ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ S e r i a : Górnl otwo z . 62
_________1975 Nr k o l . 407
A n d r z ej R a o z y ń s k i Bohdan Sawka
badani a s t o j a k a GIG-SHC-40 pod dynamicznym d z i a ł a n i e m drgań stropowych
S t r e s z o z e n i e . P r a c a u j mu j e ważne z a g a d n i e n i e p r aoy obudowy pod wpływem dynami cznego o b o l ą ż e n i a . Pr ao a p r z e d s t a w i a wyn i ki badań l a b o r a t o r y j n y c h i z a w i e r a a n a l i z ę z punktu w i d z e ni a p r a k t y k i g ó r n i c z e j .
1 . C h a r a k t e r y s t y k a problemu obudowy d l a pokładów t ąpl ąo. yoh
Jednym z n a j g r o ź n i e j s z y c h z j a w i s k z ac ho d z ą c y c h w g ó r o t w o r z e naruszonym r o b o t a m i g ó r n i c z y m i j e s t t ą p n l ę o l e . Terminem tym o k r e ś l a s i ę z j a w i s k o z n i s z c z e n i a p i e r w o t n e j s t r u k t u r y masywu s k a l n e g o pod wpływem n ap r ę że ń o s i ą g a j ą c y c h J e g o w y t r z y m a ł oś ć na ś c i s k a n i e , a o b j a w i a j ą c e s i ę nagłym i momentalnym p o k r u s z e n i e m s k a ł i p r z e m i e s z c z e n i e m i c h do w y r o b i s k a . P r z e m i e s z c z e n i e t o z a o h o d z i pod wpływem e n e r g i i o d k s z t a ł c e n i a o b j ę t o ś c i o w e g o , p r z e k s z t a ł c a j ą c e j s i ę p r zy t ą p n i ę c i u na e n e r g i ę k i n e t y c z n ą b r y ł i odłam
ków s k a l n y o h .
2 . C el 1 p r z e d mi o t prao.y
Podstawowym elementem i n d y w i d u a l n e j obudowy ś o i a n o w e j j e s t w naszym PiV s t o j a k h y d r a u l i c z n y o e n t r a l n i e z a s i l a n y t y p u GIG-SHC-40, produkowany s e r y j n i e p r z e z POLMAG wg d o k u m e n t a c j i Głównego I n s t y t u t u Górni ct wa i p r a c u
j ą c y w k o p a l n i a c h PW w i l o ś o i ponad 1 0 0. 00 0 s z t .
S t o j a k h y d r a u l i o z n y d z i a ł a j a k o c y l i n d e r r o z p a r t y między s p ą g i em a s t ro p e m w y r o b i s k a . N a c i s k g ór ot wor u powoduje w z r o s t c i ś n i e n i a e m u l s j i wy
p e ł n i a j ą c e j c y l i n d e r . K i e r o w a n i e s t ro p e m p o l e g a na u t r z yma n i u s t a ł e j w i e l k o ś c i r e a k o j i s t o j a k a . S ł u ż y do t e g o zawór przelewowy p oł ą c zo ny z p o d t ł o - kową komorą o y l l n d r a i przy z g ó r y okre ś l onym c i ś n i e n i u , t z w . o l ś n i e n i u zsuwu, ł ą c z ą c y j ą z a r m o s f e r ą .
Główny I n s t y t u t Górni ctwa p o d j ą ł p r aoe nad p rz y s t os o wa ni em s t o j a k a SHC - 40 do warunków pokładów t ą p i ą c y o h . W pierwszym e t a p i e p rao pos t ano wi ono z badaó zachowani e s i ę s t o j a k a pod wpływem d r ga ń g ó r o t w o r u . S t o j a k poddany
62 A n d rzej R a c z y ń s k i , Bohdan Sawka
t aki e mu o b o i ą ż e n i u wi ni e n s p e ł n i a ć w k a ż d e j f a z i e dr ga ń n a s t ę p u j ą o e dwa wa r u n ki s
1 . Ni e p r z e k r o c z e n i e n ap r ę że ń d o pu s z oz al n y c h w el eme n t ao h k o n s t ru k o y j ny oh s t o j a k a .
2 . Ut rzymani e s t a ł e g o , czynnego k o n t a k t u ze s t r o p e m .
Przedmiotem n i n i e j s z e j p r a c y j e s t z n a l e z i e n i e czynników o d p o w i e d z i a l nych za r e a l i z a o j ę powyższych warunków o r a z e mpi r ycz ne z b a d a n i e , w j a k i m s t o p n i u warunki t e s p e ł n i o n e s ą w s t o j a k u SHC-40.
3 . Flz.yozn.y model problemu
O b o i ą ż e n i e s t o j a k a powoduje w j e g o s t r u k t u r z e f i z y c z n e j n a s t ę p u j ą o e s k u t k i :
1 . P o ws t a n i e n ap r ę że ń ś c i s k a j ą c y c h w r d z e n n i k u . 2 . S t a n o l ś n i e n i a c i e c z y h y d r a u l i c z n e j .
