» » Футеровки шкивов трения шахтных подъемных машин

Футеровки шкивов трения шахтных подъемных машин

30.08.2016

Для обеспечения высокопроизводительной работы шахт, особенно разрабатывающих глубокие горизонты, в настоящее время используются многоканатные подъемные машины, характеризуемые повышенной грузоподъемностью и скоростью подъема. Безопасность подъема и надежность работы шахтной подъемной машины (ШПМ) во многом зависят от конструктивного исполнения и материала футеровок движущих шкивов, в задачу которых входит обеспечение продолжительной (2—3 года) работы подъема при заданном давлении и температуре без пробуксовывания канатов. На рис. 10.10 показана схема натяжения канатов 1 на ведущем шкиве (а) и общий способ установки на нем футеровки (б).
Футеровки шкивов трения шахтных подъемных машин

В настоящее время в качестве футеровки приводных и отклоняющих шкивов ШПМ используют преимущественно пластикат ПП-45, представляющий собой полихлорвинил, пластифицированный диоктилфталатом. Обладая рядом достоинств, этот материал не удовлетворяет некоторым техническим требованиям к футеровкам (в том числе по сроку службы и коэффициенту трения с канатом закрытой конструкции), что снижает эффективность использования многоканатных подъемных машин.
Ниже приводятся некоторые сведения о работах по изысканию футеровок повышенной износостойкости, проведенных во Всесоюзном институте горной механики им. М.М. Федорова (ВИГМ).
Для исследования материалов футеровок в институте создан специальный стенд и определены основные технические требования к ним. В число этих требований входят:
- ограничение по коэффициенту трения (сцепления) футеровки движущих шкивов с канатом закрытой конструкции
fз ≥ 0,25,
с трехграннопрядным канатом
fтг ≥ 0,3;
- допустимое отклонение по коэффициенту трения при смачивании каната водой или появлении следов канатной смазки не более 15%;
- предельно допустимое рабочее длительное удельное давление на футеровку
pт ≥ 2,94 МН/м2
и кратковременное удельное давление
pt ≥ 19,61 МН/м2;
- срок службы не менее двух лет;
- рабочая температура от -5 до +35° С.
На стенде ВИГМа им. М.М. Федорова определены относительные величины коэффициентов трения (статических, динамических) и износа образцов в зависимости от удельных давлений. Обработка результатов производилась по следующим формулам.
1. Коэффициент сцепления каната с образцами футеровки (на основании уравнения Эйлера)
f = (ln Q — lnS)/α,
где Q — показание динамометра, Н; S — вес груза, Н; α —величина угла охвата канатом образца, рад.
2. Среднее удельное давление (с учетом геометрического сложения усилий Q и S)
q = (Q + S)/dl,
где d — диаметр каната, см; l — проекция дуги охвата на диаметр образца, см.
3. Удельный износ футеровки i (как отношение потери веса образца ΔG к работе трения А)
i = ΔG/A = 571,43 ΔG/ (Q—S).
Для подбора футеровки определялась сравнительная износостойкость следующих материалов: пластиката ПП-45, резин 59, 60, 557, 557а, 1528, 1529, El, Е1л, E1c (разработки ВНИИСК), 1293, 1294а (разработки НИИРП). Результаты испытаний лучших из этих резин в виде зависимостей динамического коэффициента трения от удельного давления, показывают, что наиболее высокими фрикционными свойствами в пределах относительно малых удельных давлений обладает резина 1528, которая рекомендована в качестве футеровки движущих шкивов.
Резина марки 1293 имеет меньший коэффициент трения, но обладает наиболее высокой износостойкостью. Она рекомендована в качестве футеровки для отклоняющих шкивов. Стоимость этих футеровок ниже широко применяемого материала ПП-45. Проведенные исследования показали, что в одних случаях материалы имеют достаточно высокий коэффициент трения, но обладают низкой износостойкостью, в других — наоборот.
Институтом ВИГМ им. М. М. Федорова проведены интересные исследования по созданию футеровки, комбинированной вдоль дуги охвата шкива, отдельными секциями 2, 3, что условно показано на рис. 10.10, а.
Комбинация материалов, один из которых, например 2, имеет коэффициент трения f1 = 0,31 при допустимом удельном давлении q1 = 1,8 МПа, а другой, например 3, — повышенное допустимое давление q2 = 3,6 МПа при относительно низком коэффициенте трения f2 = 0,22, позволяет обеспечить шкиву необходимую фрикционную способность при обеспечении требуемого срока службы футеровки.
Одним из направлений повышения фрикционной способности футеровок является конструктивное оформление способа их установки в желобе шкива. На рис. 10.10, б показан пунктиром вариант футеровки с уменьшенной опорной площадкой, обеспечивающий ее повышенные деформации как в радиальном, так и в тангенциальном направлении. Повышенная упругость способствует выравниванию свойств футеровки при увеличении разности натяжений между набегающими и сбегающими ветвями канатов. Обе конструкции предложены ВИГМ им. М.М. Федорова.