МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН НАВОИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ “УТВЕРЖДАЮ” Проректор по учебной работе: ________________ Н.Абдуазизов “____” ____________ 2016 г. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ПРЕДМЕТУ «ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ» для студентов направления образования бакалавриата 5310700-«Электротехника, электромеханика и электротехнологии» Навои – 2016 Данный комплекс составлен на основе типовой программы утвержденной приказом Министерства высшего и среднего специального образования Республики Узбекистан за № 332/1 от 15.08.12 г. Данный учебно-методический комплекс был рассмотрен на заседание кафедры № 1 от 27.08.16 г., и рекомендован к представлению в совет Горного факультета для утверждения. Зав. кафедрой: Тошов Б.Р. СОДЕРЖАНИЕ Введение……………………………………………………………………………….5 Рабосая программа……………………………………………………………………17 Календарный план и выполнение учебных материалов…………………………...38 Лекция 1. Введение. Определение основных параметров транспортных машин..43 Лекция № 2. Область применения конвейерного транспорта……………….. Лекция № 3. Общее устройство скребкового конвейера …………………….. Лекция № 4. Общее устройство пластинчатого конвейера ………………….. Лекция № 5. Общее устройство ленточного конвейера………………………. Лекция № 6. Теория привода ленточных конвейеров……………………........ Лекция № 7. Расчет ленточного конвейера……………………………………. Лекция № 8. Ленточно-тележечные и крутонаклонные конвейеры…… …… Лекция № 9. Область применения железнодорожного транспорта………… Лекция № 10. Устройство железнодорожного пути…………………………. Лекция № 11. Железнодорожные вагоны……………………………………... Лекция № 12. Устройство локомотивов………………………………………. Лекция № 13. Основные параметры локомотивов…………………………… Лекция № 14. Силы сопротивления движению поезда………………………. Лекция № 15. Тормозная сила поезда…………………………………………. Лекция № 16. Основное уравнение движения поезда………………………. Лекция № 17. Тяговый расчет железнодорожного транспорта…………….... Лекция № 18. Средства связи, сигнализации, централизации и блокировки Лекция № 19. Эксплуатационный расчет железнодорожного транспорта……………………………………………………………………… Лекция № 20. Автомобильные дороги………………………………………… Лекция № 21. Общее устройство автосамосвала……………………………... Лекция № 22. Основные параметры автосамосвала………………………….. Лекция № 23. Подвижной состав автотранспорта…………………………… Лекция № 24. Сила тяги автомобиля. Силы сопротивления движению автомобиля…………………………………………………………………….. Лекция № 25. Основное уравнение движения автомобиля. Тяговый расчет автотранспорта………………………………………………………………… Лекция № 26. Основные схемы гидротранспортных установок…………….. Лекция № 27. Общее устройство подвесной канатной дороги……………… Лекция № 28. Область применения схем комбинированного транспорта….. Методические указания к лабораторным работам………………………………… Методические указания к практическим занятиям……………………………….. Методические указания для выполнения курсового проекта по курсу «Транспортные машины»……………………………………………………………. Методические указания для выполнения самостоятельных работ по курсу «Транспортные машины»……………………………………………………………. Методические указания по оценке знаний бакалавров на основе рейтинговой системы с учётом самостоятельной работы……………………………………… Варианты для итогового контроля……………………………………………….. Тесты по дисциплины…………………………………………………………….. ВВЕДЕНИЕ Повышение эффективности общественного производства и производительности труда на основе использования достижений науки и техники является определяющим фактором развития производства. Предмет «Транспортные машины» ставить своей целью изучение машин, коммуникаций и оборудования, необходимых для транспортирования горной массы на горнодобывающих производствах. Дисциплина давно вошла в учебные планы горных вузов и стало одним из основных курсов, формирующих специалистов горных предприятий. Карьерные транспортные машины предназначены для транспортирования полезного ископаемого и вскрышных пород, т.е основных грузов. Наиболее распространение на карьерах получил железнодорожный, автомобильный и конвейерный транспорт, а также их комбинация. Применяются гидравлический транспорт, транспорт канатными подвесными дорогами, скиповые подъемные установки, кабельные краны. К транспортным установкам относятся также оборудование, запасные части, горюче-смазочные материалы, взрывчатые вещества и др., перевозятся автомобильным или железнодорожным транспортом. В процессе изучения дисциплины студент знакомится с существующими видами карьерного и шахтного транспорта и областями их применения, общим устройством и основными параметрами транспортных машин, методиками тяговых и эксплуатационных расчетов различных видов транспорта, основами эксплуатации этих машин на горных предприятиях. В результате изучения дисциплины он должен усвоить принципы работы и конструкции основных узлов транспортных машин, тенденции развития их основных параметров на ближайшую перспективу, основы эксплуатации транспортных машин на горных предприятиях, рациональные области применения различных видов транспорта. После изучения дисциплины студент должен уметь производить тяговые и эксплуатационные расчеты различных видов транспорта и осуществлять выбор оптимального и рационального вариантов для заданных условий, производить оценку технического состояния транспортных машин, устанавливать рациональные режимы их работы, формировать структуру транспортного парка в соответствии с технической политикой предприятия. В ходе изучения дисциплины студент получает навыки в проектноконструкторской (формирование целей и задач погрузочно-транспортного комплекса при выданных критериях и ограничениях), организационноуправленческой (эффективное использование оборудования и программ выбора параметров транспорта в заданных условиях), производственно-технологической (выполнение учебно-исследовательских лабораторных работ на действующих установках) и научно-исследовательской (диагностика состояния машины с использованием необходимых методов и средств анализа) деятельности. Он также может проводить расчеты транспортных машин и делать выводы, пользоваться промышленными установками транспорта и лабораторным оборудованием, выявлять объекты для улучшения в транспортной технике и технологии добычи полезного ископаемого, выполнять проекты по повышению эффективности эксплуатации транспорта. ТРАНСПОРТ МАШИНАЛАРИ Фанининг ЎҚУВ ДАСТУРИ Билим сохаси: Таълим сохаси: Таълим йуналиши: э й 500 000 – Мухандислик, ишлов бериш ва курилиш тармоқлари 520 000 – Мухандислик ва мухандислик иши 5310700 – “Электр техникаси, электр механикаси ва электр технологиялари бакалавриант таълим йуналиши учун Тошкент – 2012 Фаннинг ўқув дастури Олий ва ўрта махсус, касб – хунар таълими ўқув – услубий бирлашмалари фаолиятини мувофиқлаштирувчи кенгашнинг 2012 йил «4» июл даги «3» - сон мажлис баёни билан маъқулланган. Фаннинг ўқув дастури Тошкент давлат техника университетида ишлаб чиқилди. Тузувчилар: Мирсаидов Ғ. М. – Шаходжаев Л. Ш. Аннақулов Т.Ж. – «Кончилик электр механикаси» кафедраси мудири, т.ф.н. доцент «Кончилик электр механикаси» кафедраси доценти, т.ф.н. «Кончилик электр механикаси» кафедраси катта ўқутувчиси Такризчилар: Цой И. Махмудов А.М. – Ўзбеккўмир ОАЖ бош механиги – Навоий давлат кончилик институти Электр техникаси, электр механикаси ва электр технологиялари кафедраси доценти Фаннинг ўқув дастури Тошкент давлат техника университети. Илмий – услубий кенгашида тавсия қилинган (2012 й. 31. 