3 . N a p r ę ż e n i a r o z o i ą g a j ą o e w c y l i n d r z e s t o j a k a ( s p o d n l k u ) j a k o naozynlu o l ś n l e n i o w y m.
4. Z a g r o ż e n i e u t r a t y s t a t e o z n o ś c l wskutek w.yboozenla
Wypadkową t r z e o h wymienionych z j a w i s k ( r o z p a t r y w a n ą w z a k r e s i e s t a t e c z n o ś c i s t o j a k a ) , w y r a ż a j ą o y o h s i ę o d k s z t a ł o e n i e m ( s k r ó o e n l e m ) r d z e n n i k a , z m n i e j s z e ni e m o b j ę t o ś c i c i e c z y w wyniku o k r e ś l o n e j , ohoó n i e w i e l k i e j ś o l - ś l l w o ś c i o r a z powi ększe ni em s i ę ś r e d n l o y a tym samym p o j e m n o ś c i o y l i n d r a j e s t z m n i e j s z e n i e s i ę o a ł k o w i t e j d ł u g o ś o l s t o j a k a . Można wykazaó, że w p r z e c i ę t n y o h warunkaoh s i ę g a ono o k . 3 - 7 mm.
P r z y j m u j ą c t a k s c h a r a k t e r y z o w a n y model r e a k o j i s t o j a k a można podane po
p r z e d n i o dwa warunki s t a w i a n e obudowie w p o k ł a d z i e t ą p i ąo y m w y r a z l ó n a s t ę p u j ą c o :
ad 1 . Zawór przelewowy s t o j a k a wi n i e n z t a k ą s z y b k o ś o i ą re a gowa ć na gwał towne zmiauy o l ś n i e n i a w y s t ę p u j ą c e wskutek d r g a ń g ó r o t w o r u , by nie d o p u ś c i ć dos
— p r z e k r o c z e n i a n ap r ę że ń d o pu sz oz a l n y o h w r d z e n n i k u lub c y l i n d r z e ; - u t r a t y s t a t e c z n o ś c i p r z e z wy b o o z e n i e .
ad 2 . C z ę s t o t l i w o ś ć dr gań wł as n ych u k ł a d u : r d z e n n i k , c i e c z h y d r a u l i c z n a , c y l i n d e r o r a z t ł o c z e k zaworu przelewowego ze s p r ę ż y n ą winna być wie
l o k r o t n o ś c i ą o z ę s t o t l l w o ś o i d r ga ń s t r o p u . J e d n o c z e ś n i e a m p l i t u d a dr ga ń s t r o p u ni e może p r z e k r a c z a ć w a r t o ś c i maksymalnego s k r ó o e n i a s t o j a k a (omówionego wyżej ) o d p o w i a d a j ą c e g o maksymalnej w a r t o ś c i zmian o b c i ą ż e n i a .
B a d a n i a s t o j a k a GIG-SHC-40. 63
W obu wymaganiach u w i d a cz n i a s i ę r o l a zaworu pr zel ewowe go, k t ó r e g o spo
s ób d z i a ł a n i a p r z e d s t a w i a poglądowo r y s . 1 . Pod wpływem o l ś n i e n i a p t ł o c z e k 1 przes uwa s i ę p okonu j ą c opór s p r ę ż yn y 2 i przy ok r e ś l on ym j e j u g i ę c i u , odpowiadająoym o l ś n i e n i u p o t wo r ki 3 p r z e s u w a j ą s i ę poza p i e r ś c i e ń u s z c z e l n i a j ą c y 4 , ł ą c z ą c tym symym komorę p od- t ło ko wą w c y l i n d r z e z a t m o s f e r ą i powo
d u j ą c s p a d e k c i ś n i e n i a . K o n s t r u k o j a t a p rz y s t os o wa na j e s t do s t a t y c z n y c h warun
ków p r a c y , w y r a ż aj ą o y o h s i ę p r ę d k o ś c i ą zsuwu r d z e n n i k a równą 2 , 5 mm/min. i t y powa c h a r a k t e r y s t y k a p r acy zaworu d l a t y c h warunków p r z e d s t a w i o n a j e s t na r y s . 2 .
W z a l e ż n o ś c i od w i e l k o ś c i o b c i ą ż e n i a s t o j a k a r e a k c j a j e g o p r z y j m u j e dwoj aką p o s t a ó :
1 . Gdy maksymalne o b o i ą ż e n i e s t o j a k a
ni e p r z e k r a o z a p o d p o r n o ś c l odpowi a
d a j ą c e j o l ś n i e n i u zsuwu, na k t ó r e na
s t a wi on y j e s t zawór przel ewowy, am
p l i t u d a d r ga ń z zaohowaniem k o n t a k t u ze st r o pe m o g r a n i o z o n a J e s t s k r ó ceni em s t o j a k a w z a k r e s i e o d k s z t a ł c e ń s p r ę ż y s t y o h . Zmiany o l ś n i e n i a w s t o j a k u o d p o w i a d a j ą p r z e mi e s z c z e n i o m .
