstract. Possible sudden and gradual refusals of the rope line occurred in the process of belt
conveyer operation are considered in this article.
Behavior of the rope line under the action of moving loads - belt with a weight – is considered.
Formulas for calculating amplitudes and frequencies of the cyclic loads impacting on the bars of the
line are presented which help to define probability of fatigue failures for the elements of the line at a
fixed interval of time, and to specify geometrical characteristics for the elements ensuring their reli-
ability on assumption of their preserved fatigue resistance. Impact of the rope tension on frequen-
cies of their transversal vibrations and value of the efforts operating on supports of the roe line was
studied, and correlations of parameters, which can result in the sudden refusals of the line and loss
of the line stability, were determined.
The findings make possible to choose, at the stage of a conveyor designing, proper structural
and operating parameters which would exclude any losses of the base stability and ensure preserv-
ing of the line fatigue strength during the whole term of the conveyer exploitation
Keywords: belt conveyer, moving load, reliability of the rope line.
Статья поступила в редакцию 10.03.2014
Статья ренкомендована к печати д-ром техн. наук В.Ф. Монастырским
mailto:tzhigula@gmail.com�
mailto:tzhigula@gmail.com�
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №115 147
УДК 622.647.2:681.5
В. Ф. Монастырский, д-р техн. наук, профессор,
Р. В. Кирия, канд. техн. наук, ст. научн. сотр.,
А. Н. Смирнов, магистр
(ИГТМ НАН Украины)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ РОЛИКОВ ЛЕНТОЧНЫХ
КОНВЕЙЕРОВ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ РОЛИКООПОР
В. Ф. Монастирський, д-р техн. наук, професор,
Р. В. Кірія, канд. техн. наук, ст. наук. співр.
А. М. Смірнов, магістр
(ІГТМ НАН України)
ВИЗНАЧЕННЯ ТЕРМІНУ СЛУЖБИ РОЛИКІВ СТРІЧКОВИХ
КОНВЕЄРІВ ДЛЯ РІЗНИХ ТИПІВ РОЛИКООПОР
V. F. Monastyrsky, D.Sc. (Tech.), Professor,
R.V. Kiriya, Ph.D. (Tech.), Senior Researcher,
A. N. Smirnov, M.S (Tech.)
(IGTM NAS of Ukraine)
DETERMINATION OF SERVICE LIFE FOR THE BELT CONVEYER
ROLLERS DEPENDING ON DIFFERENT TYPES OF THE ROLLER
CARRIAGES
Аннотация. В работе поставлена и решена задача определения среднего срока службы
роликов ленточного конвейера для различных конструкций роликоопор. Решение этой зада-
чи позволяет дать оценку надежности става ленточных конвейеров. В отличие от предыду-
щих исследований, в данной работе предложен расчет срока службы роликов ленточного
конвейера с учетом нагрузки на подшипники ролика от динамических усилий, возникающих
при движении груза по ставу конвейера и обусловленных изгибом ленты. В результате ре-
шения этой задачи построены графики зависимости среднего срока службы ролика от скоро-
сти конвейерной ленты для различных конструкций ленточных конвейеров. При анализе по-
лученных результатов установлено, что срок службы роликов конвейера зависит от погонной
нагрузки, параметров конвейера, грансостава транспортируемого груза, типа и параметров
роликоопор. При этом с увеличением скорости ленты конвейера для рассмотренных типов
роликоопор средний срок службы роликов уменьшается. При изменении скорости ленты до
определенных значений срок службы роликов для подвесных роликоопор несколько выше,
чем для жестких, а срок службы роликов для подвесных роликоопор с амортизацией не-
сколько выше, чем для амортизированных. В то же время, срок службы для подвесных амор-
тизированных и амортизированных роликоопор существенно выше, чем для жестких и под-
весных. Кроме того, при значениях скорости ленты выше некоторых значений для всех рас-
смотренных типов роликоопор срок службы ролика может резко снижаться из-за появления
резонансных явлений, связанных с колебаниями ленты при движении кусков крупных фрак-
ций.
Результаты могут быть использованы в горной, металлургической и строительной отрас-
лях промышленности.
Ключевые слова: ролики, подшипники, срок службы, ленточный конвейер, роликоопо-
ры, скорость ленты.
© В.Ф. Монастырский, Р.В. Кирия, А.Н. Смирнов, 2014
|