03 даги “4”- сонли баённома) Кириш Ушбу дастур кончилик корхоналарида ишлатиладиган транспорт машиналари ва комплексларининг таснифи, уларнинг тузилиши ва ҳисоблаш методлари, фан тарихи ва ривожининг тенденцияси, истиқболи хамда республикамиздаги ижтимоий - иқтисодий ислоҳотлар натижалари ва худудий муаммоларнинг кончилик соҳасида ишлатиладиган транспорт воситалари истиқболига таъсири масалаларини қамрайди. Ўқув фанининг мақсади ва вазифалари Фаннинг ўқилишидан мақсад – кончилик корхоналарида қўлланиладиган турли транспорт воситалари турлари, тузилиши, ишлатилиш кўлами, ҳисоблаш асослари ва уларни муайян шароитларга мос ҳолда танлаш усуллари бўйича йўналиш профилига мос билим, кўникма ва малака шакллантиришдир. Фаннинг вазифаси – талабаларга транспорт машиналарини ишлаш назарияси, турлари ва тузилишини ҳамда маълум кон-геологик шароитлар учун улардан муносибларини танлаб ҳисоблашга ўргатишдан иборат. Фан бўйича талабаларнинг билимига, кўникма ва малакасига қўйиладиган талаблар «Транспорт машиналари» ўқув фанини ўзлаштириш жараёнида амалга ошириладиган масалалар доирасида бакалавр: - кончилик корхоналарида ишлатиладиган транспорт машиналарининг ривожланиш тенденцияларини; транспорт машиналари назарияси ва ҳисоблаш асосларини; транспорт машиналари турлари, тузилиши ишлатилиш доирасини; транспорт машиналари элементлари ва иш режимларининг аниқ шароитлар учун рационал кўрсатгичлари танлаш усулларини билиши керак; - талаба ер ости ва очиқ кон ишларида қўлланиладиган транспорт машиналарини аниқ кон-техник шароитлар учун техник ва иқтисодий асосланган ҳолда тўғри танлаш; транспорт машиналарини оптимал кўрсатгичлари ва иш режимларини танлаш мақсадида ҳисоблаш; транспорт машиналарини бошқа кон машиналари билан биргаликда ишлатиш; кон корхонаси транспорт тизимини тўғри танлаш ва лойиҳалаш; транспорт машиналари конструктив параметрларининг геометрик нисбатларини тўғри аниқлаш кўникмаларига эга бўлшии керак. - талаба ишлаб чиқарилаётган ва ишлатилаётган транспорт машиналарини техник-иқтисодий ва конструктив таҳлил қилиш; уларни аниқ кон-техник шароитларда самарали ишлатиш; транспорт машиналарининг оптимал кўрсатгичлари ва иш режимларини белгилаш; транспорт машиналарини турли юклаш машиналари билан биргаликда ишлатиш; шахта ёки каръер транспорт тизимини лойиҳалаш малакаларига эга бўлшии керак. Фаннинг ўқув режадаги бошқа фанлар билан ўзаро боғлиқлиги ва услубий жиҳатдан узвий кетма-кетлиги Транспорт машиналари фани асосий ихтисослик фани ҳисобланиб, 7 - ва 8 семестрларда ўқитилади. Дастурни амалга ошириш ўқув режасида режалаштирилган математик ва табиий (олий математика, физика, назарий механика), умумкасбий (машина деталлари; машина ва механизмлар назарияси; метрология, стандартлаштириш ва сертификатлаш; гидравлика ва гидромашиналар; кон ишлари асослари; электр юритма, электр машиналар; электр аппаратлар ва автоматлаштириш воситалари ва ҳ.,к.) ва ихтисослик (кон машиналари; кон корхоналари юклари ва юк оқимлари ва ҳ.,к.) фанларидан етарли билим ва кўникмаларга эга бўлишлик талаб этилади. Фаннинг ишлаб чиқаришдаги ўрни Кончилик корхоналарида қазиб олинаётган нафақат фойдали қазилмалар, балки жуда кўп миқдордаги қоплама тоғ жинсларини ҳам ағдармаларга ташиш, ер остидан юқорига олиб чиқиш каби ташиш ишлари кон ишлари ҳажмининг катта қисмини ташкил этади. Шунинг учун кон транспорт машиналарига алохида талаблар қўйилади. Кончилик корхоналарида қазиб олинаётган фойдали қазилмалар таннархининг тахминан 40-50 % ини транспорт харажатлари ташкил этади. Шунинг учун ушбу фан асосий ихтисослик фани ҳисобланиб, ишлаб чиқариш технологик тизимининг ажралмас бўғинидир. Фанни ўқитишда замонавий ахборот – педагогик технологиялар Талабаларнинг транспорт машиналари фанини ўзлаштиришлари учун ўқитишнинг илғор ва замонавий усулларидан фойдаланиш, янги информационпедагогик технологияларни тадбиқ қилиш муҳим ахамиятга эгадир. Фанни ўзлаштиришда дарслик, ўқув ва услубий қўлланмалар, маъруза матнлари, тарқатма материаллар, электрон материаллар, виртуал стендлар ҳамда ишчи ҳолатдаги машиналарнинг ишлаб чиқаришдаги намуналари ва макетларидан фойдаланилади. Маъруза, амалий ва лаборатория дарсларида мос равишдаги илғор педагогик технологиялардан фойдаланилади. Асосий қисм Фаннинг назарий машғулотлари мазмуни Транспорт машиналар тарихи ва ривожланиш тенденциялари. Кончилик корхоналарида ишлатиладиган транспорт машиналари тўғрисида умумий маълумотлар Кончилик корхоналарида транспорт машиналарини ишлатиш соҳасидаги республикамиздаги ижтимоий-иқтисодий ислоҳотлар натижалари, худудий муаммолар ва илм - фан, техника ва технология ютуқлари. Фаннинг вазифалари. Кончилик корхонаси транспорт машиналари тўғрисида умумий маълумотлар Кон транспорти вазифалари. Кончилик корхоналарида ишлатиладиган транспорт машиналари турлари. Турли ҳил транспорт машиналарининг ишлатилиш шароитлари, қўллаш соҳалари, техник – иқтисодий кўрсаткичлари. Транспорт машиналарнинг ишлатиш шароитлари, қўллаш соҳалари, техникиқтисодий кўрсаткичлари. Транспорт машиналарининг умумий таснифи. Транспорт машиналари назарияси ва ҳисоблаш асослари Транспорт машиналари назарияси асослари: унумдорлик, унумдорликни аниқлаш. Узлуксиз харакатланувчи қурилмалар. Даврий ҳаракатланувчи қурилмалар. Транспорт машиналари элементлари. Юк тортувчи ва кўтарувчи органлари. Транспорт машиналари юритувчи органлари. Транспорт машиналарида пайдо бўладиган қаршиликлар тўғрисида тушунча. Тўғри ва эгри чизиқли участкалардаги қарашилик. Тортиш кучини узатиш назарияси. Илашиш ҳисобига тортиш кучини узатиш. Эгилувчан тортиш органли транспорт қурилмаларида қаршлик кучи ва қувватини аниқлаш. Умумий тортиш кучи. Конвейер транспорти Конвейер транспорти. Конвейер транспорти тўғрисида умумий маълумотлар. Конвейерлар синфланиши ва ишлатилиш кўлами. Конвейерларнинг умумий тузилиши. Шахта ва каръерлар конвейерлар схемаси. Фойдали қазилмаларни қазиб олишнинг узлуксиз технологиясини ривожлантиришда конвейер транспортининг ўрни. Куракли конвейерлар. Умумий тузилиши ва қўлланилиши. Ишлаш принципи. Куракли конвейерлар таснифи. Куракли конвейерларнинг афзалликлари ва камилликлари, уларга қўйиладиган талаблар. Турлари. Умумий ҳисоблаш, тортувчи занжирнинг тарглигини ва юриткич қувватини аниқлаш. Пластинали конвейерлар. Умумий тавсифи, тузилиши ва қўлланилиши. Пластинали конвейерлар таснифи. Ишлатиш шароитлари. Техник-иқтисодий самарадорлиги. Тасмали конвейерлар. Умумий маълумотлар ва Ўзбекистон кончилик корхоналарида қўлланилиши. Умумий тузилиши ва қўлланилиши. Тасмали конвейер конструкциясининг асосий элементлари: тасма, таянч конструкциялар ва ролик таянчлари, таранглаш ва юритиш станциялари. Конвейерларни йиғишга ва эксплуатация қилишга қўйиладиган талаблар. Тасмали конвейерни умумий ҳисоблаш. Унумдорлиги ва тасма эни. Тасмани мустахкамликка ҳисоблаш. Юритмаси қувватини аниқлаш. Конвейерларни такомиллаштириш ва уларни ривожланиш йўналишлари. Конвейерларнинг махсус турлари. Тузилиши ва ишлатилиш кўлами. Катта қияликларда ишлатилувчи конвейерлар. Катта юк бўлаклари учун ишлатиладиган конвейерлар. Уларнинг турлари ва ишлатилиши. Темир йўл транспорти Темир йўл излари. Темир йўлларнинг асосий параметрлари, уларнинг тузилиши, трассаси йўлнинг эгри чизикли қисмини тузилиши. Темир изларни қайта ўрнатиш ва суришда қўлланиладиган жиҳозлар. Вагон ва вагонеткалар. Ер ости конларида қўлланиладиган вагонеткалар. Уларнинг таснифи ва тавсифи, асосий параметрлари, конструктив жиҳатлари. Очиқ конларда ишлатиладиган вагонлар. Уларнинг тузилиши, асосий ўлчамлари ва ишлатилиши. Локомотивлар. Ер ости ва карьерларда қўлланиладиган локомотивлар. Уларнинг таснифи ва тавсифи, асосий параметрлари. Локомотивларига қўйиладиган талаблар. Электровоз турлари, тортувчи двигателлар тавсифи. электровозларни бошқариш схемалари ва уларни ишлаш режими. Локомотивларнинг бошқа турлари (тепловоз, воздуховоз, дизелевоз, гировоз), карьерларда қўлланиладиган тортувчи агрегатлар, уларнинг