R y s . 1 . Z a s a da k o n s t r u k c j i z a woru przelewowego s t o j a k a 1 - t ł o c z e k , 2 - s p r ę ż y n a , 3 - k a n a ł y , 4 - p i e r ś o i e n u s z c z e l
n i a j ą c y
R y s . 2 . Typowa c h a r a k t e r y s t y k a s t o j a k a GIG-SHC-40
64 üQ drzeJ R a o z y ń s k l , Bohdan Sawka
2 . Gdy maksymalne o b c i ą ż e n i e s t o j a k a p r z e k r a c z a p o d p o r n o ś ć o d p o w i a d a j ą oą c i ś n i e n i u zsuwu, a m p l i t u d a dr gań z zachowaniem k on ta k t u ze s t r o pe m mo
że p owi ęks z yć s i ę o w a r t o ś ć zsuwu w y s t ę p u j ą c e g o przy wycieku c i e c z y p r z e z z a wó r . Zsuw powoduje j e d n o o z e ś n i e sukcesywne s k r a c a n i e s i ę s t o j a k a . Krzywa zmian o l ś n i e n i a musi być z j e d n e j s t r o n y o g r a n i c z o n a w a r - t o ś o i ą c i ś n i e n i a zsuwu.
a)
np
11 / I
i i / T i T T
\ l \ l
_JU w_
r r
w \ Lu
b)
fi p
P m in
1 n M TT _
U U u
1 7 u c r y
P z S
R y s . 3 . R e a k c j a s t o j a k a na p u l s u j ą o e o b c i ą ż e n i e s t r o p u a j d l a b j d l a P > p
' max * z s
. < P_
Oba p r z y p a d k i p r z e d s t a w i o n e s ą poglądowo na r y s . 3 . Przedmiotem r e l a cj onowane go tu p i e r w s z e g o e t a p u badań p o d j ę t y o h w GIG b ył o empi ryozne zba
d a n i e zachowani a s i ę s t o j a k a GIG-SHC-40 z typowym zaworem przelewowym w obu p r z e d s t a w i o n y c h wyżej p r z y p a d k a c h o b c i ą ż e n i u , symulowanych l a b o r a t o r y j n i e za pomooą maszyny w y t r z ym a ł o ś c i o w e j z p u l s a t o r e m .
4. Metodyka 1 z a k r e s badań
Dla z r e a l i z o w a n i a c e l u badań p r z y j ę t o metodykę o r a z z a k r e s prób i po
miarów p o z w a l a j ą o y c h na wy z n a o z en i e :
a j o l ś n i e n i a zsuwu, p a n u j ą c e g o w komorze p od t ł o k o we j s t o j a k a , przy którym n a s t ę p u j e o t w a r o l e zaworu przel ewowego o r a z c i ś n i e n i a o d po w i a d a j ą c e g o p o d p o r n o ś o l maksymal nej przy d a n e j p r ę d k o ś c i zsuwu r d z e n n i k a s t o j a k a , gdy na s t o j a k t en d z i a ł a s t a t y o z n e o b c i ą ż e n i e z ewnę tr zne o o k r e ś l o n e j w a r t o ś c i }
b j p r z e m i e s z c z e n i a t ł o c z k a zaworu przelewowego na s k u t e k w z r o s t u o l ś n i e n i a w komorze p od t ł o k o we j s t o j a k a spowodowanego d z i a ł a n i e m n a r a s t a j ą ce g o o b o i ą ż e n i a zewnę tr zne go od z er a do o b c i ą ż e n i a o d p o w i a d a j ą c e g o ma
k s y m a l n e j p o d p o r n o ś c i r o b o c z e j s t o j a k a }
B a d a n ia s t o j a k a GIG-SHC-40» . 65
o ) o l ś n i e n i a p a n u j ą c e g o w komorze o i ś n i e n i o w e j s t o j a k a , gdy na s t o j a k ten d z i a ł a p u l s a o y j n e o b o l ą ź e n i e z ewnę t r zne o o k r e ś l o n e j m o d u l a o j l a m p l i t udy zmian o b c i ą ż e n i a z o k r e ś l o n ą c z ę s t o t l i w o ś c i ą t y c h zmi an;
d ) p r z e m i e s z c z e n i a t ł o c z k a zaworu przel ewowego na s k u t e k zmian c i ś n i e n i a w komorze p o d t ł o k ow e j s t o j a k a spowodowanyoh p ul s a oy j ny m d z i a ł a n i e m na s t o j a k o b o i ą ż e n i a ze wnę tr z ne g o o o k r e ś l o n e j m o d u l a o j l a m p l i t u d y zmian o b o l ą ż e n l a i o z ę s t o t l l w o ś c i t y c h zmi an;
e ) p r z e m i e s z c z e n i a t r a w e r s u p r a s y w c z a s i e d z i a ł a n i a p u l s a t o r a maszyny wy
t r z y m a ł o ś c i o w e j , któremu to p r z e m i e s z c z e n i u o d p o w i a d a j ą d r g a n i a w g ó r ę i w d ó ł r d z e n n i k a badan ego s t o j a k a .
