ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАКЕЕВСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ по безопасности работ в горной промышленности

МакНИИ

НОРМЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДВЕСНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВОК

МЕТОДИКА

испытаний подвесных устройств сосудов для подъемных установок вертикальных шахт

МАКЕЕВКА—ДОНБАСС 1967

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАКЕЕВСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ В ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ МакНИИ

УТВЕРЖДАЮ

НАЧАЛЬНИК УПРАВЛЕНИЯ ГЛАВНОГО МЕХАНИКА И ГЛАВНОГО ЭНЕРГЕТИКА МИНИСТЕРСТВА УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР

В.СИДОРОВИЧ 13 февраля 1968 г.

НОРМЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДВЕСНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВОК

МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ ПОДВЕСНЫХ УСТРОЙСТВ СОСУДОВ ДЛЯ ПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВОК ВЕРТИКАЛЬНЫХ ШАХТ

Макеевка-Донбасс 19 6 7

МЕТОДИКА

лабораторных испытаний подвесных устройств сосудов для подъемных установок вертикальных иахт

I. Общие положения

1.    Подвесные устройства в лабораторных условиях подвергают трем видам испытаний:

а)    испытаниям» устанавливающим прочность соединения каната с подвесным устройством (звщемляющую способность прицепного устройства) ;

б)    испытаниям на усталость участка каната, закрепленного в прицепном устройстве;

в)    испытаниям подвесного устройства на прочность.

2.    Указанным видам испытаний подвергают все вновь создаваемые подвесные устройства. К новым типам подвесных устройств относятся те подвесные устройства, которые не прошли стадии испытаний и не узаконены соответствующим образом к применению на производстве.

3.    Испытаниям подвергают два образца подвесных устройств, один из которых испытывается на защемляющую способность и на раз-рущающую нагрузку, другой - но усталость запанцированного квката в нем в условиях динамической Аагрузки.

4.    Испытание на защемляющую способность подвесного устройства ‘грузолюдского подъеме проводят либо с рвбочей подвеской, либо с предохранительной, в зависимости от возможностей испытзтельного оборудования.

5.    Испытаниям на прочность подвергают обе подвески подвесного устройства грузолюдского подъема (рабочую и предохранительную).

6.    При испытании подвесного устройства подъемного сосудг многоканатной установки испытанию подвергают только одну цепь подвески из числа одинаковых составляющих подвесное устройство.

7.    Подвесное устройство или отдельную цепь подвески при определении прочности испытываю? в сборе и лишь в порядке исключения в тех случаях, когда габариты испытательной машины не позволяют произвести такие испытания, может быть допущено испытание

по отдельным узлам либо деталям.

8.    Испытаниям на прочность и не защемляющую способность подвергают каждый типоразмер подвесного устройства.

9.    Испытание ээпанцированного каната на усталость проводят лишь на одном типоразмере прицепного устройства, а полученные результаты распространяются на ресь разработанный ряд подвесных устройств.

10.    Испытание на защемляющую способность хвждого типоразмера прицепного устройства производят с канатами меньшего и большего диаметра из числа предусмотренных для запанцировки в нем.

Если в один типоразмер прицепного устройства входит несколько комплектов рабочих заклинивающих поверхностей - клиньев (как это имеет место в коушах КРГ и КРЗ конструкции института Донгипроуглемаш) и каждый коыплект клиньев/Предусматривает крепление в них канатов, отличных по конструкции либо диаметру, то такие испытания производят с каждым набором рабочих заклинивающих поверхностей (клиньев).

11.    Лабораторные испытания вновь создаваемых подвесных устройств проводят проектирующая организация, завод-изготовитель совместно с представителями МакНИИ или ВостНйИ.

12.    Условия проведения испытаний не усталость запанцировен-ного каната в прицепных устройствах г каждом случае согласовываются с МэкН/.И или ВэстНИИ. Испытания не усталость проводит ЫахИИИ или ВостНИИ.

15. Подвесные устройства, в конструкцию которых вносятся изменения, в результате чего может уменьшаться их прочность (изменение поперечных размеров, замене металла, изменение нагрузки на детали и т.д.) либо измениться защемляющей способность (каменели рабочих размеров клина, угла его и т.д.), должны подвергаться лабораторным испытаниям.