асосий тавсифлари. Локомотивларнинг такомиллаштириш ва ривожланиш йўналишлари. Темир йўл транспортини ҳисоблаш. Тортиш ва тормозлаш кучлари. Двигателларни қизишга текшириш. Тормоз воситаларини текшириш. Темир йўл транспортининг эксплуатацион ҳисоблари. Темир йўл транспортини лойиҳалаш. Карьерларда дастурлаштирилган бошқарув тизимини ривожлантириш истиқболлари. Автомобил транспорти Автомобил йўллари. Карьерларда автомобил йўлларини ривожланиш схемалари ва уларни тузилиши. Автомобил йўллари таснифи. Карьер автомобил йўлларидан фойдаланишни ва уларни таъмирлашни ташкил қилиш. Карьер автосамосваллари. Карьер автосамосваллари турлари. Тузилиши ва асосий қисмлари. Кузови конструкцияси, юриш қисмлари, гидромеханик ва электромеханик трансмиссия. Автомобил транспортини эксплуатацияси, диспечерлик алоқаси, сигнализация, хавфсизлик қоидалари талаблари. Таъмирлаш, таъмирлаш турлари. Таъмирлашни ташкил қилиш. Карьер автотранспортини ҳисоблаш. Автомобил йўли трассасини лойиҳалаш. Автотранспорт турини танлаш. Ҳисоблаш ҳусусиятлари. Динамик фактор. Ёнилғи, мойлар ва заҳира қисмлар сарфи. Гидро – пневмотранспорт Умумий маълумотлар. Қўллаш соҳалари. Материал заррачаларининг мухитда харакатланиш шарти. Гидро–пневторанспорт схемалари ва уларни қўллаш шароитлари. Қувр диаметри ва двигател қувватини ҳисоблаш. Транспорт машиналарининг бошқа турлари. Шахта ва карьерлар устидаги технологик мажмуалар Шахта ва карьерлар устидаги технологик транспорт мажмуаларининг таснифи. Ортиш ва ағдариш қурилмалари. Фойдали қазилма омборларининг жиҳозланиши. Кон корхоналари устки мажмуаларининг иш қобилиятини ошириш услублари. Амалий машғулотларни ташкил этиш бўйича кўрсатма ва тавсиялар Амалий машғулотларда талабалар турли транспорт машиналарининг турли параметрларини ҳисоблаш асосларини ўрганадилар. Амалий машғулотларнинг тахминий тавсия этиладиган мавзулари: 1. Транспорт машиналарнинг унумдорлик параметрларини ҳисоблаш. 2. Транспорт қурилмаси тортиш кучини ҳисоблаш. 3. Куракли ковейерларни ҳисоблаш. 4. Тортиш органини тарангликка ҳисоблаш. 5. Тасмани мустаҳкамликка ҳисоблаш. 6. Тасмали конвейернинг асосий параметрларини ҳисоблаш. 7. Тасмали конвейрлар ҳаракатга қаршилик кучларини ҳисоблаш. 8. Локомотив транспортининг тортиш кучини ҳисоблаш. 9. Электровоз транспорти двигателини қизиши бўйича ҳисоблаш. 10.Темир йўл транспортининг эксплуатацион параметрларини ҳисоблаш. 11.Автомобил транспорти ҳаракат тезлигини ҳисоблаш. 12.Автомобил транспортининг динамик факторини ҳисоблаш. Амалий машғулотларни ташкил этиш бўйича кафедра профессорўқитувчилари томонидан кўрсатма ва тавсиялар ишлаб чиқилади. Унда талабалар асосий маъруза мавзулари бўйича олган билим ва кўникмаларини амалий масалалар ечиш орқали янада бойитадилар. Шунингдек, дарслик ва ўқув қўлланмалар асосида талабалар билимларини мустаҳкамлашга эришиш, тарқатма материаллардан фойдаланиш, илмий мақолалар ва тезисларни чоп этиш орқали талабалар билимини ошириш, масалалар ечиш, мавзулар бўйича кўргазмали қуроллар тайёрлаш ва бошқалар тавсия этилади. Лаборатория ишларини ташкил этиш бўйича кўрсатмалар Лаборатория ишлари талабаларда транспорт машиналарнинг тузилиши уларни йиғиш ва ажратиш ишқаланиш орқали тортиш кучини узатишни тадқиқот қилиш, машиналардаги қаршилик ва илашиш коэффициентларни таҳлил ва тадқиқот қилиш бўйича амалий кўникма ва малака ҳосил қиладиадилар. Лаборатория ишларининг тавсия этиладиган мавзулари: 1. Куракли конвейерларнинг тузилишини ўрганиш ва уларнинг асосий ўлчамларини аниқлаш. 2. Тасмали конвейерларнинг тузилишини ўрганиш ва уларнинг асосий ўлчамларини аниқлаш. 3. Роликларнинг айланишига қаршилик коэффициенти аниқлаш ва таҳлили. 4. Эгилувчан тортиш органли юритмада тортиш кучини ишқаланиш орқали узатишни аниқлаш. 5. Сидирғич қурилмасининг тузилишини ўрганиш ва асосий ўлчамларини ҳисоблаш. 6. Кон вагончасининг харакатига бўлган қаршилик коэффициентини тажрибада аниқлаш ва таҳлил қилиш. 7. Локомотивларнинг юритувчи ғилдиракларини рельс билан илашиш коэффицентини аниқлаш. 8. Темир йўл тузилишини ўрганиш ва асосий параметрларини тахлил қилиш. 9. Очиқ конларда ишлатилувчи электровозларнинг механик қисмларини ўрганиш (модель ва плакатларда). 10. Контактли электровозларнинг контакторлари ишлаш принципини ўрганиш. 11.Электровозларнинг электр қисмлари, электр схемаси ва электромеханик тавсифини ўрганиш. Курс лойиҳасини ташкил этиш бўйича кўрсатмалар Курс лойиҳасининг мақсади талабаларни мустақил ишлаш қобилиятини ривожлантириш, олган назарий билимларини қўллашда амалий кўникмалар ҳосил қилиш, бевосита ишлаб чиқаришдаги реал шароитларга мос техник ечимлар қабул қилиш ва замонавий техника ва технолгияларни қўллаш кўникмаларини ҳосил қилишдир. Курс лойихаси мавзулари бевосита ишлаб чиқариш корхоналари технологик жараёнларига боғлиқ ҳолда, аниқ бир кон шароити учун белгиланади. Курс лойихасининг мавзулари умумий талабалар сонидан 20-30 % кўпроқ олдиндан тайёрланади. Ҳар бир талабага шахсий топшириқ берилади. Курс лойиҳаси объекти сифатида шахта, рудник ёки каръер шароитларида ишлатиладиган бирор бир транспорт қурилмаси ёки транспорт машинаси хизмат қилади. Аниқ бир кон-геологик шароит учун мос келувчи транспорт тури техник ва технологик асосланган ҳолда танланади, ҳисобланади ва техник-иқтисодий баҳоланади. Курс лойихасининг ҳисоб-график ишлари замонавий компьютер дастурларида бажарилади. Курс лойиҳаси график қисми 2 та А1 форматдаги чизмадан иборат бўлиб, 1-чизма карьер ёки шахта умумий транспорт схемаси, 2чизма қабул қилинган транспорт воситасининг ишчи ҳолатдаги қўриниши ёки маълум узеллари ва деталларининг ишчи чизмаларидан ташкил топади. Курс лойиҳасининг тахминий мавзулари: а) Ангрен кўмир кони шароитида қазиб олинаётган кўмирни ташиш транспорт воситиаларини танлаш ва ҳисоблаш; б) Калмакир кони шароитида фойдали қазилмани ковжойдан темир йўл транспортига қайта юклаш жойигача ташишда автомобиль транспортини қўллаш лойихасини бажариш; в) Ангрен 9-шахтаси шароитида кўмирни тасмали конвейер ёрдамида ташиш лойиҳасини бажариш. Мустақил ишни ташкил этишнинг шакли ва мазмуни Талаба мустақил ишни тайёрлашда муайян фаннинг хусусиятларини ҳисобга олган ҳолда қуйидаги шакллардан фойдаланиш тавсия этилади: дарслик ва ўқув қўлланмалар бўйича фан боблари ва мавзуларини ўрганиш; тарқатма материаллар бўйича маърузалар қисмини ўзлаштириш; автоматлаштирилган ўргатувчи ва назорат қилувчи тизимлар билан ишлаш; махсус адабиётлар бўйича фанлар бўлимлари ёки мавзулари устида ишлаш; янги техникаларни, аппаратураларни, жараёнлар ва технологияларни ўрганиш; талабанинг ўқув-илмий-тадқиқот ишларини бажариш билан боғлиқ бўлган фанлар бўлимлари ва мавзуларни чуқур ўрганиш; фаол ва муаммоли ўқитиш услубидан фойдаланиладиган ўқув машғулотлари; масофавий (дистанцион) таълим. Тавсия этилаётган мустақил ишларнинг мавзулари: 1. Шахта ва рудниклардаги жараёнларнинг умумий мажмуасида транспорт машиналарининг тутган ўрни. 2. Транспорт машиналарнинг ривожланиш тарихи 3. Кончилик корхоналрида қўлланиладиган транспорт машиналарнинг ривожланиш тенденциялари (адабиёт ва интернет материаллари). 4. Транспорт машиналарнинг таснифи. 5. Юк кўтариш ва тортиш органларининг солиштирма тавсифи. 6. Конвейерларни йиғишга ва эксплуатация қилишга қўйиладиган талаблар. 7. Конвейерларни ҳисоблаш бўйича масалалар ечиш. 8. Темир йўл транспортини ҳисоблаш ва лойиҳалаш бўйича масалалар ечиш. 9. Автомомиль транспортини ҳисоблаш ва лойиҳалаш бўйича масалалар ечиш. 10.Транспорт машиналарини автоматлаштиришга қўйиладиган талаблар. 11.