Celem o k r e ś l e n i a wpływu n i e k t ó r y o h parametrów na mi erzone w c z a s i e po
miarów w a r t o ś c i o l ś n i e ń w komorze p o d t ł o k ow e j s t o j a k a 1 p r z e m i e s z c z e ń t ł o ka zaworu przelewowego b a d a n i a powyższe przeprowadzono z m i e n i a j ą c n a s t ę - p u j ą o e w i e l k o ś c i :
- s t a t y c z n e o b o i ą ż e n i e z ewnę tr zne d z i a ł a j ą c e na s t o j a k ; - c z ę s t o t l i w o ś ć zmian p u l s a o y j n e g o o b c i ą ż e n i a z e w nę t r z n e g o ;
- mo d u l a oj a a m p l i t u d y zmian p u l s a c y j n e g o o b c i ą ż e n i a z ewnę tr zne go d z i a ł a j ą c e g o na s t o j a k ;
- o b j ę t o ś ć c i e c z y w komorze p o d t ł o k ow e j s t o j a k a .
Obciążenie
R y s . 4 . Schemat u kł a d u badawozo-pomiarowego
1 - s t o j a k GIG—SHC—4 0 , 2 - zawór przelewowy s t o j a k a , 3 - maszyna w y t r z y ma ł oś c i o wa z p u l s a t o r e m t ypu ZD—100 Pu, 4 - manometr t e n s o m e t r y c z n y , 5 — dynamometr t e n s o m e t r y c z n y , 6 - e l e k t r y o z n y c z u j n i k p r z e m i e s z c z e ń t ł o c z k a zaworu p r z e l ew o we g o , 7 - e l e k t r y o z n y c z u j n i k p r z e m i e s z c z e ń t r a w e r s u maszy
ny w o za s l e dr gań
66 A n d rzej R a c z y ń s k i , Bohdan Sawka
Dla p r z ep r o w a dz en i a powyższych badań zbudowano u kł a d b a d awczo- pomi ar o
wy wg schematu p r z e s t a w i o n y na r y s . 4 . Według t e g o schematu badany s t o j a k GIG—3HC-40 ( 1 ) , o skróoonym o y l i n d r z e i r d z e n n i k u , co b y ł o warunkiem u - m l e s z c z e n i a go pomiędzy t r a w e r s a m i maszyny w y t r z y m a ł o ś ci o w e j o maksymal
nym r o z s u w i e 0 , 7 5 m, u s t awi on o w mas zyni e do badań w y t r z y m a ł o ś c i na r o z c i ą g a n i e i ś c i s k a n i e typu ZD-100 Pu ( 3 ) o z a k r e s i e o b c i ą ż e ń od 0- 1 0 0 0 kN i d o k ł a d n o ś c i pomiaru w k l . 1 wyposażonej w p u l s a t o r p o z w a l a j ą c y na wywo
ł ywani e p u l s a c y j n e g o o b o i ą ż e n i a o modulowanej a m p l i t u d z i e w z a k r e s i e od 0 - - 9 0 $ w s t o s u n k u do s t a t y c z n e g o o b o i ą ż e n i a początkowego i c z ę s t o t l i w o ś c i zmian o b c i ą ż e n i a zmi ennej be z s t opn i o wo w z a k r e s i e od 5 + 12 Hz. Zawór przelewowy ( 2 ) s t o j a k a wyposażono w e l e k t r y c z n y c z u j n i k ( 6 ) p o z wa l a j ą oy na r e j e s t r a o j ę na o s c y l o g r a f i e p r z e m i e s z c z e ń t ł o c z k a zaworu pod wpływem zmian c i ś n i e n i a w c y l i n d r z e s t o j a k a , k t ó r e r ó wn i eż mi erzone był o za pomo- o ą manometru t e n so m e t ry c z n eg o ( 4 ) u ml es zo zone go b e z p o ś r e d n i o w o y l i n d r z e s t o j a k a i r e j e s t r o w a n e na o s c y l o g r a f i e . O b c i ą ż e n i e zewnę t r zne d z i a ł a j ą c e na s t o j a k odczytywano w c z a s i e badań na u r z ą d z e n i u wskazówkowym maszyny, przy czym u r z ą d z e n i e t o p o z wa l a ło na od czyt chwilowego o b o i ą ż e n i a s t a t y o z - nego o r a z maksymalnego 1 mi nimal nego o b c i ą ż e n i a p u l s a o y j n e g o . O b o i ą ż en l e zewnętr zne d z i a ł a j ą c e na s t o j a k mierzone b y ł o p r z e z dynamometr t e n s o m e - t r y c z n y ( 5 ) u mi es zc zony pomiędzy r d z e n ni k i e m s t o j a k a i t rawe rse m maszyny o r a z r e j e s t r o w a n e na o s o y l o g r a f i e . E l e k t r y c z n y c z u j n i k ( 7 ) u m o ż l i w i ł po
miar c z ę s t o t l i w o ś c i d r g a ń t rawersów maszyny w c z a s i e p u l s a o j i o r a z i o h am
p l i t u d ę .
