Розглянуто динамічні напруги, що виникають в канаті у разі багатошарової навивки на барабан. Розраховано та виведено графіки відхилення перетину каната від положення рівноваги, виникаючих напруг під час переходу каната з шару в шар і визначено вплив діаметра каната на динамічну напругу.

Розглянуто проблеми, які виникають під час роботи канатних барабанів, особливо шахтних, і надано власне пояснення незадовільної їх роботи. Проведено уточнюючий розрахунок обичайки барабану, яка підкріплена кільцями жорсткості з урахуванням місця установки кілець і їх жорсткості.

Розглянуто питання стійкості оболонки кранового барабана з використанням енергетичного методу. Одержані рішення дозволяють оцінити стійкість оболонки реального барабана з урахуванням його геометричних і силових параметрів.

Подано результати дослідження канатних барабанів, проведено аналіз сучасних розрахунків, які використовуються в конструкторській практиці, в навчальній та довідниковій літературі, вказано їх основні недоліки. Розроблено новий уточнений метод розрахунків канатних барабанів, який дозволяє врахувати такі важливі фактори як силу тертя між канатом і барабаном, вплив геометричних параметрів, характер звивання та жорсткості канату, нерівномірність навантаження обичайки барабану, геометричні відхилення обичайки барабану тощо. Розглянуто навантаження лобовини барабана за багатошарової навивці канату.

Розглянуто застосування методу інтерлінації, а саме, параболічних сплайнів Суботіна для будування графіка прогину обичайки канатного барабана під дією каната.

Вирішено проблему циліндричної оболонки канатного барабана, що знаходиться під дією асиметричного навантаження, за допомогою залежності Ейлера для варіаційної задачі.

Розглянуто визначення навантаження на ходове колесо вантажного візка за допомогою експериментального методу та зроблено порівняння з розрахунковими даними.

Розглянуто економічну обгрунтованість впровадження нових методів розрахунку канатних барабанів, що надає можливість зменшити їх металоємність, і відповідно, вартість.

Розглянуто питання визначення натягнення каната, який навивається на барабан, з урахуванням коефіцієнта тертя, геометричних розмірів барабана та каната, а також їх пружних характеристик. Показано, що дійсні напруження є набагато меншими, ніж ті, що приймалися раніше.

Вирішено актуальну науково-технічну проблему обгрунтованого методу розрахунку канатного барабана з урахуванням сил тертя між канатом і барабаном і впливу геометричних і пружних характеристик каната та барабана, що дозволяє гарантовано забезпечити його міцність та стійкість, суттєво зменшивши за цього металомісткість барабана. Одержано нові теоретичні й експериментальні дані, які дозволили: розробити науково обгрунтовану методологію визначення напружень в обичайці канатного барабана з урахуванням змінного навантаження, визначити контактні напруження в зоні взаємодії каната та канавки барабана, довести шкідливість застосування підкріплюючих елементів для обичайки, розробити методику визначення критичного навантаження на барабан з урахуванням нерівномірності тиску для різних схем навантаження.

Прогин циліндричної оболонки одержано з урахуванням впливу жорсткості закріплення країв. Надано рішення оболонки, яка навантажена нерівномірним зовнішнім тиском.

Розглянуто питання контактних напружень, які виникають між ходовим колесом і рейкою. Зроблено висновок про зв'язок кількості циклів, які може працювати колесо, з напруженнями в зоні контакту.

Розглянуто питання коливань в головній балці мостового крана, які виникають під час пересування по мосту вантажного візка. Умовно прийнято, що маса, яка рівномірно розподілена по всій довжині балки, зосереджена в трьох точках, а саме всередині прольоту і двох крайніх точках. Проведено розрахунки з урахуванням умов встановлення рейкової колії на мосту крана та закону розподілення навантаження від дії ходових коліс, які пересуваються по головній балці мосту мостового крана. При цьому враховувалися характеристики балки, тобто її прогін, жорсткість перерізу та інтенсивність розподілення маси. За результатами розрахунків зроблено висновок про вплив характеристик балки на резонансний режим коливань в головній балці.

Рассмотрены вопросы колебаний в главной балке мостового крана, которые возникают при передвижении по мосту грузовой тележки. Условно принято, что масса, которая равномерно распределена по всей длине балки, сконцентрирована в трех точках, а именно в середине пролета и двух крайних точках. Были проведены расчеты с учетом условий установки рельсового пути на мосту крана и закона распределения нагрузки от действия ходовых колес, которые передвигаются по главной балке моста мостового крана. При этом учтены характеристики балки, то есть ее пролет, жесткость сечения та интенсивность распределения массы. По результатам расчетов сделан вывод о влиянии характеристик балки на резонансный режим колебаний в главной балке.

