ТЕОРЕТИЧНІ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ПІДХОДИ ДО ДОСЛІДЖЕННЯ ДОДАТКОВИХ НАПРУЖЕНЬ В ЕЛЕМЕНТАХ СТАЛЕВИХ КАНАТІВ ПРИ НАБІГАННІ НА БЛОКИ ТА БАРАБАНИ

Ломакін А. О Українська інженерно-педагогічна академія https://orcid.org/0000-0001-6729-3168

Ключові слова: сталеві канати, додаткові напруження, набігання на блоки та барабани, теоретичні підходи, експериментальні підходи, формули для визначення напружень, тензорезистори, осцилограми напружень, момент внутрішнього тертя, втомна міцність

Анотація

DOI: https://doi.org/10.32820/2079-1747-2024-33-30-37

У статті розглядаються теоретичні та експериментальні підходи до дослідження
додаткових напружень, що виникають в елементах сталевих канатів при набіганні на блоки
та барабани. Постановка проблеми висвітлює важливість цього питання для широкого кола
галузей промисловості, де використовуються сталеві канати, та необхідність підвищення їх
міцності, надійності й довговічності. В основній частині роботи наведені різноманітні
формули для визначення додаткових напружень, запропоновані вітчизняними та
зарубіжними дослідниками, такими як Маліновський В.А., Нікітін І.Ф., Глушко М.Ф.,
Сергєєв С.Т., Бенойт Дж., Ісааксен І., Ернст У., Лейдер, Шмідт К. та іншими. Зазначається,
що більшість цих формул застосовна лише для спіральних канатів і не враховує
конструктивні особливості канатів подвійної звивки. Порівняння значень додаткових
напружень, отриманих розрахунковим способом і експериментальним шляхом, проведене
Нікітіним І.Ф., демонструє значні розбіжності між ними. Далі детально розглядаються
експериментальні методи визначення напружень, застосовані різними дослідниками.
Особлива увага приділяється дослідам Нікітіна І.Ф., який використовував спеціальні Пподібні тензорезистори для вимірювання деформацій діаметрально протилежних пасм дротів
у канаті, що дозволило виключити вплив вигину та скручування. Наводяться осцилограми
додаткових напружень, отримані в його експериментах, та підкреслюється, що це були прямі
виміри саме додаткових напружень. Інші дослідники, такі як Вік та Шиффнер Г., наклеювали
тензодатчики на зовнішнє пасмо дротів і вимірювали сумарні напруження розтягу й вигину,
отримуючи відповідні осцилограми. У роботі Шмідта К. представлено результати трьох
серій експериментів з непрямого визначення додаткових напружень, які базувалися на
вимірюванні моменту внутрішнього конструкційного тертя, прогину каната при
поперечному навантаженні та визначенні втомної міцності при знакозмінному вигині на
блоках. Узагальнюючи результати різних дослідів, Шмідт К. робить висновок про величину
подвійної амплітуди коливань напружень у дроті при потраплянні його на випуклу та
ввігнуту сторони каната для різних конструкцій канатів і якості їх змащення. Водночас автор
підкреслює, що в усіх цих дослідах додаткові напруження розглядалися як повністю
сформовані силами тертя ковзання між дротами при їх відносному зсуві, що не враховує
низку інших факторів.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

1. Malinovskiy, VA 2001, Stal'nyye kanaty. Ch. 1: Nekotoryye voprosy tekhnologii, rascheta i proyektirovaniya [Steel Ropes. Part 1: Some Issues of Technology, Calculation and Design], Astroprint, Odessa.
2. Malinovskiy, VA 2002, Stal'nyye kanaty. Ch. 2: Osnovy teorii izgiba i vzaimodeystviya s opornoy poverkhnost'yu [Steel Ropes. Part 2: Fundamentals of Bending Theory and Interaction with the Support Surface], Astroprint, Odessa.
3. Nikitin, IF 1967, "Dopolnitel'nyye usiliya pri perekhode kanata iz pryamogo v izognutyy" [Additional Efforts in the Transition of the Rope from Straight to Curved], Stal'nyye kanaty, iss 4, Pp. 81-84.
4. Nikitin, IF 1966, "Raspredeleniye napryazheniy v kanate pri probezhanii yego po bloku" [Stress Distribution in a Rope Running over a Block], Stal'nyye kanaty, iss 3, pp. 130-139.
5. Nikitin, IF & Fidrovskaya, NN 2009, "Protsess formirovaniya izognutogo kanata pri nabeganii yego na shkiv" [The Process of Forming a Curved Rope When Running onto a Sheave], Mashynobuduvannya, iss 4, Pp. 46-52.
6. Glushko, MF 2013, Stal'nyye pod'yemnyye kanaty [Steel Hoisting Ropes], Astroprint, Odessa.
7. Sergeyev, ST 1964, "Teoreticheskoye issledovaniye perekhodnykh protsessov pri nabeganii kanata na blok" [Theoretical Study of Transient Processes in Rope Running onto a Block], Stal'nyye kanaty, iss 1, Pp. 108-115.
8. Sergeyev, ST 1965, "Fakticheskiye usiliya v elementakh nabegayushchego na blok kanata" [Actual Forces in the Elements of a Rope Running onto a Block], Stal'nyye kanaty, iss 2, Pp. 116-121.
9. Sergeyev, ST 1965, "Otsenka vliyaniya radiusa krivinzy nabegayushchey na blok vetvi kanata v perehodnom protsesse" [Evaluation of the Effect of the Radius of Curvature of the Rope Branch Running onto the Block in the Transient Process], Stal'nyye kanaty, iss 2, pp. 181-185.
10. Schmidt, K 1965, "Die sekundare Zugbeanspruchung der Drahtseile aus der Biegung", VDI, iss 13, Pp. 181-184.
11. Schiffner, G 1986, "Spannungen in Laufenden Drahtseilen“ [Stresses in Running Wire Ropes], Ph.D. thesis, Universitat Stuttgart.