vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2020-65-1-62-71vestift-581Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ, МЕХАНИКАMECHANICAL ENGINEERING AND MECHANICSМетодика расчета двухбарабанной шахтной подъемной машиныMethod for calculating a two-drum mine winderПрушакВ. Я.PrushakV. Ya.

Прушак Виктор Яковлевич – член-корреспондент Национальной академии наук Беларуси, академик Евразийской академии горных наук, доктор технических наук, профессор, директор

Viktor Ya. Prushak – Corresponding Member of the National Academy of Sciences of Belarus, Academician of the Eurasian Academy of Mining Sciences, D. Sc. (Engineering), Director

69, Kozlov Str., 223710, Soligorsk, Minsk Region

ipr@sipr.byДворникА. П.DvornikA. P.

Дворник Александр Петрович – кандидат технических наук, начальник отдела научно-технической информации

Alexander P. Dvornik – Ph. D. (Engineering), Head of the Department of Scientific and Technical Information

69, Kozlov Str., 223710, Soligorsk, Minsk Region

onti@sipr.byЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством»JSC “Soligorsk Institute of Resources Saving Problems with Pilot Production”2020060420206516271Copyright © Прушак В.Я., Дворник А.П., 20202020Прушак В.Я., Дворник А.П.Prushak V.Y., Dvornik A.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/581

На базе ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством» выполнена разработка и налажено импортозамещающее серийное производство двухбарабанных шахтных подъемных машин большой грузоподъемности с увеличенным диаметром навивочных барабанов – до 7 м. Для реализации проекта проведено комплексное исследование всех научно-технических аспектов создания данной техники с учетом материально-технических возможностей предприятий отечественного горного машиностроения. Одним из важных результатов такого исследования стала разработка усовершенствованной методики расчета основных элементов подъемной машины. Методика позволяет рассчитать прочностные параметры наматывающих барабанов, вала, механизма расцепления, элементов привода (сопрягающей муфты), подшипников совместно с принадлежащими анкерными креплениями, приведенные к нормальным условиям эксплуатации и к условиям аварийного обрыва каната. Методика включает расчет напряженно-деформированного состояния элементов навивочных барабанов с помощью метода конечных элементов и позволяет использовать полученные численные данные при моделировании напряженно-деформированного состояния основных узлов подъемной машины для расчета коэффициентов запаса ее прочности в условиях нормальной эксплуатации и в аварийных. Разработанная методика была успешно опробована в конструкторско-технологическом центре ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством» при разработке двухбарабанных шахтных подъемных машин с навивочными барабанами большого диаметра для скиповых подъемных установок Петриковского горно-обогатительного комплекса, а также при модернизации существующих подъемных установок на действующих рудниках ОАО «Беларуськалий».

In the Republic of Belarus, on the base of JSC “Soligorsk Institute for Resources Saving Problems with Pilot Production”, the development and launch of import-substituting mass production of large-capacity double-drum mine winders with an increased diameter of winding drums up to 7 meters were fulfilled. Earlier, in the post-Soviet space, machines with similar technical characteristics were not produced. Accordingly, for the implementation of the project, a comprehensive study of all the scientific and technical aspects of the creation of this equipment was required, taking into account the material and technical capabilities of the enterprises of domestic mining engineering. One of the important results of this study was the development of an improved methodology for calculating the basic elements of a winder. The technique allows calculating the strength parameters of the winding drums, shaft, disengagement mechanism, drive elements (mating clutch), bearings together with their anchor fasteners, reduced to normal operating conditions and to conditions of emergency wire breakage. The methodology includes the calculation of the stress-strain state of the elements of the winding drums using the finite element method and allows using the obtained numerical data to simulate the stress-strain state of the main components of the hoisting machine to calculate its safety factors in normal operation and in emergency conditions. The developed methodology was successfully tested in the design and technological center of JSC “Soligorsk Institute for Resources Saving Problems with Pilot Production” during the development of double-drum mine winders with large diameter winding drums for skip hoisting units of the Petrikov mining and processing complex, as well as during the modernization of existing hoisting units at working mines of JSC “Belaruskali”.

