Vežba br. 5. Čelična užad za potrebe rudarstva

Transcript

1 Vežba br. 5 Čelična užad za potrebe rudarstva

2 Osobine užadi relativno mala masa po dužnom metru, velika nosivost i gipkost, omogućuju rad sa velikim brzinama jer rade mirno i bešumno, kod preopterećenja ili istrošenosti prekid ne nastupa naglo već postepeno. Primena: u rudarstvu, građevinarstvu, industriji nafte, mašinogradnji, brodogradnji, elektroprivredi itd.

3 Čelična užad u rudarstvupodzemna eksploatacija Čelična užad u rudarstvu obuhvataju užad za izvozna postrojenja, vazdušne i podzemne žičare, skrepere, svoznice, bagere, užetne bušilice za dubinsko bušenje itd. U praksi se najčešće koriste okrugla, pljosnata, zatvorena i polu-zatvorena čelična užad.

4 Čelična užad u rudarstvupovršinska eksploatacija površinski kopovi opremljeni su mašinama velikog kapaciteta za obavljanje osnovnog tehnološkog procesa otkopavanja, transporta, utovara i odlaganja jalovine i uglja, kao što su: rotorni bageri, bageri vedričari, transporteri sa gumenom trakom i odlagači. Pomoćna mehanizacija: dozeri, utovarivači, cevopolagači, skreperi, autodizalice, hidraulični bageri, bageri dreglajni itd.

5 Čelična izvozna užad užad za izvozna postrojenja: JUS C.H1.052 od okruglih čeličnih žica nazivne zatezne čvrstoće 1570MPa ili 1770MPa. Donja-balansirajuća užad izrađuju se prema standardu JUS C.H1.055 od okruglih čeličnih žica nazivne zatezne čvrstoće 1200MPa.

6 Konstrukcija izvoznih užadi a) b) Presek okruglog čeličnog užeta: a) konstrukcija užeta; 1) struk; 2) jezgro; b) pravilno merenje prečnika užeta

7 Konstrukcija i oznaka Tehničke karakteristike okruglih užadi konstrukcije wj+6(1+6+12) Broj žica Nazivni prečnik Poprečni metalni presek Masa Računska prekidna sila u [kn] pri nazivnoj čvrstoći od užeta žice [mm] [mm] [ mm 2 ] [ kg/m] [MPa] C wj+6(1+6+12) * Primenjuje se samo izuzetno * * Tehničke karakteristike okruglih užadi konstrukcije wj+6(1+9+9) Konstrukcija i oznaka H wj+6(1+9+9) Broj žica 114 užeta Nazivni prečnik jezgra žica unutr. sloja spolj. sloja Poprečni metalni presek Masa Računska prekidna sila u [kn] pri nazivnoj čvrstoći od [mm] [mm 2 ] [ kg/m] [MPa]

8 Proračun i izbor izvoznog užeta na oknu rudnika Koeficijent sigurnosti novog užeta za prevoz materijala oknima rudnika kreće se od 6 8, a najmanje 5. Koeficijent sigurnosti novog užeta namenjenog prevozu Ijudi oknima rudnika kreće se od 8 10, a najmanje 6.

9 Šematski prikaz izvoznog okna

10 Za proračun i izbor užeta potrebno je odrediti masu užeta po dužnom metru preko obrasca: gde je: Q - korisni teret izvoznog suda, kg Q1 - sopstvena masa izvoznog suda, kg Q2 masa spojnog pribora sa lancima, kg Rm - nazivna zatezna čvrstoća materijala žica, MPa μ - koeficijent sigurnosti užeta, H - dužina jedne razvijene strane užeta (od kotura na tornju do donjeg navozišta), H = Ho + h [m].

11 ISPITIVANJE ČELIČNIH UŽADI

12 Metode za ispitivanje čeličnih užadi ispitivanje nosivosti, odnosno zatezne čvrstoće pojedinih žica, ispitivanje nekih tehnoloških svojstava žice (previjanje, uvijanje) i ispitivanje zaštitnih prevlaka na žicama Za ispitivanje čeličnih užadi koriste se tri metode: 1. direktno ispitivanje, 2. magnetno-induktivna metoda i 3. indirektno ispitivanje.

