Расчет многоподъемных установок со шкивами трения, страница 10

В работе предлагается заменить материал нижней части кузова скипа "Сталь 60" на материал с более высокими прочностными свойствами. Это обусловлено тем, что именно нижняя часть кузова сосуда подвергается как наибольшим статическим нагрузкам, так и динамическим в процессе разгрузки. В результате данного факта происходит интенсивный износ этой поверхности.

За счет замены нижней части кузова на материал, обладающий более высокой износостойкостью и прочностными характеристиками, осуществляется возможность увеличения скорости разгрузки полезного ископаемого или породы, что приведет к сокращению продолжительности паузы.

Этот материал должен соответствовать следующим условиям работы скипа:

1. Большой абразивный износ стенок кузова транспортируемым материалом.

2.  Коррозия металла, вследствие наличия в  стволе шахты агрессивных сред.

3. Деформация кузова от давления насыпного груза, значительно возрастающая с износом стенок кузова.

4. Местная деформация нижней части задней стенки кузова от ударов кусками полезного ископаемого.

Одним из материалов, который соответствует условиям работы скипа, является титан и его сплавы. Высокая коррозионная стойкость, коррозионно-механическая прочность, эрозионно-кавитационная стойкость, удельная прочность, износостойкость титана по сравнению со сталями, позволяют  использовать его в качестве заменяющего материала в конструкции сосуда.

Нижняя часть кузова сваривается из титановых листов электродуговой сваркой в инертных газах или в вакууме с подогревом, затем  крепится к основной части кузова болтами через фланцы. Разъемное соединение позволяет осуществлять замену нижней части кузова, когда она потеряет свои эксплуатационные качества в результате износа и деформации.

В целях ликвидации уступа между днищем рештака и наклон­ной стенкой емкостной части каркаса, а также повышения срока службы рештака возможно выполнение по­следних в виде одного целого, то есть днище рештака может быть продолжением наклонной стенки емкостной части каркаса.

Схема усовершенствованной нижней части кузова скипа 1СН11-1из титанового сплава ВТ 5 представлена на рис.2.2.1.

2.2.1. Отличительные достоинства титана и его сплавов от стали.

 Ниже приведен ряд достоинств титана и его сплавов применительно к конструкции скипа и условиям его работы.

1. Титан имеет меньший удельный вес, чем сталь почти в два раза. Плотность титана , плотность стали  (разница в 1,8 раз). За счет этого факта уменьшится масса скипа и как следствие концевая нагрузка.

2. В разнообразных атмосферных условиях титан является одним из самых стойких материалов. Проведенные Бомбергером в промышленной и морской атмосферах сравнительные испытания по скорости коррозии титана, алюминиевых сплавов, нержавеющих сталей, никель-медного сплава показали, что за пятилетний

срок на всех материалах, кроме титана, были обнаружены видимые продукты коррозии, тогда как образцы из титана даже не изменили блеска поверхности. На рис.2.2.1.1 приведены результаты испытаний. Высокая коррозионная стойкость титана обуславливает больший срок службы конструкции сосуда.

Рис.2.2.1.1. Результаты испытаний на коррозию

3. Большая износостойкость титана позволяет увеличить скорость разгрузки угля, что увеличивает производительность подъемной установки. На рис.2.2.1.2 и рис.2.2.1.3. приведены сравнительные характеристики на износостойкость титанового сплава ВТ5 и стали 60. Износостойкость титана больше износостойкости стали на 27%.

Таким образом, используя титан, соблюдается  ряд принципов усовершенствования скипа, приведенных в п.2.1.

Рис.2.2.1.2. Зависимость интенсивности износа сплава ВТ5 и стали 60 от удельной нагрузки.

 Рис.2.2.1.3. Зависимость интенсивности износа сплава ВТ5 и стали 60 от скорости.

В таблице 2.2.1.1 приведены механические свойства титанового сплава ВТ5.

Таблица.2.2.1.1. Механические свойства титанового сплава ВТ5.

Плотность, г/см3	Временное сопротивление, Мпа	Модуль упругости, Мпа	Относительное сужение, %	Относительное удлинение ,%	Ударная вязкость, кДж/м2
4,4	750-950	105000	30-45	10-15	300-600

2.2.2. Расчет массы облегченного скипа.