Mocowanie liny konstrukcji zamkniętej w zacisku linowym firmy "RELIANCE"

ZESZYTY BAUKOWB POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ Serial GÓRNICTWO z. 90

ma

Br kol. 577

SŁAWOMIR BRODZIŃSKI ALFRED CARBOGNO

MOCOWAHIE LIKY KOBSTRUKCJI. ZAMKNIĘTEJ T? ZACISKU LINOWYM FIRMY "RELIANCE"

Streszczenie. W pracy omówiono konstrukcję zacisku_lino­

wego firmy "Reliance" oraz przedstawiono wyniki badań mo­

cowania lin konstrukcji zamkniętej w tego typu zaciskach

1. Wstęp

Zawiesia linowe z zaciskami linowymi typu sercówkowego charakteryzu­

ją się dużymi wymiarami geometrycznymi i masą własną, która dodatkowo o- granicza udźwig użyteczny wyciągu szybowego.

Na rys. 1 przedstawiono przykładowo porównanie mas własnych różnych typów zacisków linowych produkcji krajowej i zagranicznej.

Z rysunku tego wynika, że z aktualnie stosowanych w górnictwie świa­

towym zacisków linowych charakteryzujących się małymi gabarytami, małą masą własną i zwartościową konstrukcji oprócz mocowania lin w tulejach stożkowych można wymienić zaciski typu Daviesa produkowane przez firmę

"Reliance" lub firmę "Davies-Barker".

Masa własna zacisku "Reliance" jest około 3 razy mniejsza od zacisków sercówkowych stosowanych w kraju. Niewielkie rozmiary geometryczne za­

cisków "Reliance" nie stwarzają kłopotów przy punktowym mocowaniu lin do głowicy naczynia wyciągowego oraz wpływają korzystnie na obniżenie pro­

centowego udziału masy własnej całego zawieszenia wielolinowego w obcią­

żeniu dopuszczalnym zawieszenia naczynia wyciągowego, a tym samym wpły­

wają korzystnie na obniżenie współczynników masywności naczyń wyciągo­

wych.

Przykłady zawieszeń wielolinowych naczyń wyciągowych z zastosowaniem zacisków "Reliance" przedstawiono na rys. 2.

Zaciski "Reliance" szczególnie nadają się do mocowania lin konstrukcji zamkniętych, których duża sztywność liny na zginanie wymags większego

Sł.BipdgŁńBłcl, A.Carbogno

obcLążenće dopuszczalne P *40kN

Rys.1. ¡tykreślne porównanie mas własnych zacisków sercówkowych i zacis­

ku '’Reliance"

-'cys.2. zawieszenia wielolinowe naczyń .wyciągowych przy zastosowaniu zacisków firmy "Reliance":

a - czterolinowe p łącznikiem regulacyjnym z wkładkami, t - szeódolinowe z łącznikami regulacyjnymi bez wkładek,

c - widok sześdolinowego z łącznikami reculacvinvmi han wkładek.

Mocowanie liny . 17

promienia gięcia niż dla lin splotkowych^w związku z czym nie zaleca się stosowani^dla tych lin zacisków sercówkowych typu Droste /« ZSRR liny konstrukcji zamkniętej można mocować w zaciskach sercówkowych spe-*

cjalnych konstrukcji, gabaryty i masa tych zacisków jest znaczn^.

Zaciski typu "Reliance" są powszechnie stosowane w urządzeniach wycią­

gowych dla lin nośnych w górnictwie angielskim^jak również coraz pow­

szechniej w.innych krajacł^np. Kanadzie, RPA, Ameryce Płd., Szwecji, Prancji, Hiszpanii itd.

Zwartość i lekkość konstrukcji oraz małe gabaryty zacisku typu "Relia­

nce" mają istotne znaczenie także w urządzeniach wyciągowych do głębie­

nia szybów. Zacisk typu "Reliance" zastosowano po raz pierwszy w kraju przez Przedsiębiorstwo Budowy Kopalń Rud Miedzi w,Lubinie /PBKR?l/ pod­

czas głębienia szybów kopalń KGH?.! w Lubinie.