Ukł ad s t e r o w a n i a maszyny wy t rz ym a ł o ś ci o w e j p o s i a d a ł u r z ą d z e n i a u m o ż l i w i a j ą c e r e g u l a c j ę i u t r z ym a ni e na żądanym s t a ł y m p oz i o m i e :
- s t a t y c z n e g o o b o i ą ż e n i a z ew n ę t r zn e g o ,
- m o d u l a c j i a mp l i t u d y zmian o b o i ą ż e n i a i c z ę s t o t l i w o ś c i t y c h zmi an, - p r ę d k o ś c i z s uwani a s i ę r d z e n n i k a s t o j a k a do c y l i n d r a pod wpływem d z i a
ł a n i a o b c i ą ż e n i a zewnęt r znego p r z e k r a c z a j ą c e g o podpornośó zsuwu s t o j a k a .
5 . Wyniki badań
Uzyskane wyn i ki badań 1 pomiarów przeprowadzonych wg p r z y j ę t e j metody
k i ze br an o w t a b l i c y 1 i g r a f i o z n i e na r y s . 5 obejmującym wykresy p r z e b i e gu m o d u l a c j i a mp l i t u d y zmian p u l s a o y j n e g o o b c i ą ż e n i a zewnę tr zne go d z i a ł a j ą c e g o na s t o j a k o r a z o d p o w i a da ją oe p o s zc ze gól nym modulacjom maksymalne chwilowe p o d p o r n o ś c i s t o j a k a i c i ś n i e n i a w komorze p odt ł ok owe j s t o j a k a , w warunkach gdy s t a t y c z n e o b c i ą ż e n i e początkowe d z i a ł a j ą c e na s t o j a k wyno
s i ł o k o l e j n o 2C0, 300 i 400 kN, nominalna o d por no ś ć r o b o c z a s t o j a k a wyni
k a j ą c a z r e g u l a c j i zaworu przelewowego w y n o s i ł a odpowiedni o 400 , 220 , 320 o r a z 420 kN, a c z ę s t o t l i w o ś ć zmian o b o i ą ż e n i a 12 Hz. N a t o m i a s t na wykre
s i e przedst awi onym na r y s . 6 podano przykł adowo o s o y l o g r a f i o z n y z a p i s pod
p o r n o ś c i s t o j a k a (wg wskazań dynamometru t e n s o m e t r y c z n e g o ) i c i ś n i e ń w ko-
T ab lica 1 Zastawianie wyników badań
Lp. PARAMETRY Jednostka
1 2 3 4 5 P 6 7 I 8 | 9 I 10 p 11 . . . ' • i ...L . i . . / o _... ... 17 I 18 | 19 I 20 I 21
1
Nominalna podporność sto ja k a wg r e g u la o ji zaworu przelewowe
go (kN)
kN 400 220 320 420
2 Początkowe obolążenie staty czn e
d z ia ła ją c e na s t o ja k (kN) kN 200 200 300 400
3 C zęsto tliw o ść zmian zewnętrzne
go obciążen ia pulsaoyjnego (F i) Hz 5 5 6 ,7 8 ,3 10 12 5 6 ,7 8 ,3 10 12 5 6*7 8 .3 10 12
4
Modulacja amplitudy obciążen ia p ulsacyjn ego w stosunku do obciążen ia statyozn ego d z ia ła jącego na sto ja k
% -25 -50 -75 - 25 r - 75 i 1 6 ,7 + - 83,3 - 25 * i 8 7,5
kN -50 i-ioo -150 — 50 t — 150 r 50 i t 250 t 100 T - 350
5
C iśn ie n ie w komorze podtłokowej s to ja k a odpowiadająoe maksymal
nemu chwilowemu obolążeniu p u l
sacyjnemu (wg wskazań manometru tensometryoznego)
Maks
MN/m2
22,3 26,35 3 0 ,9 5 20,5 21.3 20,9 21,1 21.1 ' 3 0 ,0 3 0 ,1 0 3 0 ,1 0 3 0 ,1 0 3 0 ,1 0 38 ,9 5 38 ,8 5 38 ,9 5 38,75 3 8 ,6 5 Min 22,0 5 26,25 3 0 ,9 5 20,4 20,9 20,7 20,9 20,7 29,55 29,55 29,45 29,55 29,45 3 8 ,5 0 3 8 ,5 0 3 8 ,4 0 3 8 ,1 0 3 8 ,1 0 Średn. 2 2 ,2 26,3 0 3 0 ,9 5 20,5 2 1 ,0 20,9 21 ,0 20,9 29,80 29,80 29,80 29,8 0 29,75 38,8 0 38,7 5 3 8 ,7 5 3 8 ,6 0 3 8 ,5 0
6
Maksymalna ohwilowa podpornośń s to ja k a wywołana działaniem zewnętrznego obciążen ia p u lsa cyjnego d z ia ła ją c e g o na sto ja k (wg wskazań dynamometru ten so - metryoznego)
Maks kN
250 300 350 241 241 244 237 237 346 346 343 343 340 438 436 438 428 428
Min 250 300 350 226 236 238 234 229 336 337 335 336 333 433 432 434 425 424
