Технічні науки / 3. Галузеве машинобудування

Д.т.н. Бельмас І.В., ас. Бобильова І.Т., студ. Алтова М. О.

Дніпродзержинський державний технічний університет, Україна

Контроль поривів тросів тягового органу норії

Тяговий органи (плоский гумовотросовий канат) норії має отвори для приєднання ковшів. Контроль розривів тросів доцільно виконувати за значенням електричних опорів тросів. Розподіл електричних напружень в канаті розглянемо як суму двох станів. Перший відповідає розподілу потенціалів для канату без ушкоджених тросів. Другий – розподілу при якому напруження підведене до двох країв ушкодженого k-того тросу в перерізі х=x_por, та відсутнє по краям зразка. Наведене показує, що характер розподілу струмів та потенціалів другого стану враховує вплив розриву на розподіл потенціалів.

Віднесемо канат до осі координат х спрямовану вздовж канату. Координату початку відрізку канату приймемо рівною нулю. Координату кінця – Х. Перерізом, що проходить через розрив троса, розділимо навантажену гілку канату на два відрізки. Відрізки позначимо числами 1 та 2. Приймемо, що пошкоджено k–тий трос. Вплив пориву троса задамо умовами прикладення потенціалів та підведення струмів до суміжних кінців двох умовно утворених відрізків канату. Струми та потенціали додатковими відповідними індексами 1 та 2. останні в перерізі розриву троса (x=x_p) мають задовольняти наступним умовам

(1)

де - невідома величина різниці потенціалів поміж кінцями тросу в місці його руйнування.

. (2)

На границях зразку мають виконуватися наступні умови

І_1,і=0 (х=0 ) , І_2,і=0 (х=Х) .

Виконання мови (1) забезпечимо задавши її функцією номерів тросів

(3)

Потенціали та струми, що мають місце в тросах ділянок канату визначаються залежностями

, (4)

де r - питомий опір тросу; q - питома електрична провідність гуми поміж канатами; ; ;

;.

- величина струму, що була до пошкодження - того троса в перерізі ;

Запропонована система контролю працює на основі співставлення зразкового значення діагностичного параметра з отриманим під час замірюваннями. З використанням отриманих залежностей побудували графіки розподілу струмів в зразку канату з шести тросів діаметром 3мм довжиною 100м для випадку порушення цілісності крайніх тросів посередині канату. Графік (рис. 1) з урахуванням симетрії розташування тросів відносно осі канату, побудовано для його половини. Для визначення характеру впливу місця розташування пориву троса на величину сигналу побудовано графіки зміни максимального та мінімального потенціалів на кінцях ушкодженого тросу (рис. 2),

Рисунок 1 – Розподіл струмів в умовному зразку гумотросового канату

Рисунок 2 - Залежність абсолютних значень потенціалів на кінцях ушкодженого тросу від відносного значення координати ушкодження троса

Система контролю стану тросів канату, в якості діагностичного параметру, використовує зміну струму, що виникає в тросах при подачі на їх кінці заданої напруги.

Дослідження показують, що струми в тросах сумісних з ушкодженим змінюються на 20%-30%. В більш віддалених тросах ці зміни не перевищують 5%, Найменший за величиною сигнал системи контролю реалізується у разі пориву троса посередині канату, коли . На цей випадок і має бути розрахований рівень чутливості системи контролю. Застосування системи контролю стану канату дозволить підвищити безпеку та надійність чим забезпечить можливість використання гумовотросових канатів в якості тягових органів норій.