﻿ 煤矿设备安全系数的探讨 Discussion on Safety Factor of Coal Mine Equipment

Mine Engineering
Vol. 08  No. 01 ( 2020 ), Article ID: 33825 , 7 pages
10.12677/ME.2020.81003

Discussion on Safety Factor of Coal Mine Equipment

Qiang Qin1, Yuge Dong2, Kerong Jiang1

1School of Advanced Manufacturing Engineering, Hefei University, Hefei Anhui

2School of Mechanical Engineering, Hefei University of Technology, Hefei Anhui

Received: Dec. 10th, 2019; accepted: Dec. 30th, 2019; published: Jan. 6th, 2020

ABSTRACT

This paper analyzes the following problems in the regulation of safety factor of coal mine equipment: Some safety factor regulations are high, some of the products with large specifications are limited, there is a technical conflict with the safety factor of foreign equipment, and some new product development and application have safety factor technology blind areas. The technical background of safety factor is analyzed, and the experience of safety factor management in related industries is studied. Suggestions for the revised management of coal mine equipment safety factors were put forward: The industry association took the lead in industrial, academic and research cooperation to carry out the revision work, and did a good job in the pilot work and transitional management work.

Keywords:Coal Mining Equipment, Safety Factor, Standards, Revise

1合肥学院先进制造工程学院，安徽 合肥

2合肥工业大学机械工程学院，安徽 合肥

1. 前言

2. 煤矿设备安全系数的解读

2.1. 机械设计安全系数与可靠性安全系数

$\text{n}={\text{n}}_{\text{1}}{\text{n}}_{2}{\text{n}}_{3}{\text{n}}_{4}\cdots$ (1)

$\text{n}=\frac{1+{\text{Z}}_{\text{R}}\sqrt{{\text{C}}_{\text{r}}^{2}+{\text{C}}_{\text{s}}^{2}-{\text{Z}}_{\text{R}}^{2}{\text{C}}_{\text{r}}^{2}{\text{C}}_{\text{s}}^{2}}}{1-{\text{Z}}_{\text{R}}^{2}{\text{C}}_{\text{r}}^{2}}$ (2)

2.2. 煤矿设备安全系数

1) 对零件安全系数进行规定

2) 对复合型零件整体受力安全系数进行规定

3) 对复杂部件受力安全系数进行规定

2.3. 煤矿设备安全系数主要影响因素

1) 动载荷因素及其突发意外载荷

2) 计算误差因素

3) 材料因素

4) 加工因素

5) 结构因素

6) 使用场合的重要性和造成事故后的危害性

7) 未认识的其他因素

3. 煤矿安全系数局限性分析与探讨

3.1. 存在的问题分析

1) 部分安全系数的规定明显偏高

2) 部分关键部件型号需要升级，安全系数成制约因素之一

1—平衡锤本体；2—首绳悬挂装置；3—滚轮罐耳。

Figure 1. Schematic diagram of Balancing Hammer head rope hanging device in a mine

3) 进口同类产品安全系数的

4) 部分对安全系数理解差异引出的歧义

(1) 安全系数如果是以内部所有零件不发生塑性变形为标志，即试验时最薄弱零件刚刚发生塑性变形时的部件承受力与额定工作载荷的比值，相当于零件的屈服强度σs和最大工作强度σ的比值，那么，安全系数是实质性的提升了。

(2) 而如果安全系数是部件试验破断载荷与最大工作载荷的比值，且允许内部零件发生塑性变形，则存在最初塑性变形发生在几倍工作载荷时的讨论：

${\text{n}}_{1}=\frac{最初发生零件塑性变形时的试验载荷}{额定工作载荷}$ (3)

a) 若 ${\text{n}}_{1}\approx \text{n}{\sigma }_{\text{s}}/{\sigma }_{\text{b}}$，类比零件安全系数方法( $\text{n}={\sigma }_{\text{b}}/\sigma$ )，可以认为是安全的。

b) 若 ${\text{n}}_{1}\le \text{n}{\sigma }_{\text{s}}/{\sigma }_{\text{b}}$，例如n1 = 2，设备运行时，各类动载荷可能已超过额定载荷的n1倍，即设备在工作过程中某些零件即开始发生塑性变形，提前失效。即使该部件在试验时，破断载荷与工作载荷比值能够达到安全系数的数值要求，该设备因为失效在先，也是不安全的。该现象在新型设备开发过程中，有时因为结构完全不同，也可能会发生 [11]。

3.2. 国内外修订安全系数标准的经验借鉴

3.3. 推进安全系数科学修订的策略探讨

1) 修订管理

2) 修订工作

3) 执行管理

4. 结语

Discussion on Safety Factor of Coal Mine Equipment[J]. 矿山工程, 2020, 08(01): 17-23. https://doi.org/10.12677/ME.2020.81003

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