Średn. 250 300 350 235 239 240 236 233 340 340 339 339 337 436 434 436 427 426
7
C iśn ie n ie w komorze podtłokowej s to ja k a odpowladająoa maksymal
nemu chwilowemu obolążeniu statycznemu (wg wskazań manome
tru tensometryoznego)
d la danej podpornośoi roboczej st o ja k a w ynikającej z n astaw ie
n ia zaworu przelewowego
MN/m2 22,1 2 6 ,5 3 0 ,9 5 19,65 19,6 5 28,5 0 28,5 0 3 7 ,3 0 3 7 ,3 0
kN 400 400 400 224 224 325 325 426 426
Wykres a Wykres b Wykres o Wykres d
B a d a n ia s t o j a k a GIS—SHC-40 67
Rys.5.Graficzneprzedstawienie»ynikówbadań
68 a n d r z e j R a c z y ń s k i , Rohdan Rawka
Rys.6.Zbiorczywykres prznoiegucharakterystycznychwielkości opraoowywanynapodsta wiezapisuosoylograficznego
B a d a n ia s t o j a k a SI 0-3H C-40. . . 69
morze p od t ł o k o we j s t o j a k a (wg wskazań manometru t en s o m e t ry c zi i e g o ) odpowia
d a j ą c y c h p o s z cz e g ó l n y m modulacjom a m p l i t u d y zmian p u l s a o y j n e g o o b c i ą ż e n i a ze wnę t r z ne g o przy s t a t y c z n y m o b c i ą ż e n i u początkowym d z i a ł a j ą c y m na s t o j a k 400 kN, n omi na l n e j p o d p o r n o ś c i r o b o c z e j 420 kN i c z ę s t o t l i w o ś c i zmian ob
c i ą ż e n i a 12 Hn. Na l e ż y j e dn a k z a z n a c z y ó , ż e t a b l i c a 1 z a w i e r a j e d y n i e przy^
kładowe u ś r e d n i o n e i n a j w a ż n i e j s z e dane c h a r a k t e r y s t y c z n e , z w i e l u pomia
rów z e s t a w i o n e w stos unkowo p r o s t y s p o s ó b , u m o ż l i w i a j ą c y ł a t w ą i c h i n t e r p r e t a c j ę , a n a l i z ę o r a z ocenę j a k r ó wn i e ż w s p os ó b p o z w a l a j ą c y na s p r e c y zowanie końcowych wniosków z t y c h b a d a ń . P o z o s t a ł e wyni ki z badań n i e u j ę t e w t a b l i c y 1 p r z e d s t a w i o n o i z i n t e r p r e t o w a n o w d a l s z e j c z ę ś c i p o n i ż s z e j a n a l i z y .
A n a l i z a uzys k an yoh wyników badań i pomiarów pozwal a na s f o r mu ł o wa ni e n a s t ę p u j ą c y c h s t w i e r d z e ń :
5 . 1 . Dane u j ę t e w t a b l i c y 1 w kolumnach 4 , 5 i 6 o r a z wykres " a " z r y s . 5 w s k a z u j ą , że w warunkach gdy nomi nal na podp or n oś ó r o b o c z a s t o j a k a (wg n a s t a w i e n i a zaworu p rz el ew o we g o ) w y n o s i ł a 400 kN, a mo d u l a c j a a m p l i t ud y zmian począt koweg o o b c i ą ż e n i a s t a t y c z n e g o d z i a ł a j ą c e g o na s t o j a k równego 200 kN w y n o s i ł a k o l e j n o - 2 5 6 , - 5 0 6 , - 7 5 6 począt koweg o o b o i ą ż e n i a s t a - t y o z n e g o przy c z ę s t o t l i w o ś c i zmian o b c i ą ż e n i a 5 Hz - mi er zone zarówno chwilowe maksymalne j a k i chwilowe minimalne c i ś n i e n i a w komorze p o d t ł o - kowej s t o j a k a o d p o w i a d a j ą c e chwilowemu maksymalnemu i minimalnemu p u l s a - oyjnemu o b c i ą ż e n i u d l a k a ż d e j z p r z y j ę t y c h w a r t o ś c i a mp l i t ud y zmian o b c i ą ż e n i a s ą przy u w z g l ę d n i e n i u b ł ęd u pomiaru równe c i ś n i e n i o m , j a k i e p ows ta
j ą w komorze p o d t ł o k ow e j s t o j a k a w przypadku d z i a ł a n i a na s t o j a k o b c i ą ż e n ia s t a t y c z n e g o o w a r t o ś c i równej odpowi edni o chwilowemu maksymalnemu i minimalnemu o b c i ą ż e n i u p u l s a c y j n e m u .