13 Direktan način ispitivanja užadi Uzorak užeta sa raspletenim krajevima Uzorak užeta sa zalivenim krajevima Priprema uzorka užeta za zalivanje krajeva aralditom Uzorak užeta sa krajem omotanim mekom aluminijumskom žicom priprtemljen za presovanje

14 Ispitivanje užadi magnetnoinduktivnom metodom Uzdužni presek detektora Dijagrami dobijeni na oscilografu a) za uže bez promena; b) za uže sa prekinutim žicama detektora sa usmerivačem kroz koji se provlači ispitivano uže, pojačivača i oscilografa, digitalnog brojača impulsa, baterija za pobudu od 2 12 V, razvodne kutije, kablova.

15 Prednosti uređaja na principu magnetne indukcije Nove konstrukcije magnetno-induktivnih aparata omogućuju: - Lako prepoznavanje simbola za registrovanje greške na užetu. - Moguće je otkrivanje iste greške više puta nezavisno od smera kretanja užeta i proteklog vremena. - Visoka jačina magnetnog polja omogućuje otkrivanje greške u unutrašnjosti užeta (po dubini). - Visoka osetljivost instrumenata omogućuje registrovanje prekida žica prečnika 0,1% ukupnog preseka užeta. - Lako se registruju mesta korozije i mesta sa izraženim habanjem. - Postoji mogućnost dvostrukog registrovanja greški sa dva različita ispitna kalema: po poprečnom preseku (prečniku) užeta i po dužini užeta. - Brzina kretanja užeta pri ispitivanju je 0,5 3m/s, što se registruje na tahometru sa skalom. - S obzirom na lako registrovanje greški na dijagramima, može se brojčano izraziti broj prekinutih žica i njihov položaj na užetu.

16 Indirektan način ispitivanja užadi a) Nazivni prečnik žice b) Broj naizmeničnih previjanja žice c) Zatezna čvrstoća žice d) Prekidna sila užeta e) Ocena kvaliteta žica

17 Nazivni prečnik žice Intervali nazivnih prečnika za gole i pocinkovane žice Nazivni prečnik, [mm] Intervali, [mm] 2,0 0,05 > 2,0 0,1 Dozvoljena tolerancijska odstupanja nazivnih prečnika žice Dozvoljena odstupanja, [mm] Nazivni prečnik žice d, [mm] Gola i pocinkovana vučena žica kvaliteta B Pocinkovana žica kvaliteta A 1,0 d < 1,6 ± 0,02 ± 0,04 1,6 d < 2,4 ± 0,03 ± 0,05 2,4 d < 3,5 ± 0,03 ± 0,05

18 Broj naizmeničnih previjanja žice Uređaj za naizmenično previjanje žice: 1) valjci za naizmenično previjanje; 2) stega za žicu; 3) ručica za stezanje žice u valjcima; 4) brojčanik za registrovanje broja naizmeničnog previjanja žice

19 Najmanji broj naizmenicnih previjanja za žice iz užeta Najmanji broj naizmenicnih previjanja Nazivni Poluprecnik Za gole i pocinkovane Za pocinkovane žice precnik valjka za žice, d previjanja vucne žice kvaliteta kvaliteta B A [mm] [mm] ,0 2, , , ,3 3, , , , , ,8 5, , , , , , , , ,50 2, , , , ,0 9 g 7 7 3, , ,3 10, , ,

20 Zatezna čvrstoća žice Dozvoljeno odstupanje nazivne zatezne čvrstoće Nazivni prečnik žice d, [mm] Dozvoljena odstupanja nazivne zatezne čvrstoće, [N/mm 2 ] 1,0 d < 1, ,5 d < 2,0 290 d 2,0 260

21 Prekidna sila užeta Stvarna prekidna sila užeta je maksimalna sila dobijena pri ispitivanju užeta do kidanja direktnom metodom. Nazivna (računska) prekidna sila užeta je računska sila dobijena kao proizvod nazivnih poprečnih preseka svih žica i nazivne zatezne čvrstoće svih žica u užetu. Stvarna zbirna prekidna sila užeta je zbir prekidnih sila pojedinih žica u užetu dobijenih pri zateznom ispitivanju svih žica užeta indirektnom metodom. Nosivost užeta je razlika stvarne zbirne prekidne sile užeta i zbira zateznih sila "žica koje ne odgovaraju". Nosivost užeta služi za izračunavanje koeficijenta sugurnosti.

