Обґрунтування методики розрахунку канатомістких циліндричних барабанів шахтних підіймальних машин

Abstract

Мета. Розробка методу спрощеного розрахунку для підкріплених конструкцій розрізних циліндричних барабанів шахтних підіймальних машин типу ЦР-6.75х6.2/1.95. Оцінити застосування методу розрахунку барабана підіймальної машини ускладненої конструкції шляхом усереднення елементів. Методика. Конструкція барабана шахтної підіймальної машини ділиться на десять вузлів, вісім з яких включають обичайку, лобовини, реберне підкріплення та гальмівні диски (крайні вузли) та ще два – вал з маточинами та підшипникові опори. Із аналізу роботи машини, зокрема, оцінка її жорсткості при різних видах навантаження, створюються спрощені моделі для кожного вузла. Вихідні вузли барабана замінюються на спрощені, з метою здійснення загального розрахунку для визначення максимального осьового переміщення кромок гальмівних дисків. Результати. Із аналізу роботи шахтної підіймальної машини, були розроблені усереднені моделі вузлів підйомника та здійснено успішний розрахунок осьових переміщень для спрощеної конструкції барабану. Наукова новизна. Виконано оцінку похибки методу спрощеного розрахунку, зокрема методу усереднення зі збільшеною товщиною лобовин, що дозволяє отримати більш точні результати для складних конструкцій. Практична значущість. У зв'язку з потребою в збільшенні глибини видобутку корисних копалин, що призводить до необхідності розширення габаритів барабана та ускладнення його конструкції. В цьому випадку зростає ресурсоємність розрахунку осьових зміщень гальмівних дисків . Це необхідно для впровадження дискових гальм. Однак, це ускладнює використання стандартних інструментів автоматизованого проектування середнього рівня через збільшення розмірів скінченно-елементної сітки, що робить її застосування непрактичним. Методика може бути використана для шахтних підіймальних машин типу ЦР-6.75х6.2/1.95 з розрізним барабаном, діаметром 6750 мм та шириною 6200 мм (з яких 1950 мм – переставна частина), забезпечуючи точні розрахунки переміщень кромок гальмівних дисків. Такий підхід особливо корисний для використання в програмних пакетах середнього класу, таких як SolidWorks Simulation, звільняючи від потреби в ресурсоємному програмному забезпеченні.

Purpose. To develop a simplified calculation method for the strengthened split cylindrical drums of mine hoisting machines of the TsR-6.75x6.2/1.95 type. To evaluate the application of the method for calculating the drum of a hoisting machine of a complicated design by averaging the elements. The methods. The drum structure of a mine hoisting machine is divided into ten nodes, eight of which include the shell, frontal, rib strengthening and brake discs (end nodes) and two more – the shaft with hubs and bearing supports. Based on the analysis of the machine's operation, including an assessment of its stiffness under different types of load, simplified models are created for each component. The original drum assemblies are replaced with simplified ones in order to perform a general calculation to determine the maximum axial displacement of the brake disc edges. Findings. Based on the analysis of the mine hoisting machine operation, averaged models of hoist components were developed and axial displacements were successfully calculated for a simplified drum design. The originality. The error of the simplified calculation method, in particular, the method of averaging with increased thickness of the lobes, which allows obtaining more accurate results for complex structures, is estimated Practical implementation. Due to the need to increase the depth of mining, which leads to the need to expand the dimensions of the drum and complicate its design. In this case, the resource intensity of calculating the axial displacement of brake discs increases. This is necessary for the introduction of disc brakes. However, this complicates the use of standard mid-level computer-aided design tools due to the increase in the size of the finite element mesh, which makes its use impractical. The methodology can be used for mine hoisting machines of the following types TsR-6.75x6.2/1.95 with a split drum, 6750 mm in diameter and 6200 mm wide (of which 1950 mm is the interchangeable part), providing accurate calculations of brake disc edge displacements. This approach is particularly useful for use in mid-range software packages such as SolidWorks Simulation, eliminating the need for resource-intensive software.