On the article consideration questions vibrations in main beam of bridge crane, which appears during the moving through the bridge of carry cart. It is taken as a condition, that mass which equally distributed on the whole of the length of the beam, is concentrated in three points, that are in the middle of a span and two border points. Follow the calculations with take into consideration conditionally placing of rail on crane bridge and the law distribution of loading from motion wheels which motion on beam. In this take into consideration characters of beam that is her span, hard of section and intensive distribution of mass in main beam/ It is made a conclusion about the influence of characteristic of beam on the resonance regime of vibration.

Наведено методи розрахунку основних елементів приводних барабанів стрічкових елеваторів. Розрахункові залежності одержані з урахуванням параметрів тягової здатності стрічково-барабанного механізму, що є вертикальною плоскопасовою передачею, для якої показниками працездатності є коефіцієнт тяги, дуга спокою та дуга ковзання. Розглянуто результати роботи, в якій визначено ці показники на основі дослідження пружного ковзання стрічки по барабану за допомогою аналізу скінченно-елементної моделі, яка була реалізована в програмному комплексі «ANSYS WORKBENCH» у частині розв'язання контактної задачі за умов руху з тертям. Також розглянуто, для порівняння, результати експериментальних досліджень, які викладенні в роботі, що присвячена визначенню критичного та робочого коефіцієнтів тяги для діючої норії з футерованим барабаном. Вище зазначені показники працездатності були використані для визначення діаметра барабана, для розрахунку елементів каркаса барабана, у вигляді білячої клітки, та для визначення товщини футеровки. Одержані розрахункові залежності можуть бути використані для проектування стрічкових елеваторів с гумовотканинними стрічками та тяговими пасами будь якої продуктивності та висоти.

Приведенные методы расчета основных элементов приводных барабанов ленточных элеваторов. Расчетные зависимости получены с учетом параметров тяговой способности ленточно-барабанного механизма, представляющего собой вертикальную плоскоременной передачу, для которой показателями работоспособности является коэффициент тяги, дуга покоя и дуга скольжения. Рассмотрены результаты работы, в которой определены эти показатели на основе исследования упругого скольжения ленты по барабану с помощью анализа конечно-элементной модели, которая была реализована в программном комплексе «ANSYS WORKBENCH» в части решения контактной задачи при движении с трением. Также рассмотрены, для сравнения, результаты экспериментальных исследований, изложенные в работе, посвященной определению критического и рабочего коэффициентов тяги для действующей нории с футерованнымм барабаном. Выше обозначенные показатели работоспособности были использованы для определения диаметра барабана, для расчета элементов каркаса барабана в виде беличьей клетки, и для определения толщины футеровки. Полученные расчетные зависимости могут быть использованы при проектировании ленточных элеваторов с резинотканевыми лентами и тяговыми ремнями любой производительности и высоты.

The methods of calculating the basic elements driving drums band elevators. Calculated obtained depending on the parameters of traction ability to band-drum mechanism represents a vertical flat belt drive for which figures are efficiency coefficient of traction arc and arc sliding peace. The results of the work in which these parameters are defined on the basis of the study of elastic slip tape on the drum through the analysis of finite-element model that has been implemented in a software system «ANSYS WORKBENCH» in the solution of the contact problem with friction during movement. Also considered for comparing experimental results that presentation of work which is devoted to defining and critical factors working draft for operating the elevatorwith lined drum. Higher efficiency indicators expressed were used to determine the diameter of the drum, to calculate the frame drum elements in the form of squirrel cage and to determine the thickness of the lining. The resulting design can be used depending on the design with rubber-band elevators ribbons and traction belts and performance of any height.

Проведено експериментальне дослідження динамічних навантажень, які виникають під час пересування звичайних ходових коліс і коліс з еластичними вставками, які розташована в ободі. Вставка має ступінчасту форму, яка входить в пази, нарізані на внутрішній поверхні колеса. Експериментальні дослідження проводились на холостих і приводних ходових колесах механізму пересування вантажного візка мостового крана. Для реєстрації вібрації коліс, які встановлені на візку крана були вибрані два вібродатчики Д 14, які були встановлені в корпус букси кранового колеса. Як показали експерименти, застосування коліс з еластичними вставками значно зменшує динамічні навантаження, і, тим самим, покращує роботу механізму пересування.