22 Ocena kvaliteta žica Žice koje ne odgovaraju: sve okrugle žice u užetu čije su vrednosti zatezne čvrstoće ispod nazivne zatezne čvrstoće žica ili iznad gornjih graničnih vrednosti za zateznu čvrstoću, sve žice u užetu koje pri ispitivanju naizmeničnog previjanja nisu zadovoljile uslov minimalnog broja previjanja, sve žice u užetu čiji je prečnik manji od 1 mm, sve žice metalnog jezgra užeta.

23 Ocena kvaliteta žica da najviše 5% svih žica u užetu ima odstupanje prečnika žice za 50% od vrednosti dozvoljenih odstupanja prema odgovarajućoj tabeli, da najviše 5% svih žica ima vrednost za naizmenično previjanje ispod najmanjih datih u odgovarajućoj tabeli, da najviše 3% svih žica ima vrednost za zateznu čvrstoćtu ispod donjih ili iznad gornjih graničnih vrednosti prema odgovarajućoj tabeli, da ukupan procenat svih žica sa navedenim manama ne prelazi 10%.

24 Podaci za ispitivano uže: Datum proizvodnje... Datum ugradnje (montaže)... Osnovni atest... Datum prethodnog ispitivanja i broj izveštaja... Proizvođač užeta... Nazivni prečnik užeta... [mm] Proizvodna dužina užeta... [m] Uže (levo, desno)... Konstrukcija užeta... Konstrukcija struka... Tip užeta po JUS C.H Vrsta i smer použavanja... Masa užeta po dužnom metru m... [kg/m ' ] Stanje površine žice (gola, pocinkovana)... Nazivna zatezna čvrstoća žica R m... [MPa] Računska prekidna sila užeta... [kn] Koeficijent sigurnosti užeta μ... 10,5 R μ = m Q + Q1 + Q2 (88) + H 0 + h m Karakteristike izvoznog postrojenja: Naziv okna... Tip izvozne mašine (sa bubnjevima, Koepe)... Dubina okna (od najnižeg položaja posude u oknu do odvozišta) H o... Visina od odvozišta do ose užetnjače na tornju h... Maksimalna masa materijala u posudi Q... Masa izvozne posude sa vratima Q 1... Masa spojnog pribora sa lancima Q 2... Maksimalno dozvoljen broj ljudi u posudi... [m] [m] [kg] [kg] [kg] Mereni podaci za ispitivano uže: Mereni prečnik užeta... Dužina koraka strukova... Pletenje užeta (istosmerno, unakrsno)... Kvalitet vlaknastog jezgra... [mm] [mm]

25 Zadatak 5. Metodom indirektnog ispitivanja proveriti čelično izvozno uže koje je bilo u eksploataciji na desnom košu u oknu rudnika "Rudnik". Konstrukcija i tehničke karakteristike ispitivanog užeta su: datum proizvodnje : god. datum ugradnje : god. osnovni atest: CH od god. datum predhodnog ispitivanja : god. broj izveštaja : 447 / 1 proizvođač užeta : "Novkabel" - metalna užad Novi Sad nazivni prečnik užeta : 24 [mm] proizvodna dužina užeta : L = 240 [mm] uže (levo, desno) : desno konstrukcija užeta : Wj + 6 ( 9+9+1) tzv. STEEL konstrukcija struka i prečnici žica : - spoljni sloj d 1 = 1,90 [mm] - unutrašnji sloj d 2 = 1,10 [mm] - jezgro d j = 2,20 [mm] tip užeta: C.H1.052 JUS vrsta i smer použavanja : i uže i struk sa leva na desno (istosmerno desno z/ Z ) masa užeta po dužnom metru : m = 2,14 [kg/m'] stanje površine žice : pocinkovana, vučena nazivna zatezna čvrstoća : R m = 1770 [MPa] računska prekidna sila : F rač 402 [k N] koeficijent sigurnosti: 6 a) Oceniti kvalitet žica iz užeta na osnovu zahteva koje propisuju : Pravilnik po tehničkim normativima pri prevozu ljudi i materijala u oknima rudnika i JUS-u C.H Dati zaključak da lije ispitivano uže zadovoljavajućeg kvaliteta da se može i dalje koristiti za izvoz i transport materijala i prevoz ljudi.

