Канатоведущие шкивы многоканатных подъемных машин передают движение от подъемной машины и воспринимают усилия, возникающие в канатах.

Основные преимущества данной конструкции - бесшпоночное соединение шкивов с главным валом благодаря использованию горячей посадки и применению сварной конструкции шкивов. Наиболее тяжелыми авариями на машинах со шкивами трения являются проворот канатоведущего шкива на главном валу и проскальзывание канатов на канатоведущем шкиве. Проворот канатоведущего шкива, происходит в том случае, если сопряжение ступиц шкива с валом выполнено на заводе-изготовителе с отступлением от чертежей. Качество бесшпоночного соединения ступицы и главного вала после установки проверить очень трудно. Это необходимо выполнять перед установкой ступиц на вал специальным мерительным инструментом со всей тщательностью. Малейшая неточность измерений сопрягаемых деталей может быть причиной проворачивания канатоведущего шкива на валу, особенно в момент значительных динамических нагрузок. В последнее время после выбора и обеспечения необходимых натягов в посадке шкива на вал это бесшпоночное соединение работает достаточно надежно.

Для обеспечения необходимого сцепления подъемных канатов с канатоведущим шкивом, увеличения срока службы каната и выравнивания нагрузки между ними шкивы футеруют. В процессе изготовления и эксплуатации совершенствовались материалы футеровки для канатоведущих и отклоняющих шкивов - от футеровки из натуральной древесины до современных футеровочных материалов типа Бекорит с высокими техническими характеристиками.

Поверхность шкивов отечественных многоканатных подъемных машин футеруют брусками из серийно выпускаемого пластиката ПП-45. К оболочке шкива колодки футеровки прижимают крепежными клиньями. Сечение колодок футеровки унифицировано. Выпускают три типоразмера футеровки. Эта футеровка допускает в паре с прядевыми канатами расчетный коэффициент трения 0,25 и удельное давление 2 МПа. Футеровку канатоведущих шкивов протачивают специальным приспособлением при разности диаметров желобов под канаты, превышающей 0,5 мм. Основные неисправности канатоведущих шкивов связаны главным образом с износом футеровки, ее креплением. Наличие большого числа отверстий под болты для крепления футеровки ослабляет обечайку и вызывает образование трещин. Различное натяжение канатов вызывает неравномерный износ футеровки.

Недостатком футеровки, изготовленной из полихлорвинилового пластиката ПП-45, является то, что она при небольшом нагревании (до 100°С) сильно размягчается, вследствие чего уменьшается коэффициент трения. При низких температурах она теряет свои фрикционные свойства.

При скольжении 20-30м каната по футеровке верхний слой ее начинает расплавляться (температура плавления менее 150°С). Таким образом, даже при незначительном нарушении нормального режима происходит проскальзывание канатов по канатоведущему шкиву, что приводит к выплавлению футеровки и тяжелым авариям.

Применение футеровки, не обеспечивающей необходимых запасов по нескольжению при повышенных и низких температурах и необходимом давлении, в особенности на шахтах малой глубины, и отсутствие надежных устройств весового дозирования при загрузке подъемных сосудов могут привести к авариям с тяжелыми последствиями.

Поэтому с конца 80-х годов на многоканатных машинах начала внедряться футеровка из материала немецкой фирмы Бекорит. Она благодаря своим высоким техническим характеристикам по коэффициенту сцепления канатов с футеровкой, величине допустимого давления, износостойкости и стабильности параметров стала находить все большее применение. В настоящее время этой футеровкой оснащены более трети многоканатных подъемных установок Донбасса.

Футеровка фирмы Бекорит, ранее выпускавшаяся только в Германии, в настоящее время по лицензионному соглашению производится из материала K25SB фирмы Бекорит (Германия) НПО «Укрвторсырье» (г. Донецк). Продукция фирмы прошла сертификацию и разрешена к применению на горнодобывающих предприятиях Украины и России. Промышленное внедрение футеровки начато в 2003 году и в настоящее время установлено несколько комплектов футеровки на многоканатных подъемных машинах Донбасса.

В 1991 - 1995 гг. Кемеровским научно-исследовательским институтом химической промышленности по заданию Донецкгормаша был разработан материал - прессовочная фенольная масса Ф7-050-49Б для колодок футеровки канатоведущих и отклоняющих шкивов многоканатных подъемных машин. Прессовочная фенольная масса представляет собой композицию на основе новолачной феноло-формальдегидной смолы, полиакрилонитрильного каучука, органического и минерального наполнителя и специальных добавок. Разработаны две марки прессовочной массы для изготовления колодок футеровки, эксплуатируемых при различных удельных давлениях, Ф-7-050-49А на давление до 2 МПа и Ф-7-050-49Б давление до 3 МПа.