Рассмотрены экспериментальные исследования динамических загрузок, которые возникают при передвижении обычных ходовых колес и колес с эластичными вставками, которые расположены в ободе. Вставка имеет ступенчатую форму и входит в пазы, нарезанные на внутренней поверхности колеса. Экспериментальные исследования проводились на холостых и приводных колесах механизма передвижения грузовой тележки мостового крана. Для регистрации вибрации колес, которые установлены на тележке крана были выбраны два вибродатчика Д 14, установленные в корпусе буксы кранового колеса. Как показали эксперименты, применение колес с эластичными вставками значительно уменьшает динамические нагрузки и, тем самым, улучшает работу механизма передвижения.

In the article it is considered experimental studies of dynamic loadings, which appears during the moving of usual motion wheels and wheels with elastic inputs, which are situated in the rim. The input has steps form and goes into the hollow, cut in the inner side of surface of the wheel. The experimental studies were taken on the idle and on driving wheels of mechanism of moving load cart of bridge tap. For registration of vibration of the wheels which are installed on the cart of a crane were chosen two vibro dating mechanism D 14, installed in the corpus of buks of crane’s wheel. As experiments showed, the use of the wheels with the elastic inputs are much lessen dynamic loading which makes better the work of mechanism of moving.

Розглянуто процес пересування вантажного візка по мосту крана та навантаження, які виникають в рейках. При цьому не приймаються допущення, що навантаження постійне та діє тільки в момент контакту колеса та розглянутого перерізу рейки. Міцність і зносостійкість рейок визначається напругами в місцях передачі навантаження від коліс на рейку і напругами, які виникають за згину і кручення під дією нормальних, подовжніх і поперечних навантажень. Визначено, що на динаміку руху впливає метод укладки кранових рейок і прийняті при цьому допущення, на наш погляд, не завжди виправданні, а модуль основи потрібно визначати не властивостями баласту, а пружними властивостями матеріалу шпал. Проведені розрахунки дали змогу визначити, що зміни значення моментів згину, тиску та напружень згину за врахування функції приводять до динамічних навантажень і передаються на металоконструкцію крана, викликаючи його коливання.

Рассмотрен процесс передвижения грузовой тележки по мосту крана и нагрузки, возникающие в рельсах. При этом не принимаются допущения, что нагрузка постоянна и действует только в момент контакта колеса и рассматриваемого сечения рельса. Прочность и износостойкость рельсов определяется напряжениями в местах передачи нагрузки от колес на рельс и напряжениями, которые возникают при изгибе и кручении под действием нормальных, продольных и поперечных нагрузок. Определено, что на динамику движения влияет метод укладки крановых рельсов и принятые при этом допущения, на наш взгляд, не всегда оправданы, а модуль основания необходимо определять не характеристиками балласта, а упругими свойствами материала шпал. Проведенные расчеты позволили определить, что изменения значения моментов изгиба, давления и напряжений изгиба при учете функции приводят к динамическим нагрузкам и передаются на металлоконструкцию крана, вызывая его колебания.

The process of movement trolley on bridge crane and load arising in the rails. It is not accepted assumption that constant load and is only valid at the time of contact of the wheel and the rail section considered. The strength and durability of railsin areas determined by the voltage transfer loads from the wheels on the rail and stresses that occur in bending and torsion under normal longitudinal and transverse loads. It was determined that the momentum method affects laying crane rails and accepted with approval, in our opinion, does not always justify and module bases need not determine the properties of ballast and sleepers elastic properties of the material. Calculations made it possible to determine the changes mentioned points bending, pressure and bending stresses when accounting functions lead to dynamic loads and transferred to the metal structure of the crane, causing oscillations.

Розглянуто теоретичні дослідження, спрямовані на вивчення та визначення напружень в тришаровій циліндричній конструкції, з використанням заповнювального шару зі зменшеним модулем пружності по відношенню до зовнішнього та внутрішнього шарів. За проведення аналізу та теоретичного дослідження конструкції були взяті за основу патенти та технічна документація на вже існуючі конструкції ходових коліс з проміжним шаром, які використовуються в залізничному та міському транспорті (трамвай, метро), а також в останній час почали одержувати поширення у вантажопідйомних і транспортувальних машинах на промислових підприємствах. В результаті досліджень були встановлені залежності взаємних переміщень різних шарів трьохшарової циліндричної конструкції за прикладення до них радіального навантаження. Одержане рішення дозволяє визначити напружений стан циліндричної оболонки в залежності від геометричних і фізичних параметрів шарів, а також закону розподілення прикладеного навантаження.