5.2. ,Vynikl uzys kan e w t r a k c i e b a d a ń , dane z eb r an e w t a b l i c y 1 w kolum
nach 7 •* 21 o r a z wykresy " b - d " z r y s . 5 w s k a z u j ą , że gdy nominalna podpor- nośó r o b o c z a s t o j a k a wynosząc a k o l e j n o 220 , 320 i 420 kN j e s t ni e o o t y l k o w i ę k s z a n i ż począt kowe o b c i ą ż e n i e s t a t y c z n e d z i a ł a j ą c e na s t o j a k wynoszą
ce odpowi edni o 2 0 0 , 300 i 400 kN, a w wyniku m o d u l a c j i a mp l i t u d y zmian po
c z ą t kowe go o b c i ą ż e n i a (w g r a n i c a c h od o k . 206 do o k . 856 w a r t o ś c i p o c z ą t kowej ) chwilowe maksymalne o b o i ą ż e n i e zewnętr zne d z i a ł a j ą c e na s t o j a k p r z e k r o c z y w a r t o ś ó n omi na l n e j p o d p o r n o ś c i r o b o c z e j s t o j a k a , to n a s t ę p u j e o t w a r c i e zaworu przel ewowego o d p o w i a d a j ą o e każdorazowemu Impul sowi maksy
malnego o b c i ą ż e n i a . 7 t en s p o s ób d z i a ł a j ą c zawór n i e d o pu sz cz a do p o ws ta n i a w komorze p o d t ł o k ow e j s t o j a k a w z r o s t u c i ś n i e n i a ponad w a r t o ś ó wyni ka
j ą c ą z maksymalnego c i ś n i e n i a r o b o c z e g o o d p o w i a d a j ą c e g o o b c i ą ż e n i u s t a t ycznemu, na j a k i e n as t a wi o n y b y ł zawór przel ewowy. S t w i e r d z e n i e to odno
s i s i ę do c a ł e g o z a k r e s u c z ę s t o t l i w o ś c i zmian o b c i ą ż e n i a od 5 t 12 Hz i p r ę d k o ś c i zsuwu r d z e n n i k a pod d z i a ł a n i e m o b c i ą ż e n i a w z a k r e s i e od 3 - 1C mm/min.
Powyższe s t w i e r d z e n i e p o t w i e r d z a j ą r ó wn i e ż wyni ki pomiaru p r z e m i e s z c zeń t ł o c z k a zaworu przel ewowego o d po w i a d a j ą c y c h zmianom c i ś r , l e n i 3 w ko
70 A n d rzej R a c z y ń s k i , Bohdan Sawka
morze p od t ł o k o we j s t o j a k a , gdyż c z ę s t o t l i w o ś ć t yc h p r z e m i e s z c z e ń j e s t rów
na c z ę s t o t l i w o ś c i zmian o b c i ą ż e n i a , a j e d y n i e w a r t o ś ć p r z e m i e s z c z e ń maksy
malnych t ł o c z k a w c z a s i e p u l s a c j i o maksymalnej a m p l i t u d z i e i maksymalnej c z ę s t o t l i w o ś c i zmian o b o i ą ż e n i a w z r a s t a do 3 , 2 5 mm w s t o s u n k u do 2 , 91 mm przy o b c i ą ż e n i u s t a t y c z n y m , co j e s t spowodowane b e z w ł a d n o ś c i ą t ł o c z k a .
Na l e ż y z a z n a c z y ć , że n i e w i e l k i ( maks ymal ni e o k . 5 $ ) w z ro s t c i ś n i e n i a ch wi lo we g o , o d p o w i a d a j ą c e g o maksymalnej a m p l i t u d z i e o b c i ą ż e n i a p u l s a c y j nego ponad c i ś n i e n i e , j a k i e wyni kał oby z o b o i ą ż e n i a s t a t y c z n e g o , o wa rt oś c i maksymalnego o b c i ą ż e n i a p u l s a o y j n e g o - j e s t spowodowany zwi ększonymi oporami przepływu p r z e z zawór c i e c z y o chwilowym większym n a t ę ż e n i u wyno- szącym o k . 0 , 2 dm / s , odpowi adaj ącym chwi l owej p r ę d k o ś c i zsuwu r d z e n n i k a s t o j a k a 1 m/min ( 1 7 , 5 mm/s ). Zwi ększona chwilowa p r ę d k o ś ć zsuwu r d z e n n i k a j e s t spowodowana d r g a ni a m i t r a w e r s u maszyny o o k r e s i e 0 , 0 8 6 s i a m p l i t u d z i e p r z e m i e s z c z e n i a - 1 , 5 mm.