Проектирующая организация, внесшая изменения совместно с организацией, создавшей подвесное устройство, в зависимости от внесенных изменений определяет объем и вид испытаний.

Испытания проводят организация, внесшая изменения, и завод-изготовитель.

Результаты испытаний согласовываются с организацией, создавшей подвесное устройство, и ЫакНИИ либо ВостНИИ.

14.    При освоении заводом нового типа подвесного устройства (серийного или индивидуального), независимо от результатов лабораторных испытаний, завод изготавливает один образец от как-дого типоразмера подвесного устройства и производит совместно с организацией, создавшей подвесное устройство, его испытание не прочность и защемляющую способность.

Для испытания каждого типоразмера прицепного устройства на злдемляющую способность берется канат наименьшего диаметра из предусмотренных для запанцировки.

Результаты испытаний согласовываются с МакНЛИ или ВостНИИ.

В случае положительных результатов испытаний завод приступает к изготовлению подвесных устройств.

15.    Испытанию не подвергаются лишь подвесные устройства с грушевидными коушами и стальными зажимами, серийно выпускаемые заводами, которые в настоящее время широко применяются на шахтном подъеме.

П. Испытание прицепных устройств на защемляющую способность

Данные испытаний предусматривают два этапа:

16.    Испытание прицепного устройство на зажатие коната в

нем.

Собранное прицепное устройство с закрепленным в нем канатом устанавливается в разрывной машине, после предварительного поджатия каната на нем наносят метку, затем прицепное устройство с канатом подвергают растяжению. Величина растягивающего

усилия принимается 50% от агрегатной прочности каната. Под действием этой нагрузки прицепное устройство с канатом выдерживают 5 минут, после чего снижают нагрузку до безопасной величины и производят наружный осмотр каната на выходе его из прицепного устройства на предмет обнаружения проскальзывания каната относительно рабочих поверхностей коуша.

Такой опыт проводят с каждым канатом, предусмотренным для испытаний, только один раз.

Результаты испытаний считаются удовлетворительными, если не будет обнаружено проскальзывание каната относительно рабочих поверхностей коуша.

17. Испытание прицепного устройства на потерю агрегатной прочности каната в нем при запанцировке.

Канат, зажатый в коуче, подвергают растяжению до его разрушения. Опыт с каждым канатом проводят минимум три раза. Разрывное усилив Qf в каждом опыте фиксируют. По результатам опытов определяют среднее разрывное усилие Q_Cf^.

Канат без коуша подвергают растяжению до разрушения. Опыт, как и в предыдущем случае, проводят минимум три раза. В каждом опыте фиксируют разрывное усилие Q₂ , затем определяют среднее разрывное усилив Qcp_t •

Оценку потери агрегатной прочности каната в прицепном устройстве производят по соотношению:

Gicpz

которое не должно быть меньше 85£.

И. Испытание подвесных устройств на прочность

18. Для определения фактической прочности подвесного устройства в коуш, в зависимости от его конструкции, вместо каната вставляют стержень либо заменяют клин на специальный.

В случае применения стержня (в коушах КРГ и КРЗ) прочность его принимают выше прочности конструкции подвесного устройства.

При использовании специального клина (в коушвх с одно- и двухсторонним зажатием каната) он выполняется аналогичным с рабочим клином как по конструкции, так и по прочности.

Собранное подвесное устройство устанавливают в разрывной машине, после чего нагрузку на подносное устройство доводят до величины, равной 50$ от расчетного разрушающего усилия. Под действием этой нагрузки подвесное устройство выдерживают 5 минут, а затем нагрузку сбрасывают до нуля и проверяют наличие механических дефектов (трещин, остаточных деформаций и др.). Если в процессе проверки не было обнаружено дефектор, го подвесное устройство нагружается вторично. При этом нвгрузка на подвесное устройство повышается до расчетной разрушающей, после чего нагрузку снимают и фиксируют повреждения. Затем повышают нагрузку до разрыва слабых звеньев и фиксируют, при квкой нагрузке и какие звенья разрушились.

Опыт с каждым типоразмером подвесного устройстве проводят один раз.

Результаты испытаний считают удовлетворительными, если подвесное устройство не разрушилось ниже расчетного усилия, при этом остаточная деформация может быть любой величины.

