OCENA WPŁYWU OBCIĄŻEŃ EKSPLOATACYJNYCH NA STAN NAPRĘŻENIA W ELEMENTACH NOŚNYCH KONSTRUKCJI BASZTOWEJ WIEŻY SZYBOWEJ W ŚWIETLE PRZEPROWADZONYCH EKSPERYMENTÓW

Wykorzystanie do analizy wytrzymałościowej konstrukcji wieży szybowej metody stanów granicznych wymagało określenie wielkości obliczeniowych tak obciążeń jak i wytrzymałości. Do określenia obliczeniowych wartości obciążenia, niezbędnym było wyznaczenie charakterystycznych wartości obciążeń elementów konstrukcyjnych wieży szybowej [1, 3, 4]. W celu potwierdzenia poprawności przeprowadzonych – w tym zakresie obliczeń – w oparciu o uzyskane rezultaty przeprowadzono numeryczną analizę naprężeń i odkształceń. Wyniki tych analiz zostały zweryfikowane pomiarami naprężeń (odkształceń) w najbardziej wytężonych obszarach konstrukcji, wytypowanych na podstawie mapy naprężeń stanowiącej wynik analizy numerycznej, co stanowi treść opracowania. Tensometryczne pomiary stanu odkształcenia (naprężenia) wykonano na belkach kondygnacji poziomu +65,00 m), na których posadowione są maszyny wyciągowe (łożyska wału napędowego, mocowania stojanów silników elektrycznych) co schematycznie pokazano na rys. 2. Przeprowadzono ponadto analizę wytrzymałościową (numeryczną), którą ograniczono do obszarów elementów nośnych kondygnacji (poziom +65,00) wieży szybowej, w której mierzono odkształcenia (naprężenia) oraz obciążeń, które wywołały maksymalne wartości zmienionych wartości naprężeń [4]. Wyniki dodatkowo wykonanej (numerycznej) analizy stanu naprężenia, ograniczonej do obszarów elementów nośnych konstrukcji basztowej wieży szybowej, w których stwierdzono maksymalne wytężenie materiału konstrukcji [4], w całej rozciągłości korespondują z wynikami eksperymentu przeprowadzonego na obiekcie rzeczywistym. Oznacza to, że wykonane (numeryczne) analizy stanu odkształcenia i naprężenia w elementach nośnych konstrukcji basztowych wież szybowych – aktualnie eksploatowanych w polskim górnictwie ­ upoważniają do przyjęcia generalnego założenia, że w ramach analizy geometrii układu napędowego maszyn wyciągowych, konstrukcje na których posadowione są elementy tego układu można traktować jako sztywne. Wniosek ten dodatkowo potwierdzają wyniki geodezyjnych pomiarów przemieszczeń wybranych punktów konstrukcji nośnej basztowej wieży szybowej. Wyniki te – co jest pewnego rodzaju ciekawostką – wskazują, że konstrukcja basztowej wieży szybowej, powyżej pierwszej kondygnacji, zachowuje się jak bryła sztywna.

Pełny tekst (pdf)

1. Wolny S., 2009. Dynamic loading of the pulley block in a hoisting installation in normal operating conditions. Archive of Mining Sciences, Kraków, Vol. 54, No2, 0. 261-284.
2. Wolny S., Badura S. i inni, 2011. Opracowanie metody kontroli fundamentów maszyn wyciągowych zainstalowanych na wieżach basztowych. Praca naukowo – badawcza. Katedra Wytrzymałości, Zmęczenia Materiałów i Konstrukcji. AGH. Kraków.
3. Wolny S, 2011. Dynamic loading of Conveyames in Normal Operating Conditions. Archive of Mining Sciences. Vol. 56 (2011). No 4, p. 665-682.
4. Wolny S., 2012. Wpływ obciążeń eksploatacyjnych na stan naprężenia oraz przemieszczenia wybranych elementów nośnych konstrukcji