6 . IVnioskl
Na p o d s t a w i e przeprowadzonych badań 1 pomiarów w o p a r c i u o dokonaną a - n a l l z ę wyników można sf ormuł ować n a s t ę p u j ą c e w n i o s k i :
6 . 1 . Zawór przelewowy t ypu t ł o c z ko we go s t o j a k a GIG-SHC-40 w warunkaoh, gdy nomi nalna p o d p or n oś ć r o b o c z a s t o j a k a j e s t < 420 kN, m o du l a c j a a m p l i tudy zmian o b c i ą ż e n i a p u l s a c y j n e g o d z i a ł a j ą c e g o na s t o j a k n i e p r z e k r a c z a
- 90® w a r t o ś c i począt kowego o b c i ą ż e n i a s t a t y o z n e g o < 400 kN, c z ę s t o t l i wość t y c h zmian j e s t < 1 2 Hz, minimalna o b j ę t o ś ć c i e c z y w komorze p o d t ł o - kowej s t o j a k a > 0 , 2 2 dm , a chwilowa maksymalna p r ęd ko ś ć zsuwu r d z e n n i k a -i
s t o j a k a w c z a s i e p u l s a c y j n e g o d z i a ł a n i a o b o i ą ż e n i a j e s t < 1 m/min ( 1 7 , 5 mm/s) - z a b e z p i e c z a h y d r a u l i c z n y u k ł a d p od p o r n o ś c io n y s t o j a k a p r z ed po
wstawaniem w nim chwilowego c i ś n i e n i a p r z e k r a c z a j ą c e g o o w i ę c e j n i ż 10®
c i ś n i e n i e w y n i k a j ą c e z maksymalnej p o d p o r n o ś c i r o b o c z e j , na j a k ą n a s t a w i o ny j e s t zawór przel ewowy.
6 . 2 . Kożna p r z y j ą ć , że s t o j a k h y d r a u l i c z n y GIG—5HC-40 wyposażony w ba
dany zawór przelewowy może przejmować p u l s a c y j n e o b o i ą ż e n i e spowodowane d r g a ni a m i warstw s t r o p u w z a k r e s i e podanym w poprzednim wn i os k u .
6 . 3 . L i c z ą c s i ę z m o ż l i w o ś c i ą powstawani a dr gań s t r o p u o w i ę k s z e j c z ę s t o t l i w o ś c i i e n e r g i i ws kazane j e s t r o z s z e r z e n i e z a k r e s u przeprowadzonych badań na c z ę s t o t l i w o ś c i do o k . 100 Hz i p r ę d k o ś c i zsuwu r d z e n ni k a s t o j a k a pod wpływem d z i a ł a n i a o b c i ą ż e n i a do o k . 0 , 3 m / s .
6 . 4 . Celowe j e s t r ó w n i e ż p rz e p r o wa d z e n i e badań porównawczych o podob
nym z a k r e s i e w o d n i e s i e n i u do zaworów przelewowych i nnych k o n s t r u k c j i s t o sowanych w s t o j a k a c h h y d r a u l i c z n y c h np. GS, SHZ-30 i i n .
B a d a n la s t o j a k a GIG—SHC-40. . 71
HCCJIEAOBAHHfl CTOÄKH GIG-SHC-40 IIOÄ flHHAMMECKHM HEilCTBHSM KPOBEJIBHNX KOJIEBAHH0
P e 3 b m e
B C T a ib e npe^CTaBjieH BascHNä Bonpoo paÖOTH Kpenz nom, BJimiHHeM ÄHnaMHieo—
ko8 Harpy3KH . B Heß noKa3aHti pe3yjn>Taihi jiaöopaTopHHx HCCJieAOBaHHß a AaH aHa- JIH3 C TOHKH 3peHHH ropHOnpOMHUIJieHHOfi npaKTHKE.
CONCERNING A GIG-SHC-40 PROP AFFECTED 31 THa DYNAMIC ACTIVITY OF ROOF VIBRATIONS
S u m m a r y
The p aper d e a l s wi th the i mp o r t a n t probl em o f the b e h a v i o u r o f l i n i n g s a f f e c t e d by dynamic l o a d s . The r e s u l t s o f l a b o r a t o r y t e s t s have been p r e s e n t e d , a s w e l l a s t h e i r a n a l y s i s from the p o i n t o f view o f t he mi ning p r a c t i o e .