19.    Оценку прицепного устройство при испытании в нем каната на усталость производит МакНИИ или ВостНИИ.

20.    По этим трем видам испытаний судят о качестве подвесного устройства.

К выдержаваим испытания относят те подвесные устройства, в которых:

а)    в процессе испытаний по настоящей методике канат удерживался в коуше без проскальзывания, а потеря его агрегатной прочности составляла не более 15$;

б)    при испытаниях на нагрузку, ровную 50$ от расчетной разрушающей, и на защемляющую способность нс было обнаружено механических дефектов (трещин, остаточных деформаций и др.);

в)    запас прочности составил не менее 13—iратного для гр„зо-людского подъема и 10-кратного для грузового подъема.

21.    По окончании испытаний составляется акт. Этот акт при условии получения положительных результатов испытаний, указанных в п.19 и 20, дает праве на изготовление опытной партии подвесных устройств или серийного их изготовления (в зависимости от поставленных целей перед донным испытанием).

МЕТОДИКА

заводских испытаний подвесных устройств сосудов для подъемных установок вертикальных шахт

22.    Каждое изготовленное подвесное устройство подвергают заводским испытаниям, целью которых ярляется:

а)    выявление отступлений от чертежей подвесного устройства при его изготовлении;

б)    проверка комплектности изделия перед отгрузкой заказчику;

в)    определение надежности в работе отдельных деталей и изделия в целом.

23.    Испытания подвесного устройства производят при 3-кратной статической нагрузка по отношению к максимальной для данного типоразмера. Канат для этого используется того типе и диаметра, который эксплуатируется на шахте.

Собранное подвесное устройство устанавливают в разрывную машину, после чего нагружают указанным усилием и в таком состоянии выдерживают 5 минут. После этого сбрасывают нвгрузку и производят осмотр подвесного устройства.

24.    К выдержавшим испытания и пригодными к промышленной эксплуатации относят те подвесные устройства;

а)    в которых в процессе испытаний канат удерживается без проскальзывания;

б)    в которых после испытаний не было обнаружено механических дефектов (трещин, остаточных деформаций и др.).

25.    Результат проведенных заводских испытаний каждого подвесного устройства оформляют ахтом. Этот акт, подписанный печаль-

ником ОТК заводэ-изготовителя, высылается заказчику совместно с подвесным устройством.

26. На каждом подвесном устройстве четко выбивают: заводской номер* дату изготовления и штамп ОТК, максимальную концевую нагрузку (на которую рассчитано подвесное устройство), диаметр подъемного каната, под который изготовлено это устройство.

Ответственный за выпуск к.у.н.Лесин К.К. Ротапринт МакНИИ, заказ Ilf 96-500, 2/ХУ-1968 г.

Макеевка, ул.Лихачева, № 60

ПРЕДИСЛОВИЕ

Рекомендации по применению типа прицепных устройств для вертикальных подъемных установок и выбору основных расчетных параметров подвесных устройств, методика испытаний подвесных устройств сосудов ;фя подъемных установок вертикальных шахт составлены на основании выполнения научно-исследовательской работы "Исследование новых способов вапанцировки канатов шахтных вертикальных подъемных установок и разработка основных пареметров для их проектирования", выполненной в соответствии с тематическим планом МакНИИ.

Названная работа содержит:    обзор    и систематизацию матери

алов по существующим способам запанцировки канатов в зарубежной и отечественной горной промышленности; теоретические исследования одно- и двухклиновых, рычажно-клиновых и эксцентриковых коушей и клиновых коушей с одно- и двухсторонним зажатием каната; результаты экспериментальных исследований, проведенных в лабораторных и производственных условиях на образцах коушей, выпускаемых промышленностью для эксплуатационных вертикальных подъемных установок.

Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что лучшим типом прицепного устройстве является клиновой коуш с односторонним звжатием канете, в котором круговая часть клина выполнена с различными радиусами. При достаточном коэффициенте надежности этот тип коуша не снижает агрегатной прочности каната и имеет наибольшую продолжительность работы его не учвстке запвнци-ровки в условиях переменной негрузки.

Применение указанного типа коуше на производстве повысит безопасность подъемной установки и увеличит срок службы подъемных канатов.