Карьерларда дастурлаштирилган бошқарув тизимини ривожлантириш истиқболлари. Дастурнинг информацион-услубий таъминоти Мазкур фанни ўқитиш жараёнида таълимнинг замонавий методлари, педагогик ва ахборот-коммуникация технологиялари қўлланилиши назарда тутилган. - Транспорт машиналари назарияси асослари бўлимига тегишли маъруза дарсларида замонавий компютер технологиялари ёрдамида презентацион ва электрон-дидактик технологияларидан; - Транспорт машиналарнинг унумдорлик параметрларини, транспорт қурилмаси тортиш кучини, ковейерлар параметрларини ҳисоблаш мавзуларида ўтказиладиган амалий машғулотларда ақлий хужум, гурухли фикрлаш педагогик технологияларидан; - Конвейерларнинг тузилишини ўрганиш ва уларнинг асосий ўлчамларини аниқлаш, конвейер роликларнинг айланишига қаршилик коэффициенти аниқлаш мавзуларида ўтказиладиган тажриба машғулотларида кичик гурухлар мусобақалари, гурухли фикрлаш педагогик технологияларини қўллаш назарда тутилади. Фойдаланиладиган асосий дарсликлар ва ўқув қўлланмалар рўйхати Асосий дарсликлар ва ўқув қўлланмалар 1. Григорьев В.Н., Дьяков В.А., Пухов Ю.С. Транспортные машины для подземных разработок. М.:Недра, 2004. - 383 с. 2. Спиваковский А.О., Потапов М.Г., Транспортные машины и комплексы открытых горных разработок. М.:Недра, 2005. – 383 с. Қўшимча адабиётлар 1. Шешко Е.Е. «Горно-транспортные машины и оборудование для открытых работ” : Учебное пособие, 2006 г. 2. Галкин В.И. и др. Современная теория ленточных конвейеров горных предприятий. М.: Изд-во МГГУ, 2005. 3. Справочник по шахтному транспорту. Под ред. Пейсаховича Г.Я., Ремизова И.П.. М.Недра, 2002 г. 4. Шохожаев Л.Ш. Куракли конвейерлар (машқ ва масалалар тўплами). Ўқув қўлланма. Тошкент: ТДТУ, 2003 г. 5. Шаходжаев Л.Ш., Аннақулов Т.Ж., Мирсаидов Г.М., Исаходжаев А.А. «Транспорт машиналари» фанидан лаборатория ишлари тўплами. Тошкент: ТДТУ, 2007й. 6. Шаходжаев Л.Ш. Кончилик корхоналари конвейер транспорти. Ўқув қўлланма. Тошкент, ТДТУ, 2007. 126 б. 7. www. Ziyo. net 8. http: //www//uralrti/ru. РЕСПУБЛИКА УЗБЕКИСТАН НАВОИЙСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТИ НАВОИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ Регистрировано: №_____________________ 201 ___ г.”_____ “ _________ “УТВЕРЖДАЮ” Проректор по учебной работе: ________________ Н.Абдуазизов “____” ____________ 2016 г. РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА по предмету “ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ” Область знаний: Область образования: Направление образования: 300 000 – Инжиниринг, производственные и строительные отрасли 310 000 – Инжиниринг и инженерное дело 5310700 – Электротехника, электромеханика и электротехнологии Семестр Всего Лекций Практических занятий Лабораторных работ Самостоятельное обучение Курсовое проектирование Навоий-2016 7 119 36 26 10 47 8 90 20 10 10 8 семестр Жами 209 56 36 20 97 Рабочая учебная программа по предмету разработана на основе учебного, рабочего учебного плана и типовой учебной программы. Составители: Старший преподователь кафедры “Электротехника, электромеханика и электротехнологии” ________________Ҳайдаров Ш.Б. Рабочая учебная программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры “Электротехника, электромеханика ва электротехнологии” за № 1 от “ 27“ августа 2015 года и передано для рассмотрения на заседании Совета факультета. Заведующий кафедры: __________________ Тошов Б.Р. Рабочая учебная программа рассмотрена на заседании Совета горного факультета и рекомендовано для использования в учебном процессе (протокол №1 от “ 28“ августа 2016 года) . Председатель совета факультета: ___________________ Атакулов Л.Н. Согласовано: Начальник учебно-методического отдела: ______________Толипов Н.У. Отведенные часы данной дисциплины по видам занятий Всего для освоения дисциплины отведено 209 часов. Из них :97 на самостоятельную работу. На аудиторные занятия 56 лекционных.20 лабораторных и 36 практических занятий. Аудиторные часы № Наименование темы Самостоятельная работа лекция лаборатория практика 1. Принципы расчета 2 2 10 основных параметров транспортных машин 2. Конвейерный 12 6 10 20 транспорт 3. Железнодорожный 20 6 4 20 транспорт 4. Автомобильный транспорт и самоходныемашины 5 Гидравлический транспорт 6. Транспорт с канатной откаткой 16 4 10 20 2 - 4 10 2 4 4 10 7. Комбинированный транспорт 2 - 2 7 56 20 ИТОГО ВСЕГО 36 209 97 ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН(2 часа) Содержание курса и его связь со смежными дисциплинами. Значение рудничного транспорта в общем комплексе операций на шахтах и карьерах. Современное состояние и задачи дальнейшего развития транспорта, выдвигаемые решениями правительства по комплексной механизации и автоматизации горнодобывающей промышленности. Классификация транспортных машин. Транспортируемые грузы и его характеристики.Принципиальные схемы грузопотоков, характеристики неравномерности грузопотоков. Условия эксплуатации и общие требования к транспортным машинам. Понятие о транспортных комплексах. Взаимосвязь отдельных звеньев транспорта, входящих в комплекс. Эффективность внедрения новой техники и автоматизации на транспорте, унификация и стандартизация транспортных машин. Общие сведения о грузонесущих тяговых элементах транспортных установок, их классификация и характеристика. Определение производительности машин и транспортных установок непрерывного и периодического действия. Сопротивление движению и силы тяги для перемещения сосредоточенных грузов и гибких тяговых органов. Динамические нагрузки в транспортных установках. Построение диаграммы натяжения. Уравнение движения транспортных машин и установок. Основы теории приводных устройств. Расчет мощности транспортных машин. Уравнение движения груза под собственным весом. Кинематические параметры транспортных установок гравитационного типа. Допустимая скорость движения и способы ее регулирования. Методы оценки качества и основные показатели надежности транспортных машин и комплексов. Конвейерный транспорт (12 часов) Общие сведения. Классификация конвейеров. Общее устройство конвейеров. Требования к подземным конвейерам. Схемы конвейерного транспорта на шахтах и карьерах. Скребковые конвейеры. Основные схемы. Устройство и конструктивная компоновка. Область применения. Типы и основные параметры забойных скребковых конвейеров. Тяговые цепи и скребки. Требования к конструкции скребковых конвейеров. Теория передачи тягового усилия зацеплением. Динамические усилия в тяговом органе. Методы исследования их на ЭВМ. Особенности конструкции рудных забойных конвейеров. Расчет скребковых конвейеров. Эксплуатация и монтаж скребковых конвейеров, требования к их автоматизации. Вопросы повышения надежности и долговечности скребковых цепей и рештаков. Технико-экономические показатели. Направления усовершенствования перспективы применения скребковых конвейеров. Пластинчатые конвейеры. Устройство и конструктивная компоновка. Типы и параметры конвейеров. Область применения. Применение промежуточных и уравнительных приводов Особенности расчета пластинчатых конвейеров. Особенности эксплуатации и автоматизации. Технико-экономические показатели. Ленточные конвейеры. Типы и основные параметры конвейеров. Устройство и конструктивная компоновка. Область применения. Типы и характеристика лент. Соединение лент. Расчет лент и стыковых соединений. Линейные секции и ролики. Конструктивные типы и область применения в зависимости от рода перемещаемого груза. Центрирующие роликоопоры. Секции конвейеров с жидким и канатным ставом. Расчет параметров канатного става. Типы приводов. Теория передачи тягового усилия трением посредством гибких тяговых органов. Тяговая способность различных типов приводов и способы ее увеличения. Распределение нагрузки между приводными барабанами. Назначение и типы натяжных устройств. Погрузочные и разгрузочные устройства. Очистные устройства. Устройство для улавливания лент при