СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДЪЁМНОГО КАНАТА
METHOD MONITORING TECHNICAL CONDITION OF LIFTING ROPE

Способ относится к горной промышленности, в частности к шахтным подъемным установкам, и предназначен для контроля технического состояния подъемного каната.
Известен способ измерения износа стального каната, включающий продольное намагничивание участков навески контролируемого каната до состояния, близкого к насыщению, измерение текущих параметров магнитного поля в межполюсном пространстве у поверхности контролируемого каната с помощью датчиков контроля магнитного поля, сопоставление текущих значений сигналов датчиков контроля магнитного поля с эталонными значениями сигналов датчиков контроля магнитного поля, по результатам которого судят об относительной потере сечения каната, отличающийся тем, что после навешивания каната дополнительно измеряют величину его линейного удлинения Ly и сравнивают ее с расчетной величиной упругого удлинения Lp каната, а об относительной потере сечения каната, связанной с его износом, судят с момента наступления соотношения 0,98<Ly/Lp<1,02 с учетом относительной потери сечения на этот момент (см. патент России: RU 2281489 C2 по МПК G01N 27/82, G01В 7/12).
Недостатком данного способа является сложность и трудоемкость при определении характеристик подъемного каната.
Известен способ контроля технического состояния подъемного каната, заключающийся в определении характеристики упругих свойств каната - модуля упругости каната, находящегося на весу, по скорости распространения упругой волны в канате [см. Белый В.Д., Лесин К.К., Самарский А.Ф. Выбор, навеска, эксплуатация и контроль состояния шахтных канатов. - М.: Недра, 1967. - 228 с.]. Данный способ принят за прототип.
Недостатком данного способа контроля технического состояния подъемного каната является то, что модуль упругости подъемного каната является в общем случае переменной величиной и зависит от конструкции подъемного каната, степени его приработки, величины нагрузки и других факторов. Кроме того, использование данного способа характеризуется большой сложностью и трудоемкостью процесса измерений и обработки полученных данных, обеспечения постоянства контроля технического состояния подъемного каната, необходимостью крепления на подъемный канат специального металлического зажима и пьезодатчика.
а
а
а
Контроль технического состояния подъемного каната по характеристике упругих свойств подъемного каната - жесткости подъемного каната на растяжение - позволяет точнее судить о его техническом состоянии, в частности, для однослойных подъемных канатов с органическим сердечником величина жесткости подъемного каната на растяжение постоянна вплоть до нагрузок (0,45-0,55)Р - для новых подъемных канатов и (0,60-0,68)Р - для обтянутых подъемных канатов, где Р - разрывное усилие подъемного каната (Hankus J. Mechanische Eigenschaften von Drahtseilen//Draht-Welt. 1989. Nr. 4. S. 9-17).
Признак прототипа, являющийся общим с заявленным способом - контроль технического состояния подъемного каната путем определения характеристики упругих свойств подъемного каната, когда подъемный сосуд находится на весу.
Задачей изобретения является повышение эффективности контроля состояния подъемного каната посредством определения жесткости подъемного каната на растяжение и обеспечения постоянства его контроля.
Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе при расположении подъемного сосуда на весу определяется жесткость подъемного каната на растяжение путем измерений длины подъемного каната от точки схода подъемного каната с барабана подъемной машины до подвесного устройства подъемного сосуда при остановке порожнего подъемного сосуда под загрузку, веса груза, удлинения подъемного каната после загрузки подъемного сосуда и последующего расчета, по величине которой судят о техническом состоянии подъемного каната. Измерения и расчет производят при каждом цикле подъема груженого подъемного сосуда, что позволяет осуществлять постоянный контроль технического состояния подъемного каната.
Изобретение поясняется представленной на фиг.1 схемой реализации способа контроля технического состояния подъемного каната.
пор
гр
гр
2
Порожний подъемный сосуд 1 на подъемном канате 2 при движении вниз под загрузку проходит уровень А (отметка прихода под загрузку), что регистрируется датчиком прихода подъемного сосуда под загрузку 3, и продолжает движение до остановки. При этом измеряют длину перемещения подъемного сосуда ι. После загрузки подъемного сосуда 1 грузом массой происходит удлинение подъемного каната 2 на величину Δι за счет увеличения концевой нагрузки подъемного каната на величину веса груза mg (g - ускорение свободного падения, g=9,81 м/с). При подъеме груженого подъемного сосуда 1 до уровня А измеряют длину перемещения подъемного сосуда ι.
пор
гр
Длины перемещений ι и ι определяются путем измерения угла поворота барабана подъемной машины 4 датчиком угла поворота барабана подъемной машины 5 с учетом известных геометрических характеристик барабана подъемной машины. Удлинение подъемного каната после загрузки подъемного сосуда рассчитывают по формуле
гр
Вес груза mg определяется одним из известных методов, например, по величине тока подъемного двигателя подъемной машины или с помощью весоизмерительной тензометрической системы, установленной на подвесном устройстве подъемного сосуда.
Жесткость подъемного каната на растяжение определяется по выражению
где Е - модуль упругости подъемного каната, F - площадь поперечного сечения проволок подъемного каната; L - длина подъемного каната от точки схода подъемного каната с барабана подъемной машины Б до подъемного сосуда 1 при остановке порожнего подъемного сосуда под загрузку и отсутствии упругого удлинения подъемного каната под действием собственного веса и веса порожнего подъемного сосуда; здесь
0
0
1
1
где L - длина подъемного каната от точки схода подъемного каната с барабана подъемной машины Б до уровня А. Величина L является постоянной для подъемной установки и зависит от ее геометрических характеристик; Δ - упругое удлинение подъемного каната под действием собственного веса и веса порожнего подъемного сосуда при остановке его под загрузку. Величина Δ сравнительно невелика (составляет не более 1% от длины L) и в инженерных расчетах может не учитываться.
гр
В предлагаемой схеме реализации способа контроля технического состояния подъемного каната вычисляется жесткость подъемного каната на растяжение с помощью процессорного устройства 6 на основании информации, получаемой от датчика прихода подъемного сосуда под загрузку 3, от датчика угла поворота барабана подъемной машины 5 и измерения веса груза mg одним из известных методов.
Преимущество заявляемого способа состоит в том, что обеспечивается возможность постоянного контроля технического состояния подъемного каната путем определения жесткости подъемного каната на растяжение при каждом цикле подъема груженого подъемного сосуда.