26 Tabela 1. Rezultati pojedinačnih ispitivanja žica u užetu Red. br.žic e Izmeren i prečnik Broj previjanj a I struk II struk III struk Sila Zat ezn Izmeren Broj Sila Zat ezn Izmeren Broj kidanj a i previjanj kidanj a i previjanj a čvrstoć prečnik a a čvrstoć prečnik a Sila kidanj a Zat ezna čvrstoć a i i [mm] [N] [MPa] [mm] [N] [MPa] [mm] [N] [MPa]

27 Red. br.žic e Izmeren i prečnik IV struk V struk VI struk Sila Zatezn Izmeren Broj Sila Zat ezn Izmeren Broj kidanj a i previjanj kidanj a i previjanj a čvrstoć prečnik a a čvrstoć prečnik a Broj previjanj a Sila kidanj a Zat ezna čvrstoć a i i [mm] [N] [MPa] [mm] [N] [MPa] [mm] [N] [MPa] Mereni podaci ispitivanog užeta: Mereni prečnik užeta... 23,3 mm Dužina koraka mm Pletenje užeta... istosmerno desno (z/ Z) Kvalitet vlaknastog jezgra...oštećeno, slabo podmazano

28 Tabla 2. Rezultati ispitivanja po slojevima u struku Sloj Mereni prečnici I struk II struk III struk Broj previjanja Σ sila Mereni prečnici Broj Σ sila Mereni prečnici Broj kidanja previjanja kidanja previjanja Proseč. zat. čvrst. R pp =ΣR p /n Proseč. zat. čvrst. R pp =ΣR p /n Σ sila kidanja Proseč. zat. čvrst. R pp =ΣR p /n [mm] [N] [MPa] [mm] [N] [MPa] [mm] [N] [MPa] jezgro Sloj Mereni prečnici IV struk V struk VI struk Broj previjanja Σ sila Mereni prečnici Broj Σ sila Mereni prečnici Broj kidanja previjanja kidanja previjanja Proseč. zat. čvrst. R pp =ΣR p /n Proseč. zat. čvrst. R pp =ΣR p /n Σ sila kidanja Proseč. zat. čvrst. R pp =ΣR p /n 1 2 [mm] [N] [MPa] [mm] [N] [MPa] [mm] [N] [MPa] jezgro Sloj Nominalni prečnik Poluprečnik valjka za previjanje Tabela 3. Rezultati ispitivanja po slojevima u užetu Mereni prečnik žice Broj previjanja Prosečna prekidna sila Prosečna zatezna čvrstoća Zbirna prekidna sila [mm] [mm] [mm] [N] [MPa] [N] [kn] jezgro Σ