обрыве. Основы расчета ловителей. Требования к автоматизации ленточных конвейеров. Расчет приводов, натяжных станций, роликоопор и секций става. Расчет ленточных конвейеров. Расчет пусковых и тормозных режимов. Эксплуатация ленточных конвейеров. Направления усовершенствования. Специальные виды конвейерного транспорта на карьерах. Ленточно-канатные, пластинчатые, виброконвейеры и конвейерные поезда. Устройство и область применения. Особенности проектирования и расчеты. Крутонаклонные конвейеры. Типы и устройство. Особенности проектирования и расчета. Конвейеры для крупнокусковых грузов. Конструкции, методы проектирования и расчета. Устройство полустационарных и стационарных перегрузочных комплексов в карьерах при автомобильно-железнодорожном, автомобильно-конвейерном и других видах комбинированного транспорта. Проектирование перегрузочных комплексов с грохотами и дробилками при циклично-поточной технологии. Монтаж и эксплуатация конвейерных комплексов. Основы эксплуатации конвейеров. Особенности эксплуатации передвижных конвейеров. Монтаж конвейерных комплексов в карьерных условиях. Оценка надежности конвейеров и конвейерных линий. Технико-экономические показатели работы комплексов. Дистанционное управление конвейерами и системы сигнализации. Автоматический контроль работы конвейеров. Системы автоматического регулирования, применяемые на карьерных конвейерах. Железнодорожный транспорт (20 часов) Рельсовый путь и его элементы. Общая характеристика железнодорожного транспорта. Специальные требования к железнодорожному транспорту. Схемы рельсового транспорта на шахтах и карьерах. Рельсовые пути, их элементы, основные параметры путей. Стрелочные переводы с местным и дистанционным управлением. Основные правила эксплуатации и меры безопасности работы. Железнодорожныевагоны. Классификация и основные параметры. Конструкции основных узлов. Сопротивление движению. Продольная и поперечная устойчивость. Основные характеристики грузовых, людских и специальных вагонеток и вагонов. Основные параметры думпкаров. Эксплуатация и направления усовершенствования вагонеток. Бункерные поезда. Область их применения. Локомотивы. Типы и параметры локомотивов, применяемых на транспорте шахт и карьеров. Требования, предъявляемые к локомотивам. Типы электровозов, применяемых на подземном транспорте. Характеристика тяговых двигателей. Схемы управления электровозом и режимы его работы. Механическое оборудование. Системы торможения. Вопросы дистанционного и автоматического управления. Типаж электровозов. Аккумуляторные батареи и тяговые зарядные подстанции. Тяговые свойства тепловозов. Типы дизелей, электро- и гидропередач. Правила эксплуатации. Меры по обеспечению безопасности работы. Технико-экономические показатели работы электровозного транспорта. Прочие типы локомотивов. Общие сведения о воздуховозах, дизелевозах, гировозах. Область применения. Особенности конструкции и расчета.вопросы взрывобезопасности, пожарной безопасности и борьбы с вредными выхлопными газами и развития локомотивов на шахтах и карьерах. Основные узлы подвижного состава. Особенности устройства кузовов и рам думпкаров. Уход, характерные неисправности, их профилактика и устранение. Ходовые тележки и принцип их расчета. Виды подвески тяговых двигателей. Колесные пары и принципы их расчета. Устройство букс и их эксплуатация. Характерные неисправности элементов ходовой части, их профилактика и устранение. Назначение, классификация и устройство листовых, пружинных рессор и резинометаллических рессор. Принципы динамического расчета рессорного подвешивания с применением ЭВМ. Особенности рессорного подвешивания локомотивов и вагонов. Эксплуатация рессор, их характерные неисправности и профилактика. Назначение и классификация ударно-тяговых приборов. Устройство буферов и автосцепок. Характерные неисправности, их профилактика и устранение. Классификация тормозных систем карьерных локомотивов. Устройство пневматической тормозной системы и ее эксплуатация. Основы расчета тормозных систем. Неисправности пневматической тормозной системы, ее диагностика и профилактика. Эксплуатация подвижного состава.Организация технического обслуживания и ремонт локомотивов и вагонов. Деповское хозяйство, его оборудование. Особенности эксплуатации и ремонта. Виды ремонта. Автомобильный транспорт и самоходныемашины (16 часа) Автомобильный транспорт на карьерах и автодороги. Схемы развития автомобильных дорого в карьерах и их устройство. Классификация автомобильных карьерных дорог. Организация ремонта и эксплуатация автомобильных карьерных дорог. Машины, применяемые для механизации дорожно-строительных работ, их эксплуатация. Подвижной состав автотранспорта на карьерах и его элементы. Классификация подвижного состава карьерного транспорта: автосамосвалы, полуприцепы-самосвалы, автопоезда, троллейвозы и дизель-электрические самосвалы. Типы самосвалов. Устройство самосвалов. Эксплуатация самосвалов. Устройство седельных тягачей и полуприцепов-самосвалов. Карьерные автопоезда, область их применения. Эксплуатация полуприцепов и автопоездов. Троллейвозы-самосвалы и их характеристика, эксплуатация и основные неисправности. Дизель-троллейвозы. Их устройство и эксплуатация на передвижных и стационарных карьерных дорогах. Дизель-электрические самосвалы. Их характеристика и условия эксплуатации. Устройство моторизированных колес. Требования, предъявляемые к дизелям карьерных автомобилей. Их устройство, системы питания, охлаждения и смазки. Основные неисправности, их диагностика и профилактика. Устройство сцепления и коробки передач. Характеристика гидротрансформатора. Основные неисправности, их диагностика и профилактика. Устройство карданной передачи и принцип расчета. Основные неисправности, их профилактика. Устройств заднего моста и дифференциала и принцип его расчета. Основные неисправности, их диагностика и профилактика. Устройство переднего моста и рулевого управления. Рулевая трапеция. Гидроусилитель рулевого управления. Основные неисправности и их профилактика. Устройство пневматической тормозной системы самосвалов, уход и основные неисправности, их диагностика и профилактика. Устройство, основные неисправности механизма подъема кузова и их профилактика. Самоходное оборудование для погрузки и доставки горной массы. Типы подземных самоходных оборудований. Конструкция самоходных машин. Способы применения самоходных оборудований. Схема транспортирования. Погрузочные машины. Погрузочно-транспортные машины. Самоходные транспортные машины. Эксплуатационный расчет самоходных машин. Эксплуатация и техника безопасности. Эксплуатация подвижного состава автомобильного карьерного транспорта. Основы эксплуатации дорог в карьерах. Организация содержания дорог. Ремонт. Виды ремонта. Основы эксплуатации подвижного состава. Организация технического обслуживания подвижного состава. Ремонт, виды ремонта. Организация ремонта. Гидравлический транспорт (2 часа) Общие сведения. Классификация погрузочных машин. Область применения погрузочных машин на угольных и рудных шахтах. Конструкция машин цикличного и непрерывного действия. Расчет основных параметров. Техникоэкономические показатели погрузочных машин. Погрузочно-доставочные машины. Схемы и конструктивная компоновка погрузочно-доставочных машин. Производительность погрузочно-доставочных машин. Самоходные вагонетки. Область применения. Схемы и конструктивная компоновка самоходных вагонеток. Типы и параметры. Особенности тяговых расчетов самоходной вагонетки. Вопросы эксплуатации. Гидро-пневмотранспорт. Общие сведения о гидротранспорте. Основные элементы гидротранспортных установок. Область применения. Классификация. Основы теории и расчета. Технико-экономические показатели. Общие сведения о пневмотранспортных установках. Особенности расчета.