рус  eng  укр  pol 
 
 

Новости

 

Випробування стенду СТД2000

13.01.2006

Зростання вимог до ефективності, надійності і ресурсу механізованих кріплень зумовило появу європейського стандарту EN 1804:2001, що регламентує необхідні завдання, методи і параметри випробувань секцій кріплення. Новий стандарт Росії ГОСТ Р 52152-2003, що набув чинності з 2005 р., і проект стандарту СНД і України розроблені на базі вимог європейського стандарту.

Спільним для всіх зазначених документів є вельми істотне посилення вимог до надійності і ресурсу конструкції, а також – жорстка регламентація параметрів випробувань секцій механізованих кріплень.

Як основні загальні позиції можна виділити такі:

  • проведення випробувань статичної міцності секції та її вузлів під випробувальним навантаженням Рі = 1,2 Рном, де Рном – номінальна навантаження;
  • випробування секції під дією не тільки симетричного, але й асиметричного навантаження, під час якого у вузлах секції виникають напруги вигину і крутіння, що призводить до дуже значного (в 3-6 разів) зростання еквівалентних напружень у низці вузлів;
  • випробування секції під дією циклічних навантажень, величина яких коливається в діапазоні 0,25:1,05 Рном, при цьому загальна кількість циклів навантаження може складати 10000:30000 циклів;
  • випробування секції при одночасній дії вертикального і горизонтального навантаження (яка складає 30% від вертикального), що в низці випадків призводить до значного збільшення напруг у вузлах секції.

Крім того, встановлено вимоги до робочого опору кріплення, диференційовані за трьома типами покрівлі та робочої потужності пласта. У них, відповідно до світових тенденцій будівництва кріплення, істотно підвищено показники робочого опору кріплення порівняно з чинним раніше стандартом. Із урахуванням сказаного стає очевидною актуальність наявності у фірм-виробників механізованих кріплень випробувального стенду з функціональними і силовими характеристиками, що відповідають новим європейському, російському та українському стандартам.

Проведений співробітниками інституту «Дондіпровуглемаш» аналіз зазначених стандартів, наявних конструкцій випробувальних стендів і наукових досліджень із цієї тематики дозволив встановити таке.

Порівняльна характеристика стендів для випробування механізованих кріплень.

Параметр

Німеччина "DBT"

Чехія "OSTROJ"

США "MRS"

Польща "KOMAG"

Україна "СТД"

Режим вертикального навантажування

пасивне

пасивне

активне

активне

активне

Зусилля вертикального навантажування, тс

2000


1360

1600

1950

Режим горизонтального навантаження

пасивне

пасивне

активне

активне

активне

Зусилля горизонтального навантаження, тс

600


720

450

585

Максимальна висота випробовуваної секції, м

5



4,8

6


Під час розробки випробувального стенду СТД було поставлено завдання забезпечення роботи стенду в "активному" режимі горизонтального і вертикального навантаження при випробуваннях секцій заввишки 0,6-6,0 м, призначених для роботи на пластах з усіма типами покрівель за стандартами.

Запропоновано конструктивне рішення стенду, базою якого є жорстка каркасна конструкція колонади. Конструктивне виконання колонади стенду являє собою коробчасту конструкцію, що включає основу "1" зі встановленими на ній у два ряди шістьма колонами "2" П-подібного перетину. Колони кожного з рядів з'єднані між собою за допомогою коробів і листів, утворюючи цілісну металоконструкцію, призначену для сприйняття вертикальних і горизонтальних зусиль і згинальних моментів. Рухоме перекриття стенду "3" розміщене над основою, а його напрямні кронштейни "4" знаходяться всередині кожної колони. У напрямних кронштейнах перекриття розміщені циліндри гідродомкратів вертикального навантаження "5", штоки яких шарнірно встановлені в колонах "2". На основі стенду розташовується платформа "6", встановлена ​​на роликоопорах із можливістю переміщення по основі і приймальному майданчику "7". Платформа призначена для розміщення секцій кріплення. На кронштейнах основи встановлені гідродомкрати горизонтального навантаження "8" із можливістю силової взаємодії з платформою "6". На приймальному майданчику "7" розміщено гідравлічний поліспастний механізм "9", що переміщає платформу під час встановлення секції в стенді і виведення її з стенду.

Із метою забезпечення необхідних параметрів міцності стенду було розроблено його просторову комп'ютерну модель і проведено дослідження роботи стенду загалом і окремих його вузлів у різних режимах навантаження. Дослідження моделі проводилися на базі методу скінченних елементів із використанням програмного пакета Visual Nastran.

