矿用罐道钢丝绳张力研究与应用（2）

时间：2024-04-11 08:07:48  点击数：

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1.2 计算罐道绳刚性系数
      根据文献 [10-11]，罐道绳张紧状态和钢丝绳自重影响刚性系数，绳长范围内的各点刚性系数均不同，zui小刚性系数在罐道绳下端 (0.4～0.5) L 之间。zui小刚性系数
 

      式中：L0 为罐道绳ji限悬垂长度，m；σB 为罐道绳的抗拉强度，N/m2；m 为罐道绳的安全系数，取 m=6；ρ 为罐道绳的密度，平均取 9 000 kg/m3。

1.3 罐道绳刚性系数的影响因素
      在容器上下 4 个约束点平面上，罐道绳的横向刚度相同；力臂越大的约束点，水平位移越大，其对容器的水平约束力越大。它会使得容器产生一个绕 x 轴的水平转矩。当容器在水平 y 轴上受外力 F 产生一个横向位移 图片时，其受力情况如图2 所示。
 
      图2 水平面内容器的受力

      图中，O 点为提升容器的质心；A1、A2、A3、A4表示罐耳在提升容器上的位置，A1、A2 表示提升容器的外侧，A3、A4 表示提升容器的内侧；wB1 和 wB2 表示罐耳在 z 轴方向到容器质心的横向水平距离；ds(Ai)表示罐耳在 y 轴方向到容器质心的横向水平距离。

      提升容器的罐耳在其中一个方向不对称布置，由于 4 根罐道绳底部张紧力相同，在容器上下 4 个约束点平面上，罐道绳的横向刚度相同，其力臂越大的约束点，水平位移越大，它对容器的水平约束力越大，使容器产生一个水平转矩。当容器在水平 y 轴上受外力 F 作用，在罐耳 A1、A2、A3、A4 处产生的横向位移依次为 wA1、wA2、wA3 和 wA4。罐耳 A1、A2、A3、A4 处的横向力依次为
 
      式中：kA1、kA2、kA3、kA4 为罐道绳在提升容器上侧罐耳处的横向刚度。同理，kB1、kB2、kB3、kB4 为罐道绳在提升容器下侧罐耳处的横向刚度。

      提升容器受到的zui大转矩
 
      在深井下，kAi 的值与 kBi 的值差别很小，
 
      在横向位移不变的情况下，提升容器的静态转矩与罐道绳横向刚度呈线性关系。当容器在水平面内达到受力平衡时，容器产生了一个扭转角 θx。Mmax越大，扭转角 θ x 越大，其扭转引起在 y 轴的位移为wBi θx。

      要削弱转矩的影响，则需要调整罐道绳刚度，尽可能使 Mmax 变小。定义刚度之间的协调比值
        由于 wB1 >wB2，可得 kA2+kA3＞kA1+kA4。

      根据《煤矿安全规程》第三百九十八条规定，需要满足：
 
      再根据 kA2+kA3＞kA1+kA4，因此 4 根罐道绳底部的zui小刚性系数需满足 kA3＞kA2＞kA4＞kA1。