Рассмотрены теоретические исследования, которые направлены на изучение и определение напряжений в трехслойной цилиндрической конструкции с использованием заполняющего слоя с уменьшенным модулем упругости по отношению к наружному и внутреннему слоям. При проведении анализа и теоретического исследования конструкции были взяты за основу патенты и техническая документация на уже имеющиеся конструкции ходовых колес с промежуточным слоем, которые используются в железнодорожном и городском транспорте (трамвай, метро), а также в последнее время начали получать распространение в грузоподъемных и транспортирующих машинах на промышленных предприятиях. В результате исследований были установлены зависимости взаимных перемещений различных слоев трехслойной цилиндрической конструкции при приложении к ним радиальной нагрузки. Полученное решение позволяет определить напряженное состояние цилиндрической оболочки в зависимости от геометрических и физических параметров слоев, а также закона распределения прилагаемой нагрузки.

The theoretical research that is aimed at studying and estimation of tensions in the cylindrical sandwich with using of the filling layer with reduced modulus of elasticity towards external and internal layers are studied. During analysis and theoretical research of construction the patents and technical documentation of already existing constructions of wheels with interlayer that in the rail and city transport (tram, subway) are using also at last time began become spreading in the hoisting machines and transport vehicles at the enterprises as base were took. In the research results the dependences of mutual movements of different layers of cylindrical sandwich during radial load application to them were established. Received solution allows to estimate the state of stress of the cylindrical shell depending on geometrical and physical parameters of layers and also of distribution law of applicable load.

Розглянуто питання визначення коливань в підкранових балках мостових кранів, які з’являються під час пересування мостових кранів з урахуванням діючого тиску, який виникає під підошвою рейки при опиранні рейки по всій довжині на масивний фундамент. Визначено формули частоти коливань, швидкості та прискорення, які виникають в підкранових балках з урахуванням ушкодження кранового шляху і ходової частини мостового крану, що базуються на експериментальних дослідженнях, виконаних на промислових зразках кранів. Оцінка цих величин та внесення необхідних корективів дозволить значно знизити навантаження в кінцевих балках під час проектування нових об'єктів та продовжити термін експлуатації діючих. Одержане рішення залежить від геометричних і пружних параметрів рейки і модуля основи, а також від бази крана і геометричних розмірів підкранової балки.

Рассмотрены вопросы определения колебаний в подкрановых балках мостовых кранов, которые возникают при передвижении мостовых кранов с учетом действующего давления, возникающего под подошвой рельса при опирании рельса по всей длине на фундамент. Определены формулы частоты колебаний, скорости и ускорения, которые возникают в подкрановых балках с учетом повреждения кранового пути и ходовой части мостового крана, основанные на экспериментальных исследованиях, выполненных на промышленных образцах кранов. Оценка этих величин и внесение необходимых корректив позволит значительно снизить нагрузку в конечных балках при проектировании новых объектов и продлить срок эксплуатации действующих. Полученные решения зависят от геометрических и упругих параметров рельсы и модуля основания, а также от базы крана и геометрических размеров подкрановой балки.

In article it is considered questions define of vibrations arise in up crane beam bridge crane at movement motion wheels with calculation acting pressure which appear under foot rail by based on foundation of all length. Define the formula often of vibration, speed and accelerations arise in up crane beam. Define the decision depend from geometrical and elastic parameters of rail and module of basis and also from base of crane and geometrical dimensions of up crane beam.

Наведено метод визначення к.к.д. і відносного ковзання для стрічково-барабанного механізму елеватора. Одержані залежності дозволяють побудувати криві зміни к.к.д. і відносного ковзання залежно від ступеня навантаження, яка визначається коефіцієнтом тяги. У сукупності ці криві є тяговою характеристикою стрічково-барабанного механізму, за якою можна оцінити працездатність, тобто роботу без пробуксовки і з максимальним к.к.д. Проаналізовано публікації, присвячені дослідженню тягової здатності приводних плоскопасової передач, а також публікація, в якій описано дослідження пружних переміщень стрічки по поверхні приводного барабана елеватора, в результаті якого одержано значення робочого, критичного і граничного коефіцієнтів тяги в залежності від стану поверхні барабана і модуля пружності стрічки. Результати цього дослідження стали основою розробки методу визначення значень к.к.д. і відносного ковзання. Наведено побудовану за цим методом тягову характеристику зернового елеватора продуктивністю 350 т / год і висотою 60 м. Аналіз результатів роботи дозволяє зробити висновок про те, що для ефективної роботи елеватора без пробуксовки і з високим к.к.д. необхідно використовувати тягові елементи з великим значенням модуля пружності і здійснювати ретельний контроль його натягу.