2 . .Budowa i zasada działania zacisku linowego.

Zacisk'firmy "Reliance" przedstawiony na rys.3 składa się ze strze­

miona 1, klinów 2, pierścieni 3, elementu bezpieczeństwa /bloku,stożka/

4, Zaciski typu "Reliance" z powodzeniem stosowane są do mocowania lin konstrukcji zamkniętych i splotkowych. Istota działania zacisku polega na tym, że kliny zawiesia nieobciążonego są wstępnie dociskane do liny przez nałożone na strzemiono pierścienie. Podczas obciążenia zawiesia następuje wzajemny docisk klinów w ramionach strzemiona i mocniejsze dociśnięcia klinów do liny, jest to więc mocowanie cierne. Ha końcu li­

ny w zacisku znajduje się dodatkowy element bezpieczeństwa / blok, sto­

żek/, którym może być zalana tuleja stożkowa lub stożek z klinami wkła­

danymi pomiędzy splotki czy druty liny. Oparcie się elementu bezpieczeń­

stwa o czołowe krawędzie klinów /w prawidłowym zacisku istnieje przerwa pomiędzy tymi dwoma elementami zacisku/ świadczy o niepewnym /krytycz­

nym/ działaniu zacisku. Przed dopuszczeniem zacisków do eksploatacji należy przeprowadzić badania laboratoryjne pewności trzymania liny w za­

cisku. Działanie zacisku zależy od sił tarcia pomiędzy liną a klinami oraz klinami a strzemionem /korpusem/. Siły tarcia powstałe na tych po­

wierzchniach zależą oć siły docisku pierścieni do strzemiona, odporności liny na ściskanie /deformację poprzeczną/ oraz od kąta zbieżności kli­

nów.

Ha rys.3b przedstawiono siły działające na elementy zacisku. .7 począt­

kowej fazie siła rozciągająca linę P przenoszona jest na drodze tarcia przez kliny, które dociskane są siłą K do liny. Siła K dociskająca kli­

ny do liny uzyskiwana jest wstępnie w wyniku nasuniętych na ramiona strzemiona pierścieni ', a następnie podczas obciążenia liny wskutek ru­

chu klinów powodującego ich dociskanie do liny. Jeżeli przez cC ozna­

czymy kąt, zbieżności klina, a przez = tg S/S- kąt tarcia/ 'współczyn­

nik tarcia pomiędzy klinami a ramionami strzemiońa.yjto siłę dociskającą kliny K można rozłożyć ns dwie składowe, a mianowicie na składową

Z

normalną do powierzchni styku klina z ramieniem strzemiona oraz na skła-

18

Sł.Brodziński, A.Carbogno

dową A ® równoległą do linii tego styku. Siły wzdłużne równoważące ob­

ciążenie w linie wynoszą E.sinoć oraz ^*łk.IJ.cos oC [2j:

■i.p = E.sinoć + My,.K.cosoi _ .

2 0 N

K = K.cosoó - ^M^.K.sinoć,-

Podstawiając r sinoć + tgj*- coso1} _ slnoć.cos.? + cosoÓ.sini’ _ 2K '» IJ/cosoi1- tgj>.sinoCj ~ cosoć-cosj?- sinoć-simf

=

sln/of+ f )

cosfb

C+S J (2 /

stąd

^ = tg/oC + j } (3)

P = 2K. tg/oC iub K =

Tarcie pomiędzy klinami a ramionami strzemiona zależy od gładKOŚci po­

wierzchni oraz Bposobu smarowania tych powierzchni. Współczynnik tarcia praktycznie nie zależy od wielkość!^ nacisku poprzecznego^ wyjątkiem powierzchni niesmarowanych, które mogą się zakleszczyć. Współczynnik tarcia ^ y pomiędzy klinami a ramionami strzemiona przy zastosowaniu smaru grafitowego wynosi 0,12 ,0 0 dla kąta pochylenia klina 1°50'daje tg/oó + i V = 0,152. Z powyższego wynika, że przy nacisku K wywieranym przez pierścienie na strzemiono, siła w linie musi wzrosnąć do około 3K aby doszło do przesunięcia klinów. Jeżeli pierścienie wywierają siłę nacisku wynoszącą około siły zrywającej linę,nie dojdzie do przesunię­

cia klinów. Jest to słuszne przy założeniu, że lina nie przesuwa się względem klinów.

