Współczynniki bezpieczeństwa lin wyciągowych nośnych

• Autorzy: Hankus J.

Warianty tytułu

EN

Factors of safety of hoisting ropes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Współczynnik bezpieczeństwa liny wyciągowej jest pojęciem bardzo ważnym, mającym istotne znaczenie na etapie projektowania, doboru lin i eksploatacji górniczych wyciągów szybowych. Na przykład przy zmniejszeniu współczynnika bezpieczeństwa lin nośnych o około 30% można uzyskać znacznie korzystniejsze zarówno pod względem technicznym, jak i ekonomicznym, parametry wyciągu szybowego. Obecnie przez współczynnik bezpieczeństwa górniczych lin wyciągowych rozumie się stosunek rzeczywistej siły zrywającej linę w całości do maksymalnego obciążenia statycznego. Badania teoretyczne i wieloletnie doświadczenia ruchowe prowadzone w różnych krajach wykazały, że współczynnik bezpieczeństwa powinien być uzależniony od typu wyciągu i jego przeznaczenia, warunków przeginania liny, głębokości ciągnienia, a także od konstrukcji liny. Znalazło to odzwierciedlenie w formułach na obliczanie wymaganego współczynnika bezpieczeństwa, które jednak w różnych krajach są różne. Z przeprowadzonej analizy wynika, że współczynniki bezpieczeństwa maleją z głębokością ciągnienia i w szybach głębokich osiągają bardzo małe wartości (m = 4-3), co nasuwa pytanie, jaki jest wpływ zmiany współczynnika bezpieczeństwa na trwałość i niezawodność lin stalowych. Przeprowadzone w Laboratorium Lin i Urządzeń Szybowych Głównego Instytutu Górnictwa badania doświadczalne wykazały, że wraz ze wzrostem obciążenia rozciągającego linę, czyli zmniejszania się współczynnika bezpieczeństwa, w tych samych warunkach przeginania, maleje trwałość zmęczeniowa lin stalowych. Procentowy spadek trwałości zmęczeniowej jest większy niż procentowa zmiana współczynnika bezpieczeństwa. Badania doświadczalne wykazały również, że dobre przybliżenie zależności zmiany trwałości zmęczeniowej od zmiany współczynnika bezpieczeństwa, można uzyskać na modelach empirycznych (regresyjnych) w formie krzywej wykładniczej lub potęgowej. Wraz ze spadkiem wartości współczynnika bezpieczeństwa szybciej pojawiają się pierwsze pęknięcia drutów, natomiast ich sumaryczna liczba tuż przed zerwaniem próbki maleje. Spadek wartości współczynnika bezpieczeństwa w warunkach badań laboratoryjnych wywiera silny wpływ na przebieg funkcji niezawodności. Bliskie jedności prawdopodobieństwo zerwania badanej próbki, przy współczynniku bezpieczeństwa 5, wystąpiło przy przeszło dwukrotnie mniejszej liczbie cykli zmęczeniowych niż próbki badanej przy współczynniku bezpieczeństwa 8,5.

EN

Factors of safety of hoisting ropes is a very important notion, has a great importance on period of project design, ropes selection and exploitation of mining shafts installations. For example, decreasing factors of safety ratio about near 30%, it ropes is possible to get advantageous, considerably equal in technical and economic respect, parameters of shafts extraction. Presently by safety ratio of carrying lines is understood as relation of real power breaking lines totally to maximum statistic load. Theoretical researches and many years experiences led in different countries have presented, that factor of safety should be subordinated with type of extraction and its destination, conditions ropes bending, depth of draw, as well as with rope construction. It found a mirror in the formula on scaling of required factor of safety which is different in different countries. Carried analysis shows that factor of safety diminish with depth of draw and in deep wells achieve very small values (m = 4-3), what suggest question about change factor of safety influence on constancy and reliability of steel lines. Carried researches in Laboratory of Rope and Shaft Equipment of Central Mining Institute have shown, that along an incrementation of load stretching line so decreasing ratio, constancy of line diminishes also. Percentage decreasing of constancy is bigger then percentage change factor of safety. Experimental researches have shown also that good approximation of dependence of constancy change from factor of safety change can be obtained on empirical (regressive) models in the form of exponential or power curve. Decreasing value factor of safety, first cracks of wires appear faster, however, its number before breaking of sample diminish. Decreasing value factor of safety in laboratory researches has important influence on course of reliability function. Close unity probability of breaking of researched sample at factor of safety 5, has appear smaller then twice number of cycles then sample researched at safety ratio 8,5.

Słowa kluczowe

PL

lina wyciągowa; lina stalowa; współczynnik bezpieczeństwa; zrywalność

EN

hoisting rope; stell rope; safety ratio

• Wydawca: Główny Instytut Górnictwa
• Czasopismo: Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa
• Rocznik: 2004
• Tom: nr 2
• Strony: 19--35
• Opis fizyczny: bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Hankus J.

• Główny Instytut Górnictwa Plac Gwarków 1, 40-166 Katowice tel.: [phone]

Bibliografia

• 1. Bobrowski D. (1985): Modele i metody matematyczne teorii niezawodności w przykładach i zadaniach. Warszawa, Wydaw. Naukowo-Techniczne.
• 2. Dwornikow W.I., Krcelin E.R. (1997): Teoreticzeskije osnowy dinamiki szachtnowo podjemnowo kompleksa. Sofia.
• 3. Hankus J. (2003): Wpływ zmiany współczynnika bezpieczeństwa na trwałość lin stalowych. Materiały Sympozjum pt. „Polski system bezpieczeństwa górniczych wyciągów szybowych”. Kraków, AGH, z. 31.
• 4. Hankus J. (1991): Badania zmęczeniowe lin stalowych według programu Międzynarodowej Organizacji OIPEEC. Przegląd Górniczy nr 6.
• 5. Hankus J. (2000): Budowa i własności mechaniczne lin stalowych. Katowice, GIG.
• 6. Hankus J. i inni (2003): Badania wpływu zmian współczynnika bezpieczeństwa na trwałość i niezawodność lin stalowych. Dokumentacja o symbolu komputerowym: 12010303–181. Katowice, GIG.
• 7. Hankus J. (2001): Międzynarodowa Konferencja Transportu Szybowego MINE HOISTING 2000. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie nr 2.
• 8. Kowalczyk J., Z. Steininger (1963): Liny stalowe. Katowice, Wydaw. „Śląsk”.
• 9. Kowalczyk J., Szołtysik P. (1974): Wpływ dwustronnego przeginania i zmiennych naprężeń rozciągających na trwałość zmęczeniową lin. Prace GIG. Komunikat nr 612. Katowice.
• 10. Kowalskij B.S. (1973): Srok służby kanata pri pieremiennoj nagruzkie. Stalnyje Kanaty nr 10. Technika, Kijów.
• 11. Prawo geologiczne i górnicze. Przepisy wykonawcze do Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych. (Dz. U. Nr 139, poz. 1169). Katowice, GIG 2002.
• 12. South African Standard SABS 0294 Edition 2000. The performance, operation, testing and maintenance of drum winders relating to rope safety.
• 13. Stanisz A. (2000): Przystępny kurs statystyki w oparciu o program STAISTICA PL na przykładach medycznych t. 1 (1998), t. 2. Kraków, Stat Soft Polska Sp. z. o.o.
• 14. Warszyński M. (1988): Niezawodność w obliczeniach konstrukcyjnych. Warszawa, PWN.
• 15. Żurawlew R.A., Babajew N.G. (1969): O zapasach procznosti kanatow. Stalnyje Kanaty nr 6. Technika, Kijów.