Робота випробувального стенду СТД здійснюється таким чином. Секція кріплення встановлюється на платформі, що знаходиться на приймальному майданчику. При цьому між основою секції і платформою у разі необхідності встановлюються підкладки для реалізації заданої схеми навантаження. Можливим є також встановлення проставок на перекритті секції для реалізації відповідних схем навантаження. У разі необхідності проведення замірів і реєстрації навантажень, що діють на секцію (зокрема – при визначенні опору секції), встановлюються проставки-тензоопори.

Зміна висоти стенду проводиться покроково: за допомогою почергового переставлення опорних коромисел кожного з гідродомкратів вертикального навантажування за допомогою важільного механізму спеціальної конструкції і подальшого переміщення цими гідродомкратами перекриття стенду.

За допомогою поліспастного механізму платформа з секцією встановлюється в стенді. Для здійснення двонаправленого впливу на секцію штоки гідродомкратів горизонтального навантаження з'єднуються з платформою. Робиться початкове вертикальне розпирання секції в перекриття стенду допомогою розсунення її гідростійок. У разі необхідності проводиться початкове горизонтальне розпирання секції гідродомкратами горизонтального навантаження з упором перекриття секції в кронштейн перекриття стенду.

Застосування активного вертикального навантаження на секції здійснюється подаванням робочого тиску в шість або чотири гідродомкрати вертикального навантаження (залежно від необхідного зусилля). Величина активного горизонтального зусилля, що діє на секцію, визначається регульованим тиском у поршневій порожнині гідродомкратів горизонтального навантаження. Можливим є також створення навантаження за допомогою підведення необхідного робочого тиску в гідростійки секції кріплення через мультиплікатор (пасивний режим). Системою електрогідрокерування забезпечується можливість створення режиму циклічного навантаження секції в режимі пульсуючого навантаження, що знаходиться в діапазоні 0,25:1,05 * Рном. У процесі навантаження здійснюється контроль деформації і зусиль у вузлах і елементах випробовуваної секції за допомогою спеціальних датчиків.

Система електрогідрокерування стендом виконує керування, контроль і реєстрацію результатів у процесі всіх здійснюваних операцій. Інформація, що надходить від датчиків, розміщених на стенді, збирається й обробляється промисловим комп'ютером за допомогою спеціального програмного й апаратного забезпечення. Візуалізація отриманої інформації здійснюється на моніторі комп'ютера. Однією з функцій системи керування є перевірка відповідності низки контрольних параметрів встановленим нормативам і аварійна зупинка операцій у разі виникнення неприпустимих відхилень.

До числа контрольованих і реєстрованих параметрів входять:

  • тиск у робочих порожнинах гідродомкратів вертикального та горизонтального навантаження, а також гідродомкратів важільних механізмів;
  • тиск у магістралях напору і зливання;
  • величина і швидкість переміщення гідродомкратів вертикального навантаження;
  • величина зусиль у тензоопорах;
  • показники датчиків деформації і зусиль у вузлах секції;
  • показники датчиків кінцевого положення важільних механізмів та ін.

Підбиваючи підсумок сказаного, необхідно вказати на таке:

  • Стенд СТД є в наразі єдиним випробувальним стендом на території СНД, що дозволяє провести випробування секцій механізованих кріплень у повному обсязі вимог стандартів.
  • За сукупністю функціональних і силових характеристик, широтою робочого діапазону випробовуваних секцій стенд СТД перевершує наявні світові аналоги, забезпечуючи, зокрема, активне вертикальне і горизонтальне навантаження секцій кріплення заввишки 0,6:6 м із максимальним вертикальним зусиллям 19500 кН.
  • Створення стенду СТД відкриває широкі можливості для проведення науково-дослідних та експериментальних робіт необхідних для розробки і тестування нових конструкцій механізованих кріплень.
  • Стенд СТД забезпечує можливість проведення випробувань секцій кріплення в максимально широкому діапазоні схем і параметрів навантажування з реєстрацією всіх показників, необхідних для визначення та підтвердження характеристик міцності кріплення, що визначають її експлуатаційну надійність і ресурс.
  • У вересні 2005 р. стенд СТД, розроблений інститутом Дондіпровуглемаш і виготовлений ВАТ "Дружківський машинобудівний завод", пройшов попередні випробування й отримав державну атестацію.

Возврат к списку