 

Техническая характеристика футеровки

 

 

Ф-7050-49А

Ф-7-050-49Б

Твердость по Шору

80-95

85-95

Прочность на разрыве, Мпа, не менее

6,0

7,0

Относительное удленение, %

70-200

70-200

Температура размягчения по Вика, С0, не менее

130

150

Коэффициент трения в паре со стальным канатом при наличии и (или) отсутствии в зоне контакта воды и (или) канатной смазки КФ-Ю при удельных давлениях

2,0 Мпа, не менее

0,35

0,40

3,0 Мпа, не менее

0,30

0,40

 

Колодки из нового материала отличаются эластичностью; монолитностью; высоким коэффициентом трения (сохраняется при удельном рабочем давлении до 3,0 МПа и при использовании фрикционной канатной смазки, необходимой для защиты канатов от коррозии).

В настоящее время ООО «Реал-Пластик и К» (г. Кемерово, Российская Федерация) освоен выпуск колодок на основе данного материала для всех типов подъемных машин. В 2003г. колодки прошли успешные испытания в МакНИИ по безопасности горных работ. На них получен Сертификат МакНИИ и Разрешение Госнадзорохрантруда Украины на применение термостойких колодок футеровки из массы прессовочной фенольной марки Т-239 (Ф7-050-49Б) для шахтных многоканатных подъемных машин. На ООО «Реал-Пластик и К» изготавливается 6 видов колодок-футеровок для шахтных подъемных машин, которые обеспечивают высокую производительность, надежность и безопасность подъема грузов весом до 75 т на высоту до 1600 м.

ООО «Укрвторсырье» (г. Донецк) производит колодки футеровки Бекорит K25SB по лицензии и из материала K25SB фирмы Бекорит (Германия), которые применяются для футеровки канатоведущих шкивов шахтных подъемных машин.

НИИГМ им. М.М. Федорова совместно с горнотехнической инспекцией региона был собран и обобщен материал по степени износа и срокам службы футеровок приводных шкивов на ста подъемных установках угольных шахт Донбасса.

 

Канатоведущие шкивы многоканатных подъемных машин

 

Износ футеровки канатоведущих шкивов

 

На гистограммах представлены результаты обработки собранных данных. Наиболее износостойкой из применяемых футеровок является Бекорит на втором месте Ф-7 на третьем ПП45. Сроки службы футеровок имеют значительный разброс и зависят от условий эксплуатации и производительности подъемов. Для высокопроизводительных подъемов (более 150 циклов в сутки) среднестатистический срок службы для Бекорита составил - 3,5 года, для Ф-7 - 2,8 года, для ПП45 - 2 года. Для слабонагруженных скиповых и для клетевых подъемов сроки службы составили: для Бекорита - 6,9 года, для Ф-7 - 4,8 года, для ПП45 - 4,6 года.

Вместе с тем согласно собранным данным сроки службы футеровок в некоторых случаях значительно отличаются от среднестатистических как в большую, так и в меньшую сторону при примерно одинаковых технических характеристиках подъемных установок. Это свидетельствует о наличии дополнительных факторов влияющих на скорость износа футеровки. Рассмотрим некоторые из них.

Одним из основных факторов влияющих на износ футеровки является удельное давление канатов на футеровку. Все подъемные многоканатные установки Украины рассчитаны на удельное давление 20 кг/см2. Фактически на большинстве машин удельное давление ниже и колеблется в пределах 14-16 кг/см2. На шахтах с большими высотами подъема (выше 1000 л) среднее удельное давление на футеровку достигает 20 кг/см2. Срок службы футеровки на этих шахтах не превышает 1,5-2 года, а в некоторых случаях при высотах подъема 1200-1300м срок службы снижается до 4-6 месяцев при цикличности работы выше 200 подъемов в сутки.

Вторым немаловажным фактором, влияющим на износ, является качество применяемых канатов.

Согласно требованиям «Правил безопасности в угольных шахтах» на многоканатной установке должны навешиваться четыре каната из одной партии изготовления, с последовательно идущими заводскими номерами. Это обеспечивает одинаковый шаг свивки канатов, идентичность прочностных характеристик и жесткость всех четырех канатов, что позволяет правильно регулировать распределение нагрузки между канатами, регулировать радиусы навивки ручьев канатоведущего шкива. Невыполнение вышеуказанных требований (например, отличие шагов свивки канатов) приводит, как правило, к повышенному износу футеровки одного из ручьев. Оставшиеся неизношенные ручьи приходится протачивать под изношенный ручей для выравнивания радиусов навивки.

Процесс износа проходит интенсивно и резко снижается срок службы футеровки. К интенсивному износу приводит наличие порывов проволоки внешних прядей каната с последующей коррозией проволок каната. В этом случае при упругом переползании каната по футеровке канат работает как режущий инструмент.

Третьим фактором, влияющим на скорость, износа является качество работы обслуживающего персонала по контролю радиусов навивки канатоведущих шкивов.