аварийная ситуациябарабанмассамашиностроениемоментнагружениеподъемная машинасилаэксплуатацияemergency situationdrummassmechanical engineeringmomentloadhoisting machinestrengthexploitationReferencesЗавозин, Л. Ф. Шахтные подъемные установки / Л. Ф. Завозин. – М.: Недра, 1975. – 367 с.Zavozin L. F. Mine Hoisting Units. Moscow, Nedra Publ., 1975. 367 p. (in Russian).Белый, В. Д. Шахтные многоканатные подъемные машины / В. Д. Белый, И. С. Найденко. – М.: Недра, 1964. – 447 с.Belyi V. D., Naidenko I. S. Mine Multi-Rope Winders. Moscow, Nedra Publ., 1964. 447 p. (in Russian).Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъемных установок / под общ. ред. В. А. Корсуна, Г. Д. Трифанова. – 4-е изд., перераб. и доп. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. – 616 с.Korsun V. A., Trifanov G. D., eds. Guide to the Revision, Adjusting and Testing of Mine Hoisting Installations. Perm’, Publishing House of the Perm National Research Polytechnic University, 2014. 616 p. (in Russian).Фидровская, Н. Н. Анализ напряженно-деформированного состояния каната, навиваемого на барабан, методом конечных элементов / Н. Н. Фидровская, А. А. Ломакин, А. С. Писарцов // Машинобудування: зб. наук. праць. – Харкiв, 2016. – № 17. – С. 52–58.Fidrovskaya N. N., Lomakin A. A., Pisarcov A. S. Analysis of the stress-strain state of a rope wound on a drum by the finite element method. Mashinobuduvannya: zbіrnik naukovikh prats’ [Engineering: Collection of Scientific Papers]. Kharkov, 2016, no. 17, pp. 52–58 (in Russian).Заболотный, К. С. Разработка теории расчета и конструирования цилиндрических барабанов шахтных подъемных машин / К. С. Заболотный, А. Л. Жупиев, М. А. Рутковский; М-во образования и науки Украины, Нац. горн. ун-т. – Днепр: НГУ, 2016. – 166 с.Zabolotnyi K. S., Zhupiev A. L., Rutkovskii M. A. Development of the Theory of Calculation and Design of Cylindrical Drums of Mine Hoisting Machines. Dnepr, National Mining University, 2016. 166 p. (in Russian).Заболотный, К. С. Конечно-элементное моделирование тонкостенных подкрепленных конструкций в машиностроении / К. С. Заболотный, Е. В. Панченко // Наук. пр. Донец. нац. техн. ун-ту. Сер.: Електротехніка і енергетика. – Донецк, 2017. – № 1 (18). – С. 87–94.Zabolotny K. S., Panchenko E. V. Finite-element modeling of thin-walled reinforced structures in mechanical engineering. Naukovі pratsі Donets’kogo Natsіonal’nogo tekhnіchnogo unіversitetu. Serіya: Elektrotekhnіka і energetika [Scientific Works of Donetsk National Technical University. Series: Electrical Engineering and Power Engineering]. Donetsk, 2017, no. 1 (18), pp. 87–94 (in Russian).Стрелков, М. А. Определение динамических нагрузок и ресурса одноканатных шахтных подъемных установок: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.05.06 / М. А. Стрелков; Перм. гос. техн. ун-т. – Екатеринбург, 2011. – 17 с.Strelkov M. A. Determination of Dynamic Loads and the Resource of Single-Rope Mine Hoisting Installations. Ekaterinburg, Perm State Tech. University, 2011. 17 p. (in Russian).Зверяев, Е. М. Конструктивная теория тонких упругих оболочек / Е. М. Зверяев // Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша. – 2016. – № 33. – 25 с.Zvereyaev E. M. Constructive theory of thin elastic shells. Preprinty IPM im. M. V. Keldysha [Preprints of M. V. Keldysh Institute of Applied Mathematics], 2016, no. 33. 25 p. (in Russian).Попов, Ю. Методика определения остаточной ресурсности элементов и узлов шахтных подъемных машин (ШПМ) / Ю. Попов, С. Тимухин // Горн. информ.-аналит. бюлл. Спец. вып.: Экономика и экономические науки; Горное дело; Организация и управление; Охрана окружающей среды; Экология человека. – 2014. – № 6.Popov Y., Timukhin S. Methodology for determining the residual life of elements and components of mine hoisting machines. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten’ Spetsial’nyi vypusk: Ekonomika i ekonomicheskie nauki; Gornoe delo; Organizatsiya i upravlenie; Okhrana okruzhayushchei sredy; Ekologiya cheloveka [Mining Information and Analytical Bulletin. Special issue: Economics and economic sciences; Mining engineering; Organization and management; Environmental protection; Human ecology], 2014, no. 6 (in Russian).Современные системы безопасности при эксплуатации действующих шахтных подъемных установок / Г. Д. Трифанов [и др.] // Вестн. Перм. нац. исслед. политехн. ун-та. – 2011. – Вып. 1. – С. 173–188.Trifanov G. D., Knyazev A. A., Trifanov M. G., Strelkov M. A. Modern security systems for the operation of existing mine hoisting installations. Vestnik Permskogo natsional’nogo issledovatel’skogo politekhnicheskogo universiteta [Bulletin of the Perm National Research Polytechnic University], 2011, іss. 1, рр. 173–188 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.