鋼線ロープへの衝撃荷重

衝撃荷重は、特に多層巻き上げホイストを使用する深層坑道や海底採掘などの超深度採掘用途では、鋼線ロープの摩擦と摩耗特性を決定する上で不可欠です。エンジニアは、より耐久性があり効率的なホイスト システムを設計するために、これらの影響を理解する必要があります。この記事では、鋼線ロープが互いに滑るときに、衝撃荷重が鋼線ロープの摩擦と摩耗にどのように影響するかについて説明します。

目次

衝撃荷重下における摩擦係数(COF)

摩擦係数(COF)は、2つの表面間の滑り抵抗を測定するもので、衝撃荷重を受けた鋼線ロープの挙動を理解する上で重要です。安定した接触状態とは異なり、COFは衝撃下では異なる挙動を示します。安定した状態では、COFは荷重が増加しても一定であり、乾燥摩擦の場合は約0.73、潤滑剤を使用した場合は約0.35で安定します。ただし、COFは衝撃荷重下では大幅に減少し、最大値は約0.36です。この減少は主に、衝撃の動的性質によるもので、これは2つの表面間の接触力学に影響を及ぼします。 ワイヤーロープ。

衝撃荷重と速度

  • 安定した COF 値: 衝撃荷重が増加しても COF は安定したままです。
  • 衝撃時の最大COF: 衝撃荷重下での最大 COF は、安定した接触時よりも大幅に低くなり、約 0.36 で安定します。
  • リバウンド効果: 衝撃荷重が大きくなると、静止荷重ホイールが跳ね返り、COFに複数の衝撃ピークが発生します。この跳ね返り効果は、鋼の摩耗と摩擦特性に大きな影響を与える可能性があります。 ワイヤーロープ昇降システムの設計には慎重な考慮が必要です。

滑り速度の影響

  • COFの減少: 衝撃のない滑り条件下では、乾燥状態で滑り速度が増加すると COF が減少し、ワイヤ表面の凹凸間の接着時間が短縮されることを反映します。
  • 潤滑安定性: 潤滑は滑り速度に関係なく COF を安定させ、滑り速度が摩擦に与える影響を軽減する効果があることを示しています。

摩擦時の温度上昇

温度上昇は、スチールワイヤーロープの性能と寿命に影響を与える重要な要素です。摩擦接触では、特に乾燥状態では滑り始めると温度が急激に上昇し、103 °C に達することもあります。この激しい発熱は摩擦によるものです。潤滑によりこの温度上昇は大幅に緩和され、潤滑媒体が熱を放散して摩擦力を減らすため、最大で約 10 °C 上昇します。

  • 初期温度挙動: 特に乾式摩擦条件下では、初期の摩擦段階で温度が急速に上昇します。
  • 長期的な温度挙動: 摩擦が続くと温度は安定しますが、この安定状態を達成するのは乾燥した状態ではより困難です。潤滑はより迅速な安定化を助け、全体的な温度を低く維持します。

結論

結論として、衝撃荷重、滑り速度、温度上昇の間の動的相互作用は、超深度採掘用途における鋼線ロープの性能と寿命を向上させる上で、慎重な設計と潤滑が重要であることを強調しています。エンジニアは、深度シャフトや海底採掘の過酷な条件に耐えられる巻上げシステムを開発するために、これらの要素を考慮する必要があります。

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