Nowe podejście do oceny trwałości eksploatacyjnej lin stalowych

• Autorzy: Olszyna Grzegorz , Rokita Tomasz , Tytko Andrzej

Warianty tytułu

EN

A new approach to the assessment of the fatigue life of typical steel ropes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Problematyka przyszłego przewidywania stanu technicznego lin w czasie ich eksploatacji jest bardzo istotnym zagadnieniem związanym z bezpieczeństwem użytkowania i obsługi urządzeń. Liny stalowe jako elementy nośne podlegają procesom degradacji przez róż nego rodzaju formy zużycia w procesie eksploatacji. Zmienne obciążenia powodują zło żony stan naprężeń w drutach, co przekłada się na różne naprężenia rozciągające, skrę cające czy naciski powierzchniowe pomiędzy drutami. Liny również narażone są na trudne warunki pracy, np. środowisko korozyjne, zużycie zmęczeniowe, co prowadzi w konsekwencji do osłabienia ich własności użytkowych. Liny jako elementy odpowie dzialne wymagają dokładnego, a zarazem prostego sposobu prognozowania ich beza waryjnej pracy w prosty i jednoznaczny sposób. Niniejszy artykuł dotyczy zagadnień nowego podejścia do wyznaczania trwałości zmę czeniowej lin stalowych. Tematyka bezpieczeństwa na temat lin stalowych od wielu lat jest zagadnieniem trudnym i niejednoznacznym do wyznaczenia, nie znając trwałości zmęczeniowej obiektu. W artykule omówiono metody doświadczalne i praktyczne do wyznaczania trwałości zmęczeniowej lin stalowych.

EN

The issue of the future prediction of the technical condition of ropes during their opera tion is a very important issue related to the safety of use and operation of the devices. Steel wire ropes, as load bearing elements, are subject to degradation through various forms of wear during operation. Variable loads cause a complex state of stress in the wires, which translates into different tensile, twisting and surface pressures between the wires. Ropes are also exposed to difficult working conditions, e.g. corrosive environ ment, fatigue wear, which consequently leads to a weakening of their functional proper ties. Ropes, as responsible elements, require an accurate and at the same time simple way of predicting their failure-free operation in a simple and unambiguous manner. This article concerns a new approach to determining the fatigue life of steel ropes. The issue of safety related to steel ropes has been a difficult and ambiguous issue for many years to determine without knowing the fatigue life of the object. The paper discusses experimental and practical methods for determining the fatigue life of steel ropes.

Słowa kluczowe

PL

liny stalowe; trwałość zmęczeniowa; liny kompaktowane; zużycie

EN

steel wire rope; fatigue durability; compacted ropes; wear

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 61, nr 3
• Strony: 60--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Olszyna Grzegorz

• Katedra Inżynierii Maszyn i Transportu, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Rokita Tomasz

• Katedra Inżynierii Maszyn i Transportu, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Tytko Andrzej

