3.8.4.1 装置强度复核
由于偏心轮一周设置有凸起部分,轴托架钢丝绳绳槽部分做滚花处理,增大摩擦系数,则钢丝绳与偏心轮和绳槽的摩擦系数μ选定为0.2。根据压力钢管安装整体规划,斜井钢管的最大重量约为41t,斜井角度为60°。
钢管沿斜井轴线方向分力最大为
F钢管分=41×sin60°=35.67(t)
锁定时,锁定装置摩擦力达到F钢管分时,装置提供的正压力为
N=F钢管分/μ=35.67/0.2=178.35(t)
则单根轴受到的剪切力为178.35/4=44.6t。
装置采用的轴材质为35号钢,屈服强度[δ]=315MPa,直径为50mm,轴最大允许剪力为:[F剪]=πr2[δ]=3.14×252×315=62(t)>44.6t,满足要求。
3.8.4.2 保险钢丝绳强度复核
保险钢丝绳直径48mm,纤维芯,公称抗拉强度1770MPa,则钢丝绳的破断拉力总和:
F破=134×1.226=164(t)
当该装置启动进入保护状态时,钢管从运动状态到静止状态的过程中会对保险钢丝绳产生冲击荷载,该荷载大于钢管自重沿斜井轴向的分力,但由于钢丝绳自身有弹性且保险钢丝绳为自由状态敷设,保险钢丝绳不可避免的有弯曲现象,故冲击时间无法确定。现根据卷扬机负荷试验时的荷载放大系数确定保险钢丝绳所受荷载的放大系数。按照卷扬机钢丝绳提升重物时,动荷载放大系数取1.1。根据此项规定,对钢管事故锁定时对钢丝绳的拉力进行放大,为保证系统的安全性,该系数取1.25。则保险钢丝绳的安全系数为164/(35.67×1.25)=3.7。
斜井钢管运输断绳保护装置是在主牵引钢丝绳发生断裂时起备用作用,该装置可能的运行次数极低,根据《起重机设计规范》(GB/T 3811—2008)规定,该机构属于M1的工作级别,则钢丝绳允许安全系数取3.15。保险钢丝绳的安全系数3.7>3.15,满足规范要求。(www.xing528.com)
3.8.4.3 吊耳强度复核
吊耳采用AY610D钢材,厚度36mm,其屈服强度为[σ]=490MPa,则吊耳自身最大允许受力:
F吊=60×36×490=1058(k N)
吊耳焊缝为角焊缝,焊高16mm,则吊耳焊缝最大允许受力:
F焊=400×16×490×0.7×2=4390(k N)
则吊耳整体最大允许受力:
F=F吊=1058k N≈106(t)
吊耳的安全系数为106/35.67=3.0。
3.8.4.4 地锚强度复核
保险钢丝绳锁定端地锚形式与斜井动滑轮钢丝绳锁定端地锚形式相同,锚杆数量为8根,则根据原方案中斜井动滑轮钢丝绳锁定端地锚计算经验可知,保险钢丝绳锁定端地锚允许荷载为140t,则其安全系数为140/35.67=3.9,满足《水电水利工程斜井竖井施工规范》(DL/T 5407—2009)要求的地锚安全系数3.0。
保险钢丝绳锁定端地锚设置在斜井上部平段底板中心线处,钢丝绳沿洞室底板中心线敷设。
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