Введение единой методики испытаний будет способствовать созданию и дальнейшему совершенствованию подвесных устройств в целом, с точки зрения их надежности.

НОРМЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДВЕСНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВОК

I. Определение

1.    Устройство, предназначенное для присоединения швхтных клетей, скипов и противовесов к подъемному канату* называется подвесным устройством подъемных сосудов.

Подвесное устройство подъемных сосудов состоит из прицепного устройства (коуша) и подвески.

2.    Узел, служащий для соединения подъемного каната с подвеской (ззпанцировки подъемного каната), называется прицепным устройством (коушем).

5. Подвеска - это соединительное звено между прицепным устройством и подъемным сосудом.

Подвеску различает одинарную и двойную.

Двойной подвеской называется такая подвеска, когда имеется два независимых вида прикрепления прицепного устройства к подъемному сосуду.

Двойная подвеска выполняется таким образом, что нагрузке от сосуда на подъемный канат может передаваться через одну либо через обе подвески. В нервом случае несущая нагрузку подвеска называется рабочей, в вторая - предохранительной, во втором случае обе называются рабочими.

П. Требования к конструкции подвесных устройств

4.    Подвесное устройство должно быть относительно простым, а эяианцировка в нем подъемного каната не должна требовать от обслуживающего персонала особых квалификационных навыков.

5.    Подвесное устройство должно быть доступно для осмотров, периодической проверки состояния каната на участке его запанциров-ии и текущего ремонта.

G. Подвесное устройство должно представлять эластичную конструкцию, позволяющую отклонение прицепного устройства от верти-

кальной оси его при движении подъемного сосуда по стволу.

7.    В конструкции подвесного устройства скипов одноканатных подъемных установок рекомендуется иметь устройство, позволяющее компенсировать напуск каната во время посадки сосуда на жесткое основание не менее чем но 300 мм. Данное устройство не обязательно при загрузке и разгрузке скипов на весу.

8.    Клеть для людских и грузолюдских одноканатных подъемов должна иметь двойную независимую подвеску, каждая из которых должна изготовляться с 13-кратным запасом прочности по отношению к максимальной статической нагрузке.

Подвесное устройство противовесов людских и грузолюдских одноканатных подъемов должно иметь одну цепь подвески, изготовленную с 13-кратным запасом прочности по отношению к концевой нагрузке.

9.    Подвесное устройство грузового одноканатного подъема должно изготовляться с 10-кратным запасом прочности по отношению к максимальной статической нагрузке.

10.    Крепление подвесного устройства к сосудам и противовесам многоканатного подъема, независимо от назначения его, должно осуществляться, как правило, не менее чем в двух точках и в порядке исключения допускается крепление в одной точке при наличии предохранительной подвески.

В случае крепления подвесного устройства в одной точке рабочая и предохранительная подвески должны быть рэчнолрочныии и иметь запас прочности каждая 10- или 13-кратный по отношению к максимальной статической нагрузке, в зависимости от назначения подъема.

В случае крепления подвесного устройства в нескольких точках указанные запасы прочности 10 и 13 относятся ко всему устройству в целом.

При всех конструкциях нагрузка в элементах подвесного устройства должна распределяться пропорционально числу канатов, присоединяемых к ним.

11.    В местах соприкосновения рабочей ветви каната с деталями подвесного устройства должны быть приняты меры, не допускающие увеличенного местного износа квната.

12.    Прицепное устройство должно обеспечивать прочное закрепление канэта в нем, не допуская его проскальзывания, при любой величине растягивающего усилия вплоть до величины, равной разрывному усилию квната.

13.    Потеря агрегатной прочности каната в прицепном устройстве должна быть минимальной и не превышать 13$.

14.    Прицепное устройство должно обеспечивать надежное крепление любых канатов, применяемых на вертикальных подъемных установках.

15.    Конструкция прицепного устройства должна обеспечивать минимум времени, необходимого для запанцировки каната.

16.    Конструкция прицепного устройства и их параметры должны обеспечивать надежную запанцировку в нем обильно смазанных канатов.

17.    Настоящие требования распространяются на подвесные устройства с любым типом коушей.

hi. Область применения

18.    В качестве прицепного устройства рекомендуется применять клиновой коуш с односторонним ззжатием каната (рис.1). Настоящие рекомендации распространяются только на прицепные устройства, предназначенные для крепления подъемных канатов. На крепление уравновешивающих канатов они не распространяются.