Приведен метод определения к.п.д. и относительного скольжения для ленточно-барабанного механизма элеватора. Полученные зависимости позволяют построить кривые изменения к.п.д. и относительного скольжения в зависимости от степени нагружения, определяемой коэффициентом тяги. В совокупности эти кривые представляют собой тяговую характеристику ленточно-барабанного механизма, по которой можно оценить работоспособность, т.е. работу без пробуксовки и с максимальным к.п.д. Проанализированы публикации, посвященные исследованию тяговой способности приводных плоскоременных передач, а также работа, в которой описано исследование упругих перемещений ленты по поверхности приводного барабана элеватора, в результате которого получены значения рабочего, критического и предельного коэффициентов тяги в зависимости от состояния поверхности барабана и модуля упругости ленты. Результаты этого исследования положены в основу разработки метода определения значений к.п.д. и относительного скольжения. Приведена построенная по этому методу тяговая характеристика зернового элеватора производительностью 350 т/ч и высотой 60 м. Анализ результатов работы позволяет сделать вывод о том, что для эффективной работы элеватора без пробуксовки и с высоким к.п.д. необходимо использовать тяговые элементы с большим значением модуля упругости и осуществлять тщательный контроль его натяжения.

A method for determining the efficiency and the relative sliding belt drum elevator mechanism. The obtained dependences allow us to construct curves of the change efficiency and the relative sliding depending on the degree of loading determined coefficient of traction. Together, these curves are characteristic traction belt drum mechanism by which to assess performance, ie, work without slip and with maximum efficiency Having considered the work devoted to the study of the traction capability of driving the flat gear, as well as a work in which to study the elastic movements of the tape on the surface of the drive pulley of the elevator, a result of which the value of working, critical and limiting factors of thrust, depending on the state of the surface of the drum and the elastic modulus of the tape . The results of this work form the basis for developing a method of determining the values of efficiency and the relative sliding. It provides built by this method traction characteristics of a grainelevator capacity of 350 t/h and a height of 60 m. Analysis of the results leads to the conclusion that for the effective operation of the elevator, without slip and with high efficiency, it is necessary to use traction elements with a higher modulus of elasticity and to closely monitor its tension.

Розглянуто контактну задачу взаємодії двох циліндрів, одним з яких є канат, а іншим – канатний барабан. Проаналізовано наукові дослідження Г. Герца, якому вдалося одержати загальне рівняння контактної задачі. Він показав, що розміри площини дотику залежать від навантаження і пружних властивостей матеріалів. Форма контактної площини визначається геометрією тіл дотику. У дослідженнях М. Н. Беляєва було значно спрощено рішення для багатьох технічних завдань та зведено його до більш прийнятного вигляду. В розглянутій схемі барабан прийнятий гладким, без нарізки гвинтової канавки, що суттєво змінює розрахунок. Визначено рішення контактуючих поверхонь і переміщень точок контакту. На підставі розглянутих досягнень Г. Герца та М. Н. Беляєва одержано рівняння для контактуючих поверхонь каната і барабана і прогину в точці контакту, що надало можливість уточнити розрахунки контактних напружень каната і барабана.

Рассмотрена контактная задача взаимодействия двух цилиндров, один из которых канат, а другой – канатный барабан. Проанализированы научные исследования Г. Герца, которому удалось получить общее уравнение контактной задачи. В котором показал, что размеры площади прикосновения зависят от нагрузки и упругих свойств материалов. Форма контактной площади определяется геометрией тел прикосновения. В исследованиях М. Н. Беляева было значительно упрощено решение для многих технических задач и приведено его к более приемлемому виду. В рассмотренной схеме барабан принят гладким, без нарезки винтовой канавки, которая существенно изменяет расчёт. Определены решения контактирующих поверхностей и перемещений точек контакта. На основании рассмотренных достижений Г. Герца и М. Н. Беляева получены уравнения для контактирующих поверхностей каната и барабана и прогиба в точке контакта, что дало возможность уточнить расчёты контактных напряжений каната и барабана.

In the article the contact problem of interaction between two cylinders, one of them a rope, and the other - the rope drum. Also we considered research H. Hertz who managed to get a general equation of the contact problem. Which shows that the size ofthe touch area depend on the load and the elastic properties of the materials. The shape of the contact area is defined by the geometry of the body touches. In studies, M. N. Belyaev has been greatly simplified solution for many of the technical problemsand led him to a more acceptable form. The considered scheme adopted smooth drum, without cutting helical groove, which substantially alters the calculation. Certain decisions of the contacting surfaces and the displacement of the contact points. Based on reviewing the achievements of H. Hertz and M. N. Belyaev equations were derived for the contacting surfaces of the rope and the drum and the deflection at the point of contact, which made it possible to clarify the calculations of contact stresses and rope drum.