Badania próbne przeprowadzone na każdym wyprodukowanym zacisku wykazały brak wystąpienia przesunięć klinów przy siłach w linie rzędu 2,5 do 3 razy większych od dopuszczalnego obciążenia użytecznego zacisku. Inne badania okresowe wykazały, że nie dochodzi do przemieszczeń liny wzglę­

dem' klinów dla obciążeń liny wynoszących 50% jej siły zrywającej.

Jeżeli przez ^ oznaczymy współczynnik tarcia pomiędzy liną a klinami zacisku to maksymalna siła tarcia wynosząca H = 2K-M-, musi być wię-

łua a x ksza od siły P aby lina nie przesunęła się,czyli

a . f a n . t f r + s J i (5)

oraz ^ ^ tgfoi + S J . ( Q

3. -Badanie mocowania liny konstrukcji zamkniętej w zacisku tvpu

"Reliance"

.. kraju badania pewności mocowania liny konstrukcji zamkniętej w za­

cisku typu "Reliance" przeprowadzono w Laboratorium Badań Lin i Zawiesi Zakładu Doświadczalnego "Cuprum" w Lubinie [1] .

Badania połączenia liny konstrukcji zamkniętej z zaciskiem typu

Mocowanie liny » 19

cień trzymający, 4- strzemiono, 5- kliny, 6- lina

Kys.4. '.'fidoki mocowania liny konstrukcji zamkniętej o średnicy d=35 z e

w zacisku firmy “Reliance" oraz w t u l e j i stożkowej uchwytu zry- warki, podczas badati w KGKI.' vs Lubinie

20 S ł.B ro d z iń sk i, A.Oarbogno

"Reliance" miały na celu doświadczalne sprawdzenie pewności mocowania liny w tego typu zaciskach, które dotychczas nie były stosowane w górni­

ctwie polskim. Do badań użyto zacisk typu "Reliance" o numerze seryjnym Ł 42/1 wykonanego dla liny o średnicy 35 mm. Dopuszczalne obciążenie za­

cisku wg świadectwa wynosiło Qd = 149,5 W , obciążenie próbne = 373,8 kH, obciążenie wg dokumentacji koncesyjnej Qn = 98,1 kH, statyczna pró­

ba obciążenia 3m9S,1 = 294,3 kH,współczynnik bezpieczeństwa zacisku n = 10. Strzemiona oraz pierścienie zacisku odkute były ze stali o pod­

wyższonej wytrzymałości z dodatkiem 1,555 manganu. Blok bezpieczeństwa wykonany był w postaci tuleiĘ z otworem stożkowym, w który zalano koniec liny. Służył on jako dodatkowe zabezpieczenie przed ewentualnym wysunię­

ciem liny z zacisku. Jak wynika ze świadectwa*zacisk został poddany pró­

bie obciążenia statycznego siłą rozciągającą 373,8 kH oraz po wykonaniu tej próby badaniom jego stanu metodą defektoskopii fluorescencyjno-ma- 'gnetycznej. Wyniki tych badań były pozytywne. W zacisku zamocowano linę

konstrukcji zamkniętej o średnicy fibminalnej 35 mm, pomierzonej 35,3 mm, sumarycznej sile zrywającej linę w całości ? c = 1118,4 kH. Odcinek liny 0 długości 4000 mm dokładnie oczyszczono ze smaru i na całej jego dłu­

gości wykonano bandaż z drutu ocynkowanego w celu uniknięcia przesunię­

cia się poszczególnych warstw drutów w linie. Jeden koniec liny zalano cynkiem elektrolitycznym w tulel| stożkowej, a drugi koniec zalano w blo­

ku bezpieczeństwa i zamontowano w zacisku typu Reliance,który następnie zabudowano w zrywarce(rys.4^. Odległość bloku bezpieczeństwa od klinów wynosiła L = 19,8 mm, wsunięcie klinów w strzemię zacisku H = 7,9 mm.