19.    Подвосные устройства с клиновыми коушами могут применяться как на скиповых, так и на клетевых одноканотных и многоканатных подъемных установках.

1У. Нормы и рекомендации на проектирование клиновых коушей с односторонним зажатием каната (рис.1)

20. Определение основных расчетных величии:

а) Нормальные давления на боковые стороны корпуса и клина

У/,- _еrrx*)^..ju/j&twi +(/bj/)cesOij I

л/    +е>^/(яг*^]

где Q - концевая нагрузка;

Ы - угол наклона клина;

Л* - коэффициент трения между клинси и корпусом,

0,1 *0,15;

& - основание натуральных логарифмов;

^ - фактически реализуемый коэффициент трения между канатом и соприкасающимися с ним поверхностями коуша.

Значение

при заданном угле наклона клина.

При определении расчетных усилий JVj и следует исходить из того, что потери на трение в коуше будут минимальными, т.е. jU s 0,1. В этом случае значения нормальных давлений будут наибольшими.

б) Коэффициент надежности коуша у определяется как отношение предельного значения коэффициента:трения каната ^ к фактически реализуемому в коуше / :

/

7- J-:    ^w

Предельное значение коэффициента трения ^ по деталям коуша, изготовленным из стали 20 и Ст.З, равно:

для канатов прядевых конструкций для канатов закрытого типа

Коэффициент надежности обычно определяют при у* *0,1. Однако в эксплуатации возможны случаи повышения у* до 0,15, поэтому в процессе проектирования необходимо произвести расчет Ю и на этот случай.

Для предотвращения проскальзывания каната в коуше достаточно, чтобы коэффициент надежности при и = 0,15 был больше единицы.

21. Основные размеры коуша:

а)    угол клина рекомендуется принимать оС * 25°. При таком значении угла обеспечивается достаточная надежность крепления каната при сравнительно малом весе коуша.

Невыпадение клина из коуша в момент напуска каната должно обеспечиваться дополнительными конструктивными элементами. Конструкция таких устройств не должна препятствовать заклиниванию каната в коуше;

б)    радиусы круговой части клина рекомендуется принимать

ДЛЯ •

прядевых канатов R_f = 134-17 d ; ^ = 4*6 d ;

канатов закрытого типа * 13*17 с/ ;    *    5*7    d    ,

где d - диаметр каната;

в)    исходя из допустимых величин удельных давлений на канат, длина участка зажатия должна определяться из выражения:

10 cl    (5)

г) размеры А и ? выбираются в соответствии с диапазоном диаметров канатов, для которых проектируется коуо

L е jP+ajL    (6)

Величина поперечного сжатия канатов:

закрытого типа Л С( г 0,1 d ;

прядевых конструкций 0,35tf^;

здесь d_min - минимальный диаметр каната из количества

предусмотренных для крепления в данной коушо.

Заклинивающие канат поверхности коуша рекомендуется использовать для группы прядовых канатов с разницей в их диаметрах (j¹ ^ 6,5 мм, а для закрытых - только для каната одного диаметра;

д) диаметр канавок заклинивающих поверхностей коуша, предусмотренных для каната закрытого типа, должен быть равен его диаметру, а для прядевых - наибольшему диаметру каната из группы предусмотренных для запанцировки;

первоначальный зазор между деталями коуша, заклинивающими канат, должен быть принят для канатов:

закрытого типа не менее 0,1 CL прядевых конструкций не менее & +0,35 dmin

ж) размеры CL и ^ получаются конструктивно в зависимости от принятых радиусов л, и , а величина £ определяется из уравнения равновесия клина относительно точки о:

Q (о. + S+A + JJS'dl    “    (₈)

(2 + -£~) ~ £+(*+*) (%2 + j = О *

Уравнение (8) должно удовлетворяться при применении максимального диаметра каната для данного типоразмера коуша.

32. Свободный конец подъемного каната должен крепиться к корпусу коуша специальными зажимами, размеры канавок которых (в поперечном сечении) должны быть аналогичны с размерами канавок, заклинивающих канат поверхностей коуша.

Не допускается кропление свободного конца подъемного каната к ег»- рабочей ветви.