The issues of fatigue wear of steel ropes for mining shaft hoists

W artykule omówiono problematykę zmęczeniowego zużycia stalowych lin nośnych wykorzystywanych w górniczych wyciągach szybowych. Ponadto Autorzy przedstawili analizę oraz metody analizy badań zużycia stalowych lin nośnych wyciągowych wraz z zużyciem korozyjnym lin. Bardzo istotnym elementem artykułu jest przedstawienie metod przedwczesnego zapobiegania zużycia lin nośnych wyciągowych.This paper presents the problem of fatigue wear of steel lifting ropes used in mining shaft hoists. In addition, the authors presented the analysis and methods of analysis of the wear tests of steel lifting ropes together with the corrosive wear of ropes. The very important element of this paper is the presentation of methods of premature prevention of wear of hoisting ropes

Mobile test stand validation for measuring friction coefficient of carrying rope with friction lining

The article presents the problem of friction between the rope and the friction liner of a mining hoist very important for the safety of human transport. The friction linings approved for use in the Polish mining industry and their basic mechanical properties are presented. Laboratory and operational methods of friction feedback are described. This article presents an innovative mobile research stand developed at the Department of Mining Mechanization and Robotisation. The mobile test stand validation was presented

Zagadnienie wielowarstwowego nawijanie lin na bębny górniczych wyciągów szybowych

In paper development of methods of multi-layer winding of ropes on cylindrical drums of mine hoisting machines (winders) was presented. Methods of winding ropes on smooth drums and drums with grooved linings were discussed. There was presented helical and parallel winding of ropes, and the most preferred in global technique of winding of ropes on drums with LeBus lining in synchronous LeBus version, and asynchronous LeBus version, in which the grooves are incise on sections, as parallel and skew grooves. Based on the literature review and experience in use of different methods of multi-layer winding of ropes, especially of LeBus method, abroad and in country, general requirements for their use are presented.W opracowaniu przedstawiono rozwój metod wielowarstwowego nawijania lin na bębny cylindryczne maszyn górniczych urządzeń wyciągowych. Omówiono metody nawijania lin na bębny gładkie i bębny z wykładzinami rowkowanymi. Przedstawiono nawijanie lin spiralne, nawijanie równoległe oraz najbardziej preferowane w technice światowej nawijanie lin na bębny z wykładziną LeBus w wariancie LeBus synchroniczny i LeBus asynchroniczny, w których rowki są nacięte odcinkowo jako rowki równoległe i skośne. Na podstawie przeglądu literatury oraz doświadczeń w stosowaniu różnych metod wielowarstwowego nawijania lin za granicą i w kraju, szczególnie metody LeBus przedstawiono ogólne wymagania co do ich stosowania

Wyznaczanie współczynnika sprzężenia ciernego liny o powierzchniowym styku drutów z wykładziną cierną

W artykule przedstawiono historię rozwoju konstrukcji lin stalowych z uwzględnieniem lin o powierzchniowym styku zwanych linami kompaktowanymi. Podano ich zalety i wady oraz omówiono zasadę pracy. Dokonano także przeglądu wybranych badań własności mechanicznych lin kompaktowych z prezentacją ich wyników. Następnie przedstawiono metodykę oraz wyniki badania współczynnika tarcia kinetycznego stalowej liny kompaktowanej o wykładzinę Modar R3/Mz. Badania przeprowadzono na specjalistycznym stanowisko i objęły one swoim zakresem dwie wartości siły nacisku liny na wykładzinę

Badania termomechanicznej niestabilności hamulców przemysłowych

This paper presents disc brake surface temperature field measurements, during emergency braking in real industrial conditions, by means of the thermovision infrared camera. The temperature field assessment enables the verification of the numerical modelling of the brake performance in the succeeding step. The experimental part of the research also covers tribological testing on the coefficient of friction between the friction brake material (brake pad) and steel (brake disc) in laboratory conditions on a tribotester which satisfied the similarity criteria with the mine winder hydraulic disc brake. The tribological characteristic of the friction couple, including the kinetic and static coefficients of friction, were determined for use in the finite elements analysis (FEA) of the brake thermo-mechanical instability (TMI) problem. In the numerical part of this work, the FE modelling technique was used to simulate the brake interface hot spotting and the axial disc distortion as a function of the geometrical and material properties of the brake elements and the brake’s operational conditions. The critical speed above which TMI would occur was calculated for the analysed mine winder brake system. A FE method was used to find the temperature distribution and the resulting thermal stresses and distortions in the brake discs. The disc division into various numbers of sections was numerically tested for the division’s effect on thermal stress reduction and axial distortions.Artykuł przedstawia wyniki badań rozkładu temperatur na powierzchni tarczy hamulcowej w czasie hamowania awaryjnego maszyny z użyciem kamery termowizyjnej. Uzyskane wyniki umożliwiły weryfikację obliczeń numerycznych tego procesu hamowania. Przedstawiono także badania tribologiczne charakterystyki ciernej pary hamulcowej, czyli materiału okładziny hamulcowej i materiału tarczy hamulcowej. Badania tribologiczne wykonano na stanowisku spełniającym najważniejsze kryteria podobieństwa do hamulca tarczowego maszyny wyciągowej. Uzyskane wartości współczynników tarcia kinetycznego i statycznego były wykorzystane następnie w modelowaniu numerycznym termomechanicznej niestabilności analizowanego hamulca i wyznaczeniu krytycznej prędkości początkowej, powyżej której system staje się niestabilny. Obliczenia numeryczne obejmowały także wyznaczenie naprężeń termicznych w tarczy, deformacji osiowej tarczy oraz wpływu podziału tarczy na segmenty na naprężenia i jej deformacje osiowe