Odcinek liny poddano w zrywarce 25-krotnie wzrastającemu obciążeniu roz­

ciągającemu od 0 d o '98,1 kH. Podczas prób dokonywano pomiarów wielkości L i H w następującej kolejności:

- próba 1 i 2 pomiar wielkości L i H co 19,62 kH wzrostu obciążenia, - próba 3 - 5 pomiar wielkości L i H co 49 kil wzrostu obciążenia, - próba 6 - 2 5 pomiar wielkości L i H pr^y obciążeniu 98,1 kH.

Po każdej próbie obciążenia liny wraz z zaciskiem "Reliance" a przed ko­

lejnym następnym obciążeniem obciążono linę do położenia, w którym linę 1 zacisk można było swobodnie poruszać.

Ha podstawie wymienionych pomiarów ustalono, że przy obciążeniu 98,1 kU nie występowało przesunięcie bloku ^stożka^ bezpieczeństwa w stosunku do położenia klinów zacisku oraz nie wystąpiło przemieszczenie pomiędzy strzemionami zacisku a klinami.

Po wyżej wymienionych badaniach przeprowadzono badanie tego samego zaci­

sku r.a tej samej linie*przy obciążeniu statycznym do 294,3 kH.

Hajpierw poddano zacisk 7-krotnemu obciążeniu statycznie wzrastającej si­

ły rozciągającej w zakresie 0 do 294,3 kH*odczytując siłę co 49,5 kH.

,iyniki badań przedstawiono w tablicy 1. Z tablicy 1 wynika, że przy ob­

ciążeniu 147,2 kl^tj. przy obciążeniu dopuszczalnym dla tego typu zacis­

k a n i e wystąpiło żadne przemieszczenie pomiędzy blokiem bezpieczeństwa a klinami. Przemieszczenie stożka bezpieczeństwa o 0,9 mm i wysunięcie

Mocowanie liny ... 21 Tablica 1

Wyniki badań statycznych nocowania lin konstrukcji zamkniętej o średnicy d=35nun i 28,5mm w zaciska firny "Reliance", przepro­

wadzonych w KGMM w Lubinie oraz w Belgii

22 S ł«B ro d z iń sk i, A.Carbogno

się klinom o 0,4 mm zanotowano przy obciążeniu zawiesia siłą P = 196,2 kE a przy obciążeniu siłą P = 294,3 kE odpowiednie przesunięcia wynosiły 1,2 mm i 3,4 mm. Przy następnych dwu kolejnych próbach obciążenia nie 3twie£dzono przesunięć. Dalsze przemisezczenia stożka bezpieczeństwa o

» _

0,2 mm i wysunięcie klinów o 1,5 mm wystąpiło przy czwartej| próbie obcią­

żenia. 5 następnych 5,6 i.7 próbie obciążenia w zakresie sił od 0 do 294,3 kE nie stwierdzono żadnych dodatkowych przemieszczeń elementów za­

cisku.

Po wyżej przeprowadzonych próbach i ustaleniu się wielkości przesunięć elementów zacisku typu "Reliance" ten sam odcinek liny z zaciskiem pod­

dano obciążeniu rozciągającemu aż do momehtu zerwania liny w całości.

Obciążenie wzrastało co 49,05 kii. Wyniki badań przedstawiono w tablicy, 1.