Допустимые отклонения в радиусах навивки, способы контроля, методология проточки регламентируются «Руководством по контролю и регулировке распределения нагрузки между головными канатами многоканатных подъемных установок». РТМ 07.01.015-82 НИИГМ им. М.М. Федорова. Невыполнение требований руководства приводит к перераспределению нагрузки на один - два каната при подходе сосудов к верхней приемной площадке. Как следствие этого происходит увеличение удельного давления каната на футеровку, а также перегруз каната выше допустимых норм. По опыту работы в некоторых случаях перегруз может достигать 100 и более процентов.

При больших отклонениях радиусов навивки нагрузка на канат возрастает и вместе с ней начинает увеличиваться разность статических натяжений конкретно для данной канатной ветви. Значение разности статических натяжений может превысить допустимое по условию нескольжения каната по шкиву. Проскальзывание этого каната по шкиву будет происходить в течение каждого цикла подъема груза, что естественно приводит к повышению интенсивности износа футеровки.

Четвертым фактором, влияющим на интенсивность износа, является кинематические и динамические характеристики подъемных установок. Износ футеровки проходит более интенсивно при высоких (выше 8 м/с) скоростях подъема груза, при больших рабочих замедлениях и ускорениях движения подъемных сосудов.

Наличие большого числа факторов, влияющих на интенсивность износа и прямая связь качества футеровки с безопасностью эксплуатации многоканатных подъемных установок, требуют особо тщательного подхода при выборе типа футеровочного материала для канатоведущих шкивов.

Специалистами НПО «Укрвторсырье» и НИИГМ им. М.М. Федорова были проведены сравнительные испытания футеровки Бекорит K25SB, выпускаемой НПО «Укрвторсырье» и футеровки, традиционно применяемой на многоканатных подъемах отрасли (ПП-45 и Ф-7).

Футеровка фирмы Бекорит, ранее выпускавшаяся только в Германии, в настоящее время по лицензионному соглашению производится украинским НПО Укрвторсырье. Продукция фирмы прошла сертификацию и разрешена к применению на горнодобывающих предприятиях Украины и России. Промышленное внедрение футеровки начато в 2003 году и в настоящее время установлено несколько комплектов футеровки на многоканатных подъемных машинах Донбасса.

На испытательном стенде был промоделирован процесс скольжения канатов по шкиву при удельном давлении каната на футеровку 20 кг/см2 и соотношении диаметра шкива к диаметру каната равном 80. Результаты испытаний в обобщенном виде представлены ниже.

 

Канатоведущие шкивы многоканатных подъемных машин

 

Величины износа футеровки из разных материалов

 

Как видно из графика для образца из материала ПП45 в период испытаний величина износа составила 8 мм, процесс нарастания износа происходил по экспоненциальному закону, при достижении значения величины износа 4 мм началось плавление образца. Величина износа образца из Ф-7 нарастала по более пологой экспоненте, потеря механических свойств образца наступила после достижения величины износа 6 мм.

Износ образца из материала Бекорит K-25SB производства НПО «Укрвторсырье» проходил практически по линейному закону и футеровка не потеряла механических свойств за весь период испытаний, что подтверждает высокие качества этого материала.

По заказу НПО «Укрвторсырье» специалистами МакНИИ и Донбассуглеавтоматики были проведены испытания футеровки из материала Бекорит K25SB на действующих нагруженных многоканатных установках шахт «Южно-Донбасская №1» и «Красноармейская-Западная». Результаты испытаний показали, что футеровка из материала Бекорит K-25SB гарантировано обеспечивает требуемый коэффициент сцепления каната с футеровкой - 0,25.

Шкивы проходческие ШП и ШПВ. Этот шкив разработан ГП «Донгипроуглемаш». Предназначены для поддержания и направления стальных канатов, на которых подвешивается проходческое оборудование (полки, люльки и т. п.), используемое для проходки и армирования вертикальных стволов, а также для проведения горизонтальных и наклонных горных выработок шахт угольной и горнорудной промышленности.

Изготовитель - ОАО «Дружковский машзавод»

 

Технические характеристики шкивов проходческих ШП и ШПВ

 

Наименование параметра

ШП-400

ШПВ-400

ШП-500

ШПВ-500

ШП-630

ШПВ-630

ШП-710

ШПВ-710

ШП-800

ШПВ-800

Диаметр шкива, мм

400

500

630

710

800

Диаметр каната, не более

20,

25,0

31,0

35,5

40

Статическая нагрузка, kH

200

250

320

400

320

Масса, кг, не более

130

90

160

110

260

185

350

275

530

370

 

 Наименование  параметра

 ШП-900 

 ШПВ-900 

 ШП-1000 

 ШПВ-1000 

 ШП-1120 

 ШПВ-1120 

 ШП-1210 

 ШПВ-1210 

 ШП-1320 

 ШПВ-1320 

Диаметр шкива, мм

900

1000

1120

1210

1320

Диаметр каната, не более

45,0

50,0

56,0

60,5

65,0

Статическая нагрузка, kH

500

320

600

320

700

Масса, кг, не более

650

425

565

555

1000

685

110

750

1530

950




Теги: футеровка, подъем, канат, шкив, износ. Просмотров: 1379
Другие новости по теме: