Будішевський В.О. Проектування транспортних систем енергоємних виробництв

Подождите немного. Документ загружается.

У буксирувальній вагонетці (рис. 8.2б) є: платформа 1; ко-

тки-стабілізатори 2, розташовані за діагоналлю платформи 5;

штурвали для керування котками-стабілізаторами; барабан 3 із

запасом каната для збільшення або скорочення довжини доро-

ги; приводний важіль 6 для приєднання тягового каната 8 і пе-

редачі тягового зусилля рушійного поїзду; підтримуючий при-

стрій тягового каната 7; уловлювальний пристрій 4 на випадок

обриву тягового каната.

Рисунок 8.2. Нагрунтова канатна дорога

261

Дорога працює за принципом відкочування транспортних

засобів замкнутим тяговим канатом. Вона являє собою покладе-

ний на ґрунт виробки рейковий шлях, на якому за допомогою

привода зі шківом тертя переміщається буксирувальна вагонетка

і зчеплений з нею поїзд вантажних і пасажирських вагонеток.

Щоб уникнути сходу з рейок буксирувальна вагонетка по-

стачена двома діагонально розташованими котками-

стабілізаторами, що забезпечують переміщення важким скрив-

леним рейковим шляхом. Вітки канату простягаються на сторо-

ні, протилежній проходу людей уздовж рейкового шляху.

У випадку обриву тягового каната або перевищення номі-

нальної швидкості руху на 25-30% спрацьовує система вловлю-

вання двосторонньої дії.

Дорога типу ДКНЛ – легкого типу, призначена для переве-

зення матеріалів, устаткування і невеликих поїздів породи. Мо-

же працювати у виробках зі складним знакозмінним профілем

при кутах нахилу до 10°. Як привод використовується маневрова

лебідка ЛШВ2 зі шківом тертя, що має два гальма - робоче і за-

побіжне стрічкового типу з ручним керуванням.

Нагрунтові канатні дороги працюють в основному на вен-

тиляційних горизонтах.

Число вагонеток у поїзді не повинне перевищувати норму

(табл. 8.3).

Таблиця 8.3.

Порожні вагонетки

Тип Число

Породні

вагонетки

Пасажирські

вагонетки

Платформи

Усього

вагонеток

у поїзді

ВГ 1.6 10 2 5 1 18

ВГ 2.5 8 1 3 1 13

ВГ 3,3 6 1 3 1 11

Дороги ДКНЛ1 і ДКНУ1 застосовуються в гірничих ви-

робках, закріплених різними видами кріплення, з радіусами за-

круглення рейкового шляху не менш 6 м у горизонтальній пло-

щині і не менш 20 м - у вертикальній. Канатні нагрунтові дороги

262

також використовуються для транспортування гірничої маси під

час проходження гірничих виробок.

Раціональна область застосування легких нагрунтових до-

ріг ДКНЛ1 – дільничні виробки з кутами нахилу до 15° і ванта-

жопотоками до 80 т у добу. Ці дороги мають меншу масу і вар-

тість, у порівнянні з іншими, вимагають менше витрат на мон-

таж і експлуатацію.

Дорога нагрунтова ДКНУ1 з електромеханічним приводом

(двигун асинхронний з фазним ротором), що за допомогою рео-

стата ВЖР-350 забезпечує плавний запуск і зупинку поїзда, у

порівнянні з дорогою ДКНЛ1 має більш високу продуктивність,

рекомендується її використовувати у виробках з вантажопото-

ками від 50 до 360 т у добу і для транспортування людей на

довжину від 500 до 2000 м.

8.4. Р

ОЗРАХУНОК НАГРУНТОВОЇ КАНАТНОЇ ДОРОГИ

Вихідними даними для вибору і розрахунку нагрунтової

канатної дороги є:

зм

– змінний вантажопотік, т/зміна;

L – довжина транспортування, м;

β – кут нахилу виробки, град;

тип вагонеток.

Тривалість одного рейсу:

θ+=

рей

де v

ср

– швидкість руху, м/с;

θ – сумарна тривалість пауз у кінцевих пунктах, с.

Годинна продуктивність:

нзм

Q =

де k

– коефіцієнт нерівномірності надходження вантажопотоку,

= 1,2...1,3;

– тривалість рейсу, година.

263

Під час визначення часу на перевезення вантажу варто вра-

ховувати, що дана канатна дорога може використовуватися та-

кож і для транспортування людей.

Число вагонеток у поїзді:

3600

= ,

де G - маса вантажу у вагонетці, т.

Розрахунок канатного відкочування аналогічний розрахун-

ку монорейкової дороги, тобто розглядаються генераторний і

руховий режими роботи установки.

Розглянемо випадок, коли навантажений поїзд рухається

під ухил, а порожній на підйом (див. рис. 8.3а).

)

Рисунок 8.3. Розрахункова схема нагрунтової канатної дороги

•

Транспортування навантаженого поїзда.

Опір руху навантаженої вітки

(

)

(

)

[

]

gfLqmW

ккнн

β−β+β−βω=

′

sincossincos ,Н,

де m

– маса навантаженого поїзда, кг

кбтc

QQGGzm

)(

;

264

z – число вагонеток з вантажем, кг;

– маса вагонетки, кг;

бт

– маса буксирувального візка, Q

бт

= 2161 кг;

– маса запасу каната, Q

= 800 кг;

ω – коефіцієнт опору руху вагонетки; (див. додаток 4);

– погонна вага каната, кг/м;

– коефіцієнт опору руху каната, f

= 0,15...0,3

Опір руху порожньої вітки

)cos(sin β+β=

′

ккпор

fLgqW , Н.

•

Транспортування порожнього поїзда.

Опір руху навантаженої вітки

(

)

(

)

[

]

gfLqmW

ккпн

β+β+β+βω= sincossincos

, Н,

де m

– маса порожнього поїзда, кг

кбтп

QQzGm

Опір руху порожньої вітки

пор

= gq

L (f

cos β – sin β), Н.

Сумарна сила опору руху(сила тяги)

′

= k

( + ), Н та W

= k

+ W

пор

), Н,

′

пор

′

де k

– коефіцієнт неврахованих опорів, k

= 1,1...1,5

Натяг каната визначається методом «обходу за контуром».

Мінімальний натяг каната в точці збігання зі шківа тертя

для рушійного режиму

min

−

μα

сб

, Н;

для генераторного режиму

min

−

μα

eWk

сб

, Н,

де

– коефіцієнт запасу сил зчеплення, приймається

265

= 1,4...2,0 – для рушійного режиму;

= 1,4...3,0 – для генераторного режиму (більші значен-

ня - для більших кутів нахилу);

μ – коефіцієнт зчеплення каната зі шківом тертя,

μ = 0,12...0,16;

α − кут обхвату канатом шківа тертя, α= 7π (3,5 витки).

Найменший натяг каната на всьому його контурі повинен

бути не менше 2000...2500 Н з метою запобігання його надмір-

ного провисання.

Перевірка тягового каната на міцність.

Передбачає визначення максимального натягу каната (під

час руху від шківа тертя і до шківа тертя). Більше із цих значень

використовується в розрахунку:

[

]

max

m = .

Визначення тягового зусилля:

для рушійного режиму

= S

нб

– S

сб

+ (0,03…0,05)(S

нб

+ S

сб

) Н;

для генераторного режиму

′

= S

′

нб

– S

′

сб

+ (0,03…0,05)(S

′

нб

+ S

′

сб

) Н;

Споживана потужність електродвигуна.

Визначається потужність двигуна при русі від шківа тертя

і до шківа тертя. При цьому:

для рушійного режиму

1000

N , кВт,

де v – швидкість руху каната, м/с;

– ККД привода,

=0,8...0,9;

для генераторного режиму

1000

′

N , кВт.

Середньоквадратична (ефективна) потужність.

266

Визначається потужність електродвигуна, споживана їм

протягом циклу руху монорейкової дороги:

θ+

рей

рр

ТNTN

, кВт,

де T

рей

– тривалість рейсу, T

рей

= 2 T

+ θ;

– тривалість руху поїзда в одному напрямку

= , с,

θ – тривалість пауз.

За величиною N

перевіряють установлений на прийнятій

монорейковій дорозі електродвигун, потужність якого познача-

ють N

, за перевантажувальною здатністю:

⋅=λ 25,1

де λ – кратність максимального (перекидаючого) моменту дви-

гуна.

Якщо λ перевершує кратність моменту прийнятого двигу-

на, то доведеться збільшувати його потужність. Для асинхрон-

ного двигуна звичайного типу λ= 1,8...2,2.

8.5. ПРИКЛАД РОЗРАХУНКУ НАГРУНТОВОЇ КАНАТНОЇ ДОРОГИ

Як приклад, розглянемо доставку нагрунтовою канатною

дорогою допоміжних матеріалів. Розглянемо випадок руху на-

вантаженого поїзда під ухил, а порожнього на підйом.

Вихідні дані:

зм

– змінний вантажопотік, Q

зм

= 20 т/зміна;

L – довжина транспортування, L = 1000 м;

β – кут нахилу виробки, β = 6

;

Тип дороги - ДКН-1 (основні параметри дані в додатку 6);

Транспортна посудина - вагонеточні платформи ПВГ2,5;

G – вантажопідйомність платформи. У середньому при-

ймаємо G = 4 т;

– маса платформи, G

= 0,66 т;

267

Через мале значення змінного вантажопотоку він буде пе-

ревезений протягом зміни поза залежності від числа відкаточних

посудин. Для подальшого розрахунку приймаємо, що весь ван-

тажопотік переміщається за один рейс.