.V wyniku pomiarów ustalono, że do wielkości obciążenia 735,8 kE wystąpi­

ły nieznaczne przesunięcia stożka bezpieczeństwa w stosunku do klinów wynoszące 2,0 mm. Przypuszcza się, że przesunięcie to było wynikiem pro­

mieniowego zgniatania liny przez zaciskające się kliny. Dalsze przesuwa­

nie się bloku bezpieczeństwa ze wzrostem siły rozciągającej powyżej 735,6 kE spowodowane było wysuwaniem się liny. z klinów. Odległość bloku bezpieczeństwa w stosunku do klinów wynosiła przed obciążeniem 19,8 mm, a przy obciążeniu siłą 981 kE wynosiła 11,4 mm. Lina zerwała się przy obciążeniu 1079,-1 kE w tule|aj stożkowe jj zamocowane j w uchwycie maszyny wytrzymałościowejj^a elementy zawiesia nie zostały uszkodzone. Pomiarów przesunięć powyżej 981 kE nie wykonywano ze względu na bezpieczeństwo osoby wykonującej pomiary. W badaniach,praktycznie sprawdzono współczyn­

nik bezpieczeństwa zacisku dla obciążeń ruchowych = 98,1 kE./Jest on większy od 10. Sa warunki pracy zacisku wpływa stan współpracujących ze BObą powierzchni elementów zawiesia.

Podobne badania zacisków "Reliance" przeprowadzono za granicą [3J . Bada­

nia te także wykazały wysoką pewność mocowania lin konstrukcji zamknię­

tej w tego typu zaciskach. Prowadzone w kraju przez 3 lata badania ru­

chowe zacisku "Reliance" podczas głębienia szybu w KGHM w Lubinie nie ujawniły żadnych nieprawidłowości w mocowaniu'liny. Nie wystąpiło żadne przemieszczenie się elementów w zacisku.

4. .'/nioski

1. Przeprowadzone w kraju i za granicą badania mocowania lin konstru­

kcji zamkniętej w zacisku typu "Reliance" wykazały wysoką pewność i bezpieczeństwo pracy tego typu mocowania. S przedziale obciążeń dopuszczalnych dla tego typu zacisku podczas badań nie wystąpiły żadne przemieszczenia elementów zacisku.

2. Ogólnie można stwierdzić, że zacisk typu "Reliance" wykazuje doda­

tnie cechy konstrukcyjne w porównaniu z dotychczas stosowanymi w kraju innymi rodzajami zacisków i stanowi istotny postęp w roz­

woju techniki zawieszeń naczyń wyciągowych. Pozytywne wyniki badań

• tych zacisków w kraju i za granioa powinny być podstawą do ich

szerokiego «prowadzenia w krajowych urządzeniach wyciągowych.

LITEEATUBA

VI

Drożdżak S.i Wykonanie badań pewności zacisku liny nośnej typu

"Reliance". Laboratorium Badań Lin i Zawiesi Zakład doświadczalny "Cuprum" w Lubinie. Lubin, listopad 1974.

Ylad P*Dispoaitive de legâtura intre calburi si vase de extractie eu pene si bride. Revista Kinelor 1970 Er 5.

01

^Report Ho.0115. Test of "Reliance" ćappels. Association des Industriels de Belgique. Brussels. Mąrch. 1959.

Mocowanie liny . 2 Ł

yKPEIUTEHHJS KASATA 3AMKHyT0S KOHCTPTKSKfi B KAHATHOM 3 A M M E W S m "PEJMHC*!

P e s » u e

B CTâTLc (Lua oOoy^Keaa KuHCTpyxu*a saHarH^ro

3

&suaia qiapim

" P&

ærhc

", a TaKse

oüju

npeacraBJfóHH pe3yjXT&Th

acgib

Æ

w

B

ôha

«

yspciueHAfi KaaaTuB 3aM£Hyr,^a AuHCTpyAsaA b STuru imia

3aa*«ax.

fASTEEIHG OP THE LOCKED COIL ROPE I2J THE

"RELIAHCK" CAPPE1 a i i • > r }

In this paper there has been presented a construction of the

"Reliance" cappel both with the results of tests of the locked coil rope fixing in the cappel.