РОЗРОБКА МОДЕЛІ БАГАТОШАРОВОЇ НАМОТКИ КАНАТА ІЗ КОМПОЗИТНОГО МАТЕРІАЛУ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(50)2024.305037Ключові слова:
метод розрахунку силових факторів, гумотросовий канат, багатошарова намотка, тіло намотки, поздовжня та поперечна жорсткість каната, бобінна піднімальна машинаАнотація
Запропонована стаття присвячена важливому науковому завданню — уточнення силових навантажень у витках багатошарової намотки гумотросових канатів бобінних підйомників. Мета дослідження — розробка математичної моделі напружено-деформованого стану тіла намотки бобінних підіймальних машин з ґумотросовим канатом. У роботі використано методи математичного та обчислювального експерименту на основі скінченно-елементного аналізу. Розв’язуючи задачі на визначення жорсткості тіла намотки ґумотросового каната (ҐТК), фізичну модель її бобінного органа уявили у вигляді композиту, де армування каната вважається нескінченно тонкою спіраллю з жорсткісними характеристиками металевого троса, а матриця — гумовою оболонкою. Після обробки результатів обчислювального експерименту з визначення параметрів тіла намотки ҐТК, здійсненого методом комп'ютерного скінченно-елементного моделювання, отримали аналітичний вираз для розрахунку її коефіцієнта жорсткості, із якого випливає висновок про квадратичну залежність між жорсткістю тіла намотки та її зовнішнім діаметром, причому локальна жорсткість конструкції від значення діаметра залежить несуттєво. Небезпека виникнення в бобінах підйомника динамічних ефектів, може мати місце, коли намотка має багато витків. Встановлено закономірності впливу параметрів ґумотросового каната на крутильну жорсткість тіла його намотки. Нелінійний характер зміни розглянутих характеристик жорсткості кожного шару намотки в пакеті ҐТК викликаний особливістю взаємодії першого шару з поверхнею бобіни. Цю взаємодію можна простежити, застосовуючи коефіцієнт посилення жорсткості на кручення, обчислюваний за допомогою отриманого шляхом обробки результатів обчислювального експерименту аналітичного виразу. Розроблена математична модель визначення жорсткості намотки ґумотросового каната дозволяє знаходити такі значення параметрів бобінного підйомника, що дозволять уникнути небезпеки появи динамічних ефектів під час аварійного та робочого гальмування пристрою, викликаних крутильною жорсткістю тіла намотки.
Посилання
Kolosov, D., Dolgov, O., Kolosov, A., (2013). The stress-strain state of the belt on a drum under compression by flat plates. Annual Scientific-Technical Collection. Mining of Mineral Deposits, pp. 351–357.
Belmas, I., & Kolosov, D. (2011). The stress-strain state of the stepped rubber-rope cable in bobbin of winding. Technical and Geoinformational Systems in Mining: School of Underground Mining 2011, 211-214. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/330310760The_stress-strain_state_of_the_stepped_rubber-rope_cable_in_bobbin_of_winding.
Belmas, I., Kogut, P., Kolosov, D., Samusia, V., & Onyshchenko, S. (2019). Rigidity of elastic shell of rubber-cable belt during displacement of cables relatively to drum. E3S Web of Confe-rences, 109, 00005. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900005.
Zabolotnyi, K., Panchenko, О., & Zhupiiev, O. (2019). Development of the theory of laying a hoisting rope on the drum of a mining hoisting machine. E3S Web of Conferences, 109, 00121. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900121.
Zabolotny, K., & Panchenko, E. (2010). Definition of rating loading in spires of multilayer winding of rubberrope cable. New Techniques and Technologies in Mining – Proceedings of the School of Underground Mining, 223-229. https://doi.org/10.1201/b11329-38.
Zabolotnyi, K.S., Panchenko, O.V., Zhupiiev, O.L. & Polushyna, M.V. (2018). Influence of parameters of a rubber-rope cable on the torsional stiffness of the body of the winding. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (5), 54-63. https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-5/11.
Kolosov D., Dolgov O., Kolosov A. The stress-strain state of the belt on a drum under compres-sion by flat plates. Annual Scientific-Technical Collection. Mining of Mineral Deposits. 2013, №1. Р. 351–357.
Belmas I., Kolosov D. The stress-strain state of the stepped rubber-rope cable in bobbin of winding. Technical and Geoinformational Systems in Mining. 2011. P. 211–214.
Belmas I., Kogut P., Kolosov D., Samusia, V., Onyshchenko, S. Rigidity of elastic shell of rub-ber-cable belt during displacement of cables relatively to drum. E3S Web of Conferences. 2019, 109, 00005. URL: https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900005.
Zabolotnyi K., Panchenko О., Zhupiiev O. Development of the theory of laying a hoisting rope on the drum of a mining hoisting machine. E3S Web of Conferences. 2019, 109, 00121. URL: https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900121.
Zabolotny K., Panchenko E. Definition of rating loading in spires of multilayer winding of rubberrope cable. New Techniques and Technologies in Mining – Proceedings of the School of Underground Mining. 2010. Р. 223–229.
Zabolotnyi K.S., Panchenko O.V., Zhupiiev O.L. Polushyna M.V. Influence of parameters of a rubber-rope cable on the torsional stiffness of the body of the winding. Науковий вісник національного гірничого університету. 2018, № 5. Р. 54–63.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