29 Ocena kvaliteta žica Žice iz užet a su odgovarajućeg kvaliteta ako su posle ispitivanja ispunile sledeće zahteve: a) da najviše 5% svih žica u užetu ima odstupanje prečnika žice za 50% od vrednosti dozvoljenih odstupanja nazivnih prečnika žice prema tabeli 30. (v. Praktikum-Metode ispitivanja-str.103). b) da najviše 5% svih žica ima vrednosti za naizmenično previjanje ispod najmanjih prema tabeli 31 (v. Praktikum-Metode ispitivanja-str.104). c) da najviše 3% svih žica ima vrednosti za zateznu čvrstoću ispod donjih ili iznad gornjih graničnih vrednosti prema tabeli 32. (v. Praktikum-Metode ispitivanja-str.103). d) da ukupan procenat svih žica sa navedenim manama ne prelazi 10%. Ako žice iz užeta pri ispitivanju po bilo kojoj od navedenih tačaka ne ispunjavaju pomenute zahteve, smatra se da uže nije zadovoljavajućeg kvaliteta i ne sme se koristiti za prevoz ljudi i materijala u oknu rudnika. Rešenje: Ocena kvaliteta žica na osnovu rezultata laboratorijskog ispitivanja. Napomena: uže ima 114 žica. 1) Kriterijum nazivnog prečnika žica - Dozvoljeno tolerancijsko odstupanje za gole i pocinkovane žice, vezano za nazivni prečnik, iznosi: Prečnik Tolerancija Opseg d 1 = 1,90 [mm] (± 0,03) [mm] 1,87 d 1 1,93 d 2 = 1,10 [mm] (±0,02) [mm], 1,08 d 2 1,12 d j = 2,20 [mm] (± 0,03) [mm] 2,17 d j 2,23 Na osnovu laboratorijskog ispitivanja iz tabele 1. vidimo da ovaj kriterijum ispunjavaju sve žice užeta.

30 2) Kriterijum broja naizmeničnog previjanja - Minimalni broj naizmeničnog previjanja za pojedine prečnike žica iznosi: Prečnik Minimalni broj previjanja d 1 = 1,90 [mm] 11 d 2 = 1,10 [mm] 19 d j = 2,20 [mm] 15 Ovaj kriterijum ne zadovoljavaju tri žice iz užeta : I struk : žica 4 II struk: žica 5 VI struk : žica 9 Procenat: 3/ 114x100%=2.63%<5% 3) Kriterijum zatezne čvrstoće užeta Prečnik Odstupanje Opseg d 1 = 1,90 [mm] R 2060 d 2 = 1,10 [mm] R 2090 d j = 2,20 [mm] R Minimalna čvrstoća žica koja je ujedno i nazivna zatezna čvrstoća je R min =1770 [MPa]. Žice koje imaju manju čvrstoću od nazivne zatezne čvrstoće R< R min su: II struk : žica 11 III struk: žica 16 Procenat: 2/ 114x100%=1.75% - Maksimalna zatezna čvrstoća limitirana je dozvoljenim odstupanjima. Ovaj kriterijum ne ispunjavaju 1 žica iz užet a ( R > Rmax ): III struk: žica 9 Procenat: 1/ 114x100%=0.88% Ukupno: 1.75%+0.88%=2.63%<3%

31 Uzimajući sve kriterijume u obzir vidimo da ukupno 6 žica ne ispunjava tražene zahteve, a to u odnosu na celo uže iznosi: ( 6/ 114)x100% = 5.26%, što zadovoljava kriterijum da broj žica sa manama ne prelazi 10%. Na osnovu podataka iz tabele 1. koji su sumirani u tabeli 3. vidimo da je izmerena zbirna prekidna sila užeta : ΣF = [k N Prekidna sila 6 žica koje ne ispunjavaju uslove standarda je : ΔF 6 = kn] Stvarna nosivost užeta : F st = ΣF - ΔF 6 = 419,32 kn Koeficijent sigurnosti užeta u odnosu na stvarnu nosivost: µ s = (F st µ)/ ΣF rač = ( )/ 402=6.65 Zaključak: Na osnovu JUS.C.H1.030 i Pravilnika o tehničkim normativima pri prevozu ljudi i materijala oknima rudnika dozvoljeno je da ukupan procent svih žica sa manama ne prelazi 10%. Uzimajući u obzir ovo, vidimo da u našem slučaju 5.26% svih žica ne ispunjava tražene uslove, što je manje od 10%, pa konstatujemo : Na osnovu retultata laboratorijskog ispitivanja desno čelično uže rudnika "Rudnik" konstrukcije Wj + 6 (9+9+1) zadovoljava zahteve JUS-a JUS.C.H1.030 i Pravilnika o tehničkim normativima pri prevozu ljudu i materijala oknima rudnika, pa se može koristiti u oknu rudnika "Rudnik" za izvoz i prevoz ljudi.