Число вагонів у відкочуванні

⋅

z платформ,

де n - число рейсів у зміну, приймаємо n = 1.

До подальшого розрахунку приймаємо 5 платформ.

•

Транспортування навантаженого поїзда.

Опір руху навантаженої вітки

(

)

(

)

[

]

gfLqmW

ккнн

β−β+β−βω=

′

sincossincos , Н,

(

)

[

()

]

Н,2229981,96sin6cos2,0100085,0

6sin6cos015,026261

−=⋅−⋅+

+−=

′

де m

– маса навантаженого поїзда

кбтп

QQGGzm

+= )(

= 5(4000+660)+2161+800 = 26261 кг,

бт

– маса буксирувального візка, Q

бт

= 2161 кг;

– маса запасу каната, Q

= 800 кг;

ω – коефіцієнт опору руху вагонетки, ω = 0,015 (див. таблицю

7.2);

– погонна вага каната. У нагрунтовій канатній дорозі за-

стосовується канат типу ЛК ДСТ 3077-80 діаметром

d=15 мм і q

= 0,85 кг/м;

– коефіцієнт опору руху каната, f

= 0,15…0,3

Опір руху порожньої вітки

пор

′

= gq

L (sin β + f

cos β) =

= 9,81·0,85·1000 (sin 6

+ 0,2·cos 6

) = 2530 Н.

Сумарна сила опору руху (сила тяги)

′

= k

( + ) = 1,2 ·(–22299 + 2530) = –23723 Н,

′

пор

′

де k

– коефіцієнт неврахованих опорів, k

= 1,2.

268

Мінімальний натяг каната в точці збігання зі шківа тертя

34485

11,27

7,21237234,1

min

−

⋅⋅

−

μα

eWk

сб

Н,

де k

– коефіцієнт запасу сил зчеплення, k

= 1,4;

μ – коефіцієнт зчеплення каната зі шківом тертя,

μ = 0,15;

α - кут обхвату канатом шківа тертя, α = 7π (3,5 витки).

μα

– тяговий фактор, е

μα

= 27,1.

Натяг каната в характерних точках

′

= 34500 Н;

′

= + W'

= 34500 – 22299 = 12201 Н;

′

= 1,07 = 1,07·12201 = 13055 Н;

′

= + W'

пор

= 13055 + 2530 = 15585 Н.

′

Визначення тягового зусилля:

′

= – – 0,04( + ) Н;

нб

′

сб

′

нб

′

сб

′

= 15585 – 34500 + 0,04( 15585 + 34500) = –16912 Н.

Визначення потужності двигуна

1000

85,01,216912

1000

⋅⋅

′

N кВт.

де v

= 1,05v = 1,05⋅2=2,1 м/с.

v – швидкість руху каната, v = 2 м/с;

η – ККД привода,

=0,85.

•

Транспортування порожнього поїзда.

Опір руху навантаженої вітки

(

)

(

)

[

]

gfLqmW

ккпн

β+β+β+βω= sincossincos , Н,

(

)

[

()

]

Н;986781,96sin6cos2,01000

85,06sin6cos015,06261

=⋅+×

×++=

де m

- маса порожнього поїзда

269

кбтп

QQzGm

= 5·660+2161+800 = 6261 кг.

Опір руху порожньої вітки

пор

= gq

L (f

cos β – sin β) =

= 9,81·0,85·1000 (0,2·cos 6

– sin 6

) = 787 Н.

Сумарна сила опору руху

= k

+ W

пор

) = 1,2 (9867 + 787) = 12785 Н.

Мінімальний натяг каната в точці збігання зі шківа тертя

1272

11,27

237234,1

min

−

⋅

−

≥

μα

сб

Н.

Натяг каната в характерних точках

= 2500 Н;

= S

+ W

пор

= 2500 + 787 = 3287 Н;

= 1,07·S

= 3517 Н;

= S

+ W

= 3517 + 9867 = 13384 Н.

Визначення тягового зусилля

= S

нб

– S

сб

+0,04(S

нб

+ S

сб

) Н;

= 13384 – 2500 + 0,04(13384 + 2500) = 11519 Н.

Визначення потужності двигуна

85,01000

211519

1000

⋅

N кВт.

Перевірка тягового каната на міцність

[

]

max

m =

де m - розрахунковий запас міцності каната;

[m] - припустимий запас міцності каната, [m] =4 (див. табл.

8.2);

270