Анотація до роботи:

Соломенцев К.А. Обґрунтування нового способу навивання канатів біжучими витками тертя на барабани підіймальних машин. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.06. – «Гірничі машини». Науково-дослідний інститут гірничої механіки ім. М.М. Федорова, Донецьк, 2005 р.

У роботі здійснено дослідження ефективності використання підіймальних канатів на різних підіймальних установках.

Обґрунтовано розрахункову схематизацію підіймальної установки з “біжучими” витками тертя з урахуванням масивних копрових шківів, виведено диференціальні рівняння динамічного стану підіймальної установки в режимах запобіжного гальмування машини як системи п'яти дискретних мас (дві посудини, два копрових шківи і підіймальна машина з приводом), що з'єднані пружними зв'язками, які мають визначений коефіцієнт динамічної жорсткості, що обчислюються спеціальними співвідношеннями.

Розроблена математична модель динамічного стану підіймальної установки з “біжучими” витками тертя і програмні модулі, що її реалізують, дозволяють на етапі проектно-конструкторських пошуків визначити не тільки необхідну кількість “біжучих” витків, але і раціональне поєднання інших параметрів підіймального комплексу в кожному конкретному випадку.

Результати досліджень реалізовано на діючій підіймальній установці з машиною ЦР-4Ч3/0,7 вентиляційного стовбура «Лозовський» шахти «Куйбишевська» ДП «Донецьквугілля» з річним економічним ефектом від впровадження близько . Практичні рекомендації, які ґрунтуються на запропонованій математичній моделі динамічних станів установки в режимах запобіжного гальмування, прийнято ВАТ “Донецькгірмаш” і ЗАТ “НКМЗ” для використання при проектуванні і створенні підіймальних машин з “біжучими” витками тертя.

Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, у якій з метою підвищення безпечної експлуатації запропоновано вирішення актуального науково-технічного завдання створення нового способу навивання канатів на барабан і розрахункове обґрунтування параметрів системи одноканатного і багатоканатного шахтного підйому, яка базується на передачі тягового зусилля від приводу до підіймальних посудин, що рухаються у стволі, за допомогою одного або декількох витків тертя каната, які переміщаються поверхнею циліндричного барабана з гвинтовою нарізкою рівчаків.

Використання результатів роботи дозволяє на стадії проектування підіймального комплексу знайти за допомогою імітаційного моделювання режимів запобіжного гальмування раціональні поєднання параметрів підіймальної установки, кількість канатів і витків тертя для конкретних експлуатаційних умов.

Основні висновки, теоретичні і практичні результати роботи:

1. Виконані дослідження ефективності застосування канатів на різних підіймальних системах дозволяють установити, що найбільш ефективно використовуються канати на системах Кепе, на багатоканатних підіймальних установках і установках з “біжучими” витками тертя. Найменш ефективно використовується підіймальний канат на однокінцевих барабанних підіймальних установках.

2. Досліджено залежність вантажопідйомності установки з “бігучими” витками тертя від кількості канатів і витків тертя, яка дозволила визначити, що найбільш ефективними є багатоканатні системи при обслуговуванні глибин до з вантажопідйомністю скіпів до .

3. Доведено, що підіймальні машини з “біжучими” витками тертя навіть з металевою обичайкою барабана можуть працювати без ковзання канатів за межами мінімально припустимих значень уповільнення при спусканні вантажу і далеко за межами максимально припустимих значень уповільнення при підійманні вантажу.

4. З математичної точки зору фізична модель шахтної підіймальної установки з “біжучими” витками тертя відкриває принципово новий клас задач у теорії шахтного підйому. Зокрема, необхідність обліку масивних копрових шківів приводить до появи в спектрі власних частот раніше невідомих привнесених частот, вплив яких на динамічний стан установки може бути суттєвим в залежності від параметрів системи в цілому (до 20%).

5. Розроблена математична модель динамічного стану підіймальної установки з “біжучими” витками тертя і реалізуючі її програмні модулі дозволяють на етапі проектно-конструкторських пошуків визначити не тільки необхідну кількість “біжучих” витків, але і раціональне сполучення інших параметрів підіймального комплексу в кожному конкретному експлуатаційному випадку.

6. Запропоновані принципово нові конструкції підвісних пристроїв барабанного типу для вантажних і вантажолюдських підйомів з уловлювачами різних типів, а також конструкції копрових шківів для двоканатних підіймальних систем створюють передумови до реального втілення в практику шахтного підйому ідеї машин з “біжучими” витками тертя.

7. Вперше в практиці гірничої промисловості була створена підіймальна установка з “біжучими” витками тертя, у результаті переустаткування діючої підіймальної установки з машиною ЦР-4Ч3/0,7 вентиляційного ствола «Лозовський» шахти «Куйбишевська» ДП «Донецьквугілля».

8. Виконаний на діючій підіймальній установці з “біжучими” витками тертя обсяг експериментальних досліджень засвідчив, насамперед, відсутність проковзування каната по барабану машини. Крім того, встановлена якісна і кількісна (з розбіжністю не більш 12%) відповідність натурних динамічних процесів в канатах в різних режимах запобіжного гальмування з результатами імітаційного моделювання відповідно до розробленої математичної моделі.

9. Річний економічний ефект від впровадження підіймальної установки з “біжучими” витками тертя на вентиляційному стволі «Лозовський» шахти «Куйбишевська» ДП «Донецьквугілля» складає приблизно .

Публікації автора:

1. Соломенцев А.И., Мавроди П.И., Соломенцев К.А. Реконструкция подъемной машины ЦР-5х3,2/0,55 Абаканского рудника НПО «Сибруда» // Горная механика: Сб.н.тр. НИИГМ им. М. М. Федорова. – Вып. 2 – Донецк, 1992. – С. 144 – 152.

2. Соломенцев К.А. Повышение эффективности использования барабанных подъемных машин // Проблеми експлуатації обладнання шахтних стаціонарних установок: Сб.н.тр. НИИГМ им. М. М. Федорова. – Вып. 94. – Донецк, 2001. – С. 150-155.

3. Соломенцев А.И., Соломенцев К.А., Винникова А.Э. Многоканатные барабанные подъемные установки и область их применения // Проблеми експлуатації обладнання шахтних стаціонарних установок: Сб.н.тр. НИИГМ им. М. М. Федорова. – Вып. 94. – Донецк, 2001. – С. 145-150.

4. Соломенцев К.А. Перспективы развития барабанных подъемных машин // Уголь Украины. – 2002. – №5. – С. 42-43.

5. Соломенцев К.А. Конструктивные особенности копровых шкивов и подвесных устройств для двухканатных подъемных установок с “бегущими” витками трения // Проблеми експлуатації обладнання шахтних стаціонарних установок: Сб.н.тр. НИИГМ им. М. М. Федорова. – Вып. 95. – Донецк, 2002. – С. 172-177.

6. Дворников В.И., Соломенцев К.А. Математическая модель динамики подъемных машин с “бегущими” витками трения // Проблеми експлуатації обладнання шахтних стаціонарних установок: Сб.н.тр. НИИГМ им. М. М. Федорова. – Вып. 96. – Донецк, 2003. – С. 92-101.

7. Яценко А.Ф., Дворников В.И., Соломенцев К.А. Спектральные свойства кантинуально-дисскретных подъемных систем с “бегущими” витками трения // Труды международной научно-технической конференции «Горная энергомеханика и автоматика». – Том 2. – Донецк, 2003. – С. 223-234.

8. Соломенцев К.А. Безопасная эксплуатация подъемных установок с многослойной навивкой каната // Уголь Украины. – 2004. – №4. – С. 36-38.

9. Соломенцев К.А. Безопасная эксплуатация подъемной установки с “бегущими” витками трения // Научно-практическая конференция «Пути повышения безопасности горных работ в угольных отраслях». МакНИИ. – Макеевка. – 2004. – С. 446

10. Дворников В.И., Соломенцев К.А., Винникова А.Э. Эффективность использования машин с “бегущими” витками трения // Уголь Украины. – 2004. – № 4. – С. 34-35.

11. Дворников В.И., Соломенцев К.А. Моделирование предохранительного торможения подъемных машин с “бегущими” витками трения // Проблемы эксплуатации оборудования шахтных стационарных установок: Сб.н.тр. НИИГМ им. М. М. Федорова. – Вып. 98. – Донецк, 2004. – С. 164-168.

Особистий внесок здобувача: [1] – розрахунок обичайки барабана; [3] – постановка завдання, виведення формул, розрахунок і побудова графіків, [6] – обґрунтування необхідності створення підіймальних машин з “біжучими” витками тертя і постановка завдання; [7] – постановка завдання, побудова графіків власних частот системи з “біжучими” витками тертя з обліком масивних копрових шківів, аналіз власних частот системи; [10] – аналіз ефективності використання підіймальних машин з “біжучими” витками тертя порівняно зі звичайними барабанними машинами; [11] – розробка математичної моделі, обґрунтування розв’язання рівнянь.