Issues of friction coupling carrier rope – friction lining

Artykuł przedstawia zagadnienie sprzężenia ciernego występującego między liną nośną a wykładziną cierną koła pędnego wyciągu górniczego bardzo istotnego z uwagi na bezpieczeństwo transport ludzi. Przedstawiono dopuszczone do stosowania w polskim górnictwie wykładziny cierne oraz ich ogólną charakterystykę. Opisano laboratoryjne oraz eksploatacyjne metody wyznaczenia sprzężenia ciernego. Artykuł przedstawia opracowane w Katedrze Mechanizacji i Robotyzacji Górnictwa mobilne stanowisko badawcze.The article presents the problem of friction between the rope and the friction lining of a mining hoist very important for the safety of human transport. The friction linings approved for use in the Polish mining industry and their basic properties are presented. Laboratory and operational methods of friction feedback are described. This article presents an innovative mobile research stand developed at the Department of Mining Mechanization and Robotisation

Determination of similarity range of elastic energy absorbed by shaft artificial bottom

W pracy przedstawiono metodę wyznaczania skali podobieństwa modelowego – kU energii sprężystej przejętej przez sztuczne dno szybu. Stosując metodę analizy wymiarowej określono energię sprężystą w postaci funkcji wykładniczej, której argumentami są trzy bezwymiarowe liczby kryterialne. Wartość wykładnika potęgowego – z, charakteryzującego tą funkcję wyznaczono analizując wyniki obliczeń dla trzech modeli MES sztucznego dna szybu, różniących się między sobą cechami geometrycznymi. Wyznaczona zależność skali podobieństwa modelowego – kU od skal podobieństwa geometrycznego obiektu rzeczywistego i modelu umożliwi opracowanie kryteriów podobieństwa modelowego, charakteryzujących uderzenie spadającego ciała o sztuczne dno szybu.The method for determination of the model similarity range – kU of elastic energy absorbed by the artificial shaft bottom is presented. Using the dimensional analysis, the elastic energy was given in a form of exponential function with three dimensionless criteria numbers as the independent variables. The exponent – z, which characterizes the function, was determined basing on analysis of calculation results from three FEM models of shaft artificial bottom, which differed in geometric features. Determined correlation of the model similarity range - kU with geometric similarity ranges of the real object and model will enable to develop the criteria of model similarity, which can characterize the impact of falling object on the shaft artificial bottom

Some aspects of IR temperature measurements of a disc during experimental investigations of disc brakes

Przedstawiono wybrane wyniki badań hamulca tarczowego na stanowisku laboratoryjnym. W trakcie doświadczeń mierzone były główne parametry procesu hamowania oraz rozkłady temperatury w klocku i na powierzchni tarczy hamulcowej za pomocą kamery termowizyjnej. Zebrane dane pomiarowe stanowią materiał do weryfikacji modeli matematycznych przy numerycznej symulacji działania tego typu hamulców. Głównym tematem tej pracy jest analiza zmian współczynnika emisyjności powierzchni tarczy w warunkach prowadzenia eksperymentów. Znajomość stwierdzonych prawidłowości jest przydatna przy planowaniu i prowadzeniu tego typu badań.Selected results of testing a disc brake on the laboratory stand, Fig. 1, are presented. There were measured the parameters of braking mechanics as well as the temperature distribution in a brake block and on the disc surface. The temperature distribution was determined with use of an infrared camera. The obtained measurement data were used for verification of the mathematical models for numerical simulations of brakes operation. The problems in determination of the disc surface emissivity coefficient and the character of its changeability during experiments at different braking parameters, Figs. 58, were the objectives of the project. The measurements of the emissivity coefficient on the entire disc surface were taken repeatedly, Figs. 2, 3. A correlation between the disc emissivity coefficient and the mechanical parameters of braking was found. Despite the fact that these correlations are qualitative rather than quantitative, they are interesting from the point of view of identification of the braking process as well as of planning such experiments. During the measurements, some interesting practical experience in the field of infrared measurements of temperature of the surface of not high emissivity coefficient was gained. In the project an isothermal protective screen was applied to normalize the radiation impact of the environment on the measurements, Figs 1, 4