• Katedra Inżynierii Maszyn i Transportu, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1] Hankus J.: Liny wyciągowe nośne o powierzchniowym styku drutów. GIG, Katowice 2003.
• [2] Kubiś B., Olszyna G., Szade P., Tytko A.: Fatigue Life of Compacted Wire Ropes for Applications in Deep Mining. Management Systems in Production Engineering 2023, 31, 1: 95–101. https://doi.org/10.2478/mspe-2023-0012.
• [3] Kubiś B.: Wpływ wstępnej deformacji splotek w linach kompaktowanych na ich trwałość i parametry wytrzymałościowe. GIG, Katowice 2019 [niepublikowana praca doktorska].
• [4] Tytko A.: Liny stalowe. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2021.
• [5] Erdönmez C.: Analysis and design of compacted IWRC meshed model under axial strain. International Journal of Mechanics and Materials in Design 2020, 16: 647–661, https:// doi.org/10.1007/s10999-019-09481-x.
• [6] Chen L., Magliulo M., Elig M., Beex L. A.A.: A mechanical model for compaction of strands for wire ropes. International Journal of Solids and Structures 2023, 269. https://doi.org/ 10.1016/j.ijsolstr.2023.112178.
• [7] Kumar K., Goyal D., Banwait S.S.: Effect of key parameters on fretting behaviour of wire rope. Archives of Computational Methods in Engineering 2020, 27: 549–561, https://doi.org/ 10.1007/s11831-019-09326-y.
• [8] Tobys J., Kocur G.: Protokół NR 35/PZ/2016/P-S z oceny przydatności lin nośnych przed ich zastosowaniem w górniczym wyciągu szybowym awaryjno-rewizyjnym szybu SG-2 KGHM „Polska Miedź” S.A. Oddział Zakład Górniczy „Polkowice--Sieroszowice” w Polkowicach. Polkowice 2016 [praca niepublikowana].
• [9] Carbogno A., Pypłacz J., Nowacki J.: Liny kompaktowane w górniczych wyciągaczach szybowych. Hutnik – Wiadomości Hutnicze 2013, 80, 1: 17–20.
• [10] Nowak M., Lipiński L.: Problemy eksploatacji lin nośnych o powierzchniowym styku drutów. W: Bezpieczeństwo pracy urządzeń transportowych w górnictwie, red. A. Tytko, M. Wójcik. Centrum Badań i Dozoru Górnictwa Podziemnego sp. z o.o., Lędziny 2015: 73–80.
• [11] Kawecki Z., Stachurski J.: Defektoskopia magnetyczna lin stalowych. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1969.
• [12] Rozporządzenie Ministra Energii z dnia 23 listopada 2016 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących prowadzenia ruchu w podziemnych zakładach górniczych. Dz.U. 2017, poz. 1118.
• [13] Szade P., Szot M., Kubiś B.: Thermoelastic effect in compacted steel wire ropes under uniaxial loading. Quantitative InfraRed Thermography Journal 2020, 18, 4: 252–268, https:// doi.org/10.1080/17686733.2020.1768495.
• [14] Hansel J.: Podstawy teoretyczne prognozowania czasu pracy lin stalowych. Zeszyty Naukowe AGH, Elektryfikacja i Mechanizacja Górnictwa i Hutnictwa, nr 84, Kraków 1977.
• [15] Ridge I.M.L., Tytko A.: Use of magnetic NDT to determine the lay length of a stranded wire rope. Journal of The British Institute of NDT 2001, 43, 12: 806–813.
• [16] Tytko A.: Application of signal analysis in magnetic testing of wire ropes. Workshop of Nondestructive Testing of Material and Structures. AMAS Course – NTM’02, Polish Academy of Sciences. Warszawa, 20–22 maja 2002.
• [17] Tytko A.: Modelowanie zużycia zmęczeniowego i diagnostyka lin stalowych. Rozprawy, Monografie, Nr 65. Wydawnictwa AGH, Kraków 1998.
• [18] Costello G.A.: Theory of Wire Rope. Springer, New York 1997.
• [19] Paris P.C., Erdogan F.: A critical analysis of crack propagation laws. Journal of Basic Engineering 1963, 85: 528–533.
• [20] Feyrer K.: Wire Ropes: Tension, Endurance, Reliability. Springer 2007, https://doi.org/10.1007/978-3-540-33831-4.
• [21] Van Zyl M.: Discard criteria for mine winder ropes. Final Report GAP502. Research Agency MIKE VAN ZYL INCORPORATED, SA 2000, https://mhsc.org.za/sites/default/files/public/research_ documents/Gap 20502 20Discard 20criteria 20for 20mine 20winder 20ropes 20Report_0.pdf [1.02.2023].
• [22] SABS 0294: Proposed Code of practice for the performance, operation, testing and maintainace of drum winders relating to rope safety. South African Bureau of Standards, SA Pretoria 1998.
• [23] SABS 0293: Code of Practice for the Condition Assessment of Steel Wire Ropes on Mine Winders. The South African Bureau of Standards, SA 1999.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).