применение гидравлических и пневматических закладочных комплексов. Требования к автоматизации гидро- и пневмотранспортных комплексов. Трубопроводный контейнерный транспорт. Направления развития и усовершенствования. Общие сведения. Значение вспомогательного транспорта при конвейеризации шахт. Классификация. Область применения различных видов вспомогательного транспорта для доставки людей и грузов. Монорельсовые и моноканатные подвесные дороги. Основы расчета самоходные рельсовые и безрельсовые вагонетки. Локомотивный и канатный вспомогательный транспорт. Откатные лебедки, их классификация. Технико-экономические показатели применения различных средств вспомогательного транспорта. Основные направления развития и усовершенствования схем и средств вспомогательного транспорта. Подъемные установки. Способы применения подъемных машин. Опрокидные скипы. Опрокидные клети. Неопрокидные клети. Неопрокидные скипы. Транспортные устройства технологического комплекса на поверхности карьера. Классификация технологических транспортных комплексов на поверхности карьеров. Комплексы разгрузки автомобильного и ж/д карьерного транспорта. Транспортное оборудование резервных и осреднительных складов полезного ископаемого. Комплексы для погрузки в ж/д став МПС. Питатели и затворы. Устройство элеваторов и скреперных установок. Применение теории массового обслуживания и определение с помощью ЭВМ оптимального размещения отдельных объектов на поверхности карьеров. Основы эксплуатации приемных, погрузочных и складских комплексов поверхности карьеров. Транспорт с канатной откаткой (2 часа) Применение и общие устройство канатных подвесных дорог, основные элементы и узлы канатных подвесных дорог, несущие канаты, вагонетка, разгрузка, опоры, угловые станции, погрузочные станции. Комбинированный транспорт(2 часа) Схемы комбинированного транспорта, область применение и принципы работы комбинированного транспорта. Автомобильно-железнодорожный транспорт. Автомобильно-конвейерный транспорт. Автомобильно-скиповой транспорт. Эксплуатация комбинированного транспорта на карьерах. Дробильно-перегрузочные пункты. Лекция № 1.Введение.Определение основных параметров транспортных машин План занятия. 1. Особенности работы и требования, предъявляемые к транспортным машинам. 2. Классификация транспортных машин. 3. Определение производительности транспортных машин. 4. Определение мощности двигателя транспортных машин. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Мозговая атака», Лекция № 2. Область применения конвейерного транспорта План занятия 1. Область применения конвейерного транспорта. 2. Достоинства и недостатки конвейеров. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Лекция № 3. Общее устройство скребкового конвейера План занятия 1. Скребковые конвейеры: область применения, достоинства и недостатки, общее устройство. 2. Приводные станции. 3. Натяжные станции. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Лекция № 4. Общее устройство пластинчатого конвейера План занятия 1. Пластинчатые конвейеры: область применения, достоинства и недостатки, общее устройство. 2. Приводные станции. 3. Натяжные станции. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Лекция № 5. Общее устройство ленточного конвейера План занятия 1. 2. 3. 4. Типы конвейерных лент. Опорные и отклоняющие устройства. Загрузочные и разгрузочные устройства. Вспомогательные устройства. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Лекция № 6. Теория привода ленточных конвейеров План занятия 1. Формула Эйлера. 2. Тяговая способность привода. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Лекция № 7. Расчет ленточного конвейера План занятия 1. Цель расчета. 2. Порядок расчета. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Лекция №8. Ленточно-тележечные и крутонаклонные конвейеры План занятия 1. Ленточно-тележечные конвейеры: область применения, достоинства и недостатки, общее устройство. 2. Крутонаклонные конвейеры: область применения, достоинства и недостатки, основные типы. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Лекция № 9. Область применения железнодорожного транспорта План занятия 1. Область применения железнодорожного транспорта. 2. Достоинства и недостатки железнодорожного транспорта. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер», Лекция № 10. Устройство железнодорожного пути План занятия 1. Нижнее строение железнодорожного пути. 2. Верхнее строение железнодорожного пути. 3. Трасса железнодорожного пути. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Инсерт», Лекция № 11.Железнодорожные вагоны План занятия 1. Классификация железнодорожных вагонов. 2. Основные схемы железнодорожных вагонов. 3. Основные параметры железнодорожных вагонов. УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел. ППТ. «Бумеранг», Лекция № 12.Устройство локомотивов План занятия 1. Общее устройство локомотивов. 2. Схемы питания электроэнергией нодорожного транспорта. электроподвижного состава УТС.Компьютер, видеопроектор, экран, слайд ППТ. «Мозговая атака» Лекция № 13.Основные параметры локомотивов План занятия 1. Общее устройство локомотивов. 2. Основные параметры локомотивов. УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел. ППТ. «З.Х.У.» Лекция № 14. Силы сопротивления движению поезда План занятия 1. 2. Основное сопротивление движению поезда. Дополнительное сопротивление движению поезда. УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел. ППТ. «Мозговая атака» Лекция № 15. Тормозная сила поезда План занятия желез- 1. Виды торможения. 2. Тормозная сила поезда: как реализуется, регулируется, чем ограничивается? УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Мозговая атака», Лекция № 16. Основное уравнение движения поезда План занятия 1. 2. Вывод основного уравнения. Анализ режимов движения поезда. УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел. ППТ. «Бумеранг Лекция № 17. Тяговый расчет железнодорожного транспорта План занятия 1. Цель расчета. 2. Порядок расчета. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Инсерт» Лекция № 18. Средства связи, сигнализации, централизации и блокировки План занятия 1. Средства связи на железнодорожном транспорте. 2. Средства СЦБ. УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел. ППТ. «Мозговая атака», Лекция № 19. Эксплуатационный расчет железнодорожного транспорта План занятия. 1. Цель расчета. 2. Порядок расчета. 3. График движения поездов. Учебно-технические средства (УТС). Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. Передовые педагогические технологии (ППТ). «З.Х.У.» Лекция № 20. Автомобильные дороги План занятия 1. Область применения автомобильного транспорта. 2. Достоинства и недостатки автотранспорта. 3. Общее устройство автодороги. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Лекция № 21. Общее устройство автосамосвала План занятия 1. Типы двигателей. 2. Трансмиссии. 3. Тормозные и другие системы. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Инсерт», Лекция № 22. Основные параметры автосамосвала План занятия 1. Основные параметры автосамосвала. 2. Типы автосамосвалов (часть 1). УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Лекция № 23. Подвижной состав автотранспорта План занятия 1. Типы автосамосвалов (часть 2). 2. Автопоезда, самоходные вагоны, ковшовые погрузчики. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Лекция № 24. Сила тяги автомобиля Силы сопротивления движению автомобиля План занятия 1. Тягово-динамическая характеристика. 2. Основное сопротивление движению автомобиля. 3. Дополнительные сопротивления движению автомобиля. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Лекция № 25. Основное уравнение движения автомобиля Тяговый расчет автотранспорта План занятия 1. Вывод основного уравнения. 2. Анализ режимов движения автомобиля. 3. Цель расчета. 4. Порядок расчета. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Лекция № 26. Основные схемы гидротранспортных установок План занятия 1. Область применения, достоинства и недостатки гидротранспорта. 2. Основные схемы гидротранспортных установок. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Лекция № 27. Общее устройство подвесной канатной дороги План занятия 1. Двухканатная подвесная дорога с кольцевым движением: схема, принцип действия. 2. Основные узлы. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Лекция № 28. Область применения схем комбинированного транспорта План занятия 1. Общие сведения о комбинированном транспорте. 2. Основные схемы. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» ТЕМЫ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ (20 часов). 1. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ СКРЕБКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ (2 часа) ПЛАН: 1. Рештачный став скребковых конвейеров 2. Привод скребкового конвейера УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер», 2. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ПЛАСТИНЧАТЫХ КОНВЕЙЕРОВ (2 часа) ПЛАН: 1. Основные элементы пластинчатового конвейера 2. Типы пластинчатых конвейеров. УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел, ППТ. «Мозговая атака», 3. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ (2 часа) ПЛАН: 1. Конвейерные ленты 2. Роликовый став 3. Натяжные станции УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер», 4. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ РУДНИЧНЫХ РЕЛЬСОВЫХ ПУТЕЙ (2 часа) ПЛАН: 1. Нижнее строение рельсового пути и откаточные выработки 2. Верхнее строение рельсового пути УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел. ППТ. «Бумеранг», 5. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ РУДНИЧНЫХ ВАГОНЕТОК И ЛОКОМОТИВОВ(2 часа) ПЛАН: 1. Конструкция шахтных вагонеток 2. Локомотивы УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер», 6. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПАРАМЕТРОВ АВТОСАМОСВАЛОВ(2 часа) ПЛАН: 1)Двигатели 2) Трансмиссии УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер», 7.ИЗУЧЕНИЕ СХЕМЫ РАБОТЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ТРАНСПОРТА МАТЕРИАЛОВ, ОБОРУДОВАНИЯ И ЛЮДЕЙ(2 часа) ПЛАН: 1. Напочвенные средства вспомогательного транспорта. 2. Подвесные средства вспомогательного транспорта УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел, ППТ. «Инсерт», 8.ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПАРАМЕТРОВ ПОГРУЗОЧНЫХ МАШИН(2 часа) ПЛАН: 1)Двигатели 2) Трансмиссии УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер», 9. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ КАНАТНЫХ ПОДВЕСНЫХ ДОРОГ (2 часа) ПЛАН: 1. Основные элементы и узлы канатных подвесных дорог 2. Вагонетка 3.Опоры УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел, ППТ. «Инсерт», 10. ИЗУЧЕНИЕ МОНТАЖА И ЭКСПЛУАТАЦИИ КАНАТНЫХ ПОДВЕСНЫХ ДОРОГ(2 часа) ПЛАН: 1. Применение и общее устройство канатных подвесных дорог 2. Основные элементы и узлы канатных подвесных дорог УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел, ППТ. «Инсерт», ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ (36 часов). 1.ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН. (2 часа) УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер 2.ВЫБОР ТИПА ЭКСКАВАТОРА ИОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ. (2 часа) УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер», 3.РАСЧЕТ СКРЕБКОВОГО КОНВЕЙЕРА. (4 часа) УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер», 4.РАСЧЕТ ПЛАСТИНЧАТОГО КОНВЕЙЕРА.(2 часа) УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер», 5. ВЫБОР ТИПА И ПАРАМЕТРОВ КОНВЕЙЕРА.(2 часа) УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер», 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ПРИВОДА.(2 часа) УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер», 7. ДЛИНА КОНВЕЙЕРНОГО СТАВА.(2 часа) УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер», 8.ВЫБОР ТИПА ЛОКОМОТИВА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВАГОНОВВ СОСТАВЕ. (2 часа) УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел. ППТ. «Мозговая атака» 9.ПРОВЕРКА ВЫБРАННОГО ВЕСА СОСТАВА ПОЕЗДА ПО ТОРМОЖЕНИЮ. (2 часа) УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел. ППТ. «Мозговая атака» 10.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНВЕНТАРНОГО ПАРКА ЭЛЕКТРОВОЗОВ И ДУМПКАРОВ. (2 часа) УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел. ППТ. «Мозговая атака» 11.РАСЧЁТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМПЛЕКСОВ И АГРЕГАТОВ. (2 часа) УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер 12.РАСЧЁТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПОГРУЗОЧНЫХ МАШИН. (2 часа) УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Инсерт», 13. РАСЧЕТ СКРЕПЕРНОЙ УСТАНОВКИ. (2 часа) УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел. ППТ. «Бумеранг», 14. ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ АВТОТРАНСПОРТА. (2 часа) УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер 15. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ АВТОСАМОСВАЛОВ. (2 часа) УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер 16. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ РАСЧЕТ АВТОТРАНСПОРТА. (2 часа) УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «Кластер 17. ОСНОВЫ ТЯГОВОГО И ПУТЕВОГО РАСЧЕТОВ КАНАТНЫХ ДОРОГ. (2 часа) УТС. Раздаточные материалы, кодоскоп, доска, мел. ППТ. «Бумеранг», КУРСОВОЙ ПРОЕКТ. Курсовой проект предназначен для закрепления и углубления знаний, полученных студентами в процессе изучения курса. Научить студентов применять полученные знания при самостоятельном решении технических вопросов, связанных с комплексной механизацией и автоматизацией основных производственных процессов при разработке месторождений полезных ископаемых, эксплуатацией и модернизацией некоторых узлов установок. Воспитать у студентов чувство ответственности за порученную работу и личной инициативы при решении поставленной задачи. Подготовить студентов к самостоятельной работе со справочной литературой, действующими ГОСТами, ведомственными нормативами, инженерными методами расчета, принятыми в проектных организациях и промышленности и выработать навыки в составлении расчетно-пояснительных записок. Конечной целью курсового проектирования является подготовка студентов к выполнению квалификационной выпускной работы. В курсовом проекте рассматриваются вопросы механизации основных и вспомогательных работ добычных и вскрышных горизонтов карьеров, где предусматривается обоснование выбора оборудования для комплексной механизации открытых горных работ, типа буровых машин, экскаваторов и выемочно-транспортирущих машин, определения оптимальных режимов работы оборудования в заданных горно-геологических условиях и повышение эксплуатационной надежности горного оборудования. Темы самостоятельных работ История развития транспортных машин в горных предприятиях (2 часа) Понятие о грузах и грузопотоках(2 часа) Роль транспортных и стационарных машин в шахтах и карьерах (2 часа) Требования к эксплуатацию ленточных конвейеров на шахтах (2 часа) Монтаж и демонтаж скребковых конвейеров (2 часа) Раздельные пункты(2 часа) Особенности применения крутонаклоных конвейеров на карьерах (2 часа) Требования к автоматизацию транспортных машин (2 часа) Зарубежный опыт применения дизель-троллейвоза на карьерах (2 часа) Средства механизации работ на погрузочных пунктах (2 часа) Техника безопасности при работе на буровых станках. (2 часа) Драглайн, грейдер, цепной экскаватор. (2 часа) Основы эксплуатации автотранспортных средств(2 часа) Роторный экскаватор, фрейзерный экскаватор. (2 часа) Системы и механизмы управления экскаваторами. (2 часа) Эксплуатация металлических конструкций экскаваторов. (2 часа) Устойчивость экскаваторов. (2 часа) Инерционные конвейеры(2 часа) Параметрические ряды и типажи экскаваторов. (2 часа) Понятие о структуре комплексной механизации. (2 часа) Подземные скреперные установки(2 часа) Выбор машин и механизмов, комплексов непрерывного действия. (2 часа) Рабочее оборудование навесных рыхлителей. (2 часа) Технические характеристики и конструкции бульдозеров, рыхлителей, скреперов и одноковшовых погрузчиков. (2 часа) Автомобильно-железнодорожный и автомобильно-скиповой транспорт Техническое обслуживание самоходных транспортных машин (2 часа) Конструктивные особенности ленточных конвейеров (2 часа) Автомобильно-конвейерный транспорт(2 часа) Основные элементы верхнего строения и укладка рельсового пути (2 часа) (все материалы из научных журналов и Интернета) ЛИТЕРАТУРА 1. Шешко Е.Е. Горно-транспортные машины и оборудование для открытых работ: Учеб.пособие. – 3-е перераб. и доп. – 2003. – 260с. 2. Теория локомотивной тяги. Под редакцией В. Д. Кузмича. М:Маршрут, 2005 3. Шешко Е.Е.Эксплуатация и ремонт оборудования транспортных комплексов карьеров: Учеб.пособие. -2000. - 425 с. 4.Квагинидзе B.C. Эксплуатация карьерного горного и транспортного оборудования в условиях Севера. - 2002. - 243 с. 5.А.В. Гришенко, Ш.С.Файзибоев. Локомотивларнинг электр аппаратлари:Тошкент 2007. 6.Тортув электр машиналари. Тошкент 2011. Дополнительные литературы 1. Каримов И.А. Юксакмаънавиятенгилмас куч. Т.: 2008. 2. Каримов И.А. Баркамолавлодорзуси. Т.: «Шарк», 1999. 3. Каримов И.А. Мустакилликкаэришишостонасида. Т.:2011. 4. Дьяков. В.А. Транспортные машины и комплексы открытых разработок. «Недра», 1986-212с. 5. Вирабов А.А. Рудничный транспорт М; Недра , 1976-534с. 6. Спиваковский А.О., Потапов М.Г. Транспортные машины и комплексы открытых горных разработок. М., Недра, 1983-412с. 7. Шешко Е.Е. Экплуатация и ремонт оборудования транспортных комплексов карьеров Москва МГГУ 1996-312с. 8. Андреев А.В., Шешко Е.Е. Транспортные машины и комплексы для открытой добычи полезных ископаемых. М., Недра, 1975-644с. 9. Справочник «Открытие горное работы» М. «Горное бюро» -1994 г. 10. Шахтный и карьерный транспорт. Вып. 11. М.: Недра, 1990. 11. Л.Ш.Шаходжаев Расчет шахтного конвейерного транспорта: Методическая разработка, Ташкент: Таш ПИ, 1986. 12. Шаходжаев Л.Ш. Задачи и упражнения по ленточным конвейерам. Учебное пособие. Ташкент: Таш ПИ, 1988. 13. Шаходжаев Л.Ш. Куракли конвейерлар. Ўқув қўлланма. Тошкент: ТДТУ 14. Картавый Н.Г. «Стационарные машин» Москва Недра, 1981-242с. 15. Песвианидзе А.В. «Расчет шахтных подъемных установок» Высшее образование .1992-566с. 16. Хаджиков Р.Н.,Бутаков С.А «Горная механика» Москва, Недра. 1982-564с. 17. Под общей редакцией Щадова М.И. Справочник механика открытых работ. М.Недра 1987-332с. 18. Журналы («Горный вестник Узбекистана», «ТДТУ хабарлари», «Техника юлдузлари», «Горный журнал», «Горно-аналитический бюллетень», «Mining Journal», «Miming and Metallurgy»). 19. Сайты интернета:http://www.msmu.ru/, http://msmu.ru/index., mailto:[email protected], http://www.biblus.ru/, http://www.rosugol.ru/, http://www.conveer.ru/, http://library.stroit.ru/, http://www.ssgpo.kz/, http://www.ssgpo.kz/ssgpo/struct/mine, http://www.nkmz.com/, КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН И ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО МАТЕРИАЛА (лекционные, лабораторные, практические занятия, графические занятия, графические работы) по дисциплине Транспортные машины Лекции читает ___ .. Консультации и практические занятие ведет Лабораторные занятия ведет__ Производ. практ.проводит_________________ Экзаменатор______________________________ Факультет __Горный___________ Курс____ Группа ___ __________________ ________________ № Виды заняти й Наименование темы и ее краткое содержание От веде но час ов 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция лекция 24 25 26 27 28 лекция лекция лекция лекция Введение. Определение основных параметров транспортных машин Область применения конвейерного транспорта Общее устройство скребкового конвейера Общее устройство пластинчатого конвейера Общее устройство ленточного конвейера Теория привода ленточных конвейеров Расчет ленточного конвейера Ленточно-тележечные и крутонаклонные конвейеры Область применения железнодорожного транспорта Устройство железнодорожного пути Железнодорожные вагоны Устройство локомотивов Основные параметры локомотивов Силы сопротивления движению поезда Тормозная сила поезда Основное уравнение движения поезда Тяговый расчет железнодорожного транспорта Средства связи, сигнализации, централизации и блокировки Эксплуатационный расчет железнодорожного транспорта Автомобильные дороги Общее устройство автосамосвала Основные параметры автосамосвала Подвижной состав автотранспорта Сила тяги автомобиля Силы сопротивления движению автомобиля Основное уравнение движения автомобиля Тяговый расчет автотранспорта Основные схемы гидротранспортных установок Общее устройство подвесной канатной дороги Область применения схем комбинированного транспорта Отметка о выполн. Число и Кол-во месяц часов 5 6 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Преподаватель ________________________________________________ Зав. кафедрой _________________________________________________ Подпи сь препо давателя 7 КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН И ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО МАТЕРИАЛА (лекционные, лабораторные, практические занятия, графические занятия, графические работы) по дисциплине Транспортные машины Лекции читает ___ .. Консультации и практические занятие ведет Лабораторные занятия ведет__ Производ. практ.проводит_________________ Экзаменатор______________________________ № 1 1 2 3 4 Виды заняти й Наименование темы и ее краткое содержание 2 3 Факультет __Горный___________ Курс____ _________________ Группа _____________________ Отведено часов 4 Лабораторные занятия лаб.раб. лаб.раб. лаб.раб. лаб.раб. 5 лаб.раб. 6 лаб.раб. 7 лаб.раб. 8 лаб.раб. 9 лаб.раб. 10 лаб.раб. Изучение конструкции скребковых конвейеров Изучение конструкции пластинчатых конвейеров Изучение конструкции ленточных конвейеров Изучение конструкций рудничных рельсовых путей Изучение конструкции рудничных вагонеток и локомотивов Изучение конструкции и параметров автосамосвалов Изучение конструкции и параметров погрузочных машин Изучение конструкции канатных подвесных дорог Изучение монтажа и эксплуатации канатных подвесных дорог Изучение схемы работы вспомогательного транспорта материалов, оборудования и людей Отметка о выполн. Число и месяц Колво часо в Подп ись препо давател я 5 6 7 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Преподаватель ________________________________________________ Зав. кафедрой __________________________________________________ КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН И ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО МАТЕРИАЛА (лекционные, лабораторные, практические занятия, графические занятия, графические работы) по дисциплине Транспортные машины Лекции читает ___ .. Консультации и практические занятие ведет Лабораторные занятия ведет__ Производ. практ.проводит_________________ Экзаменатор______________________________ Факультет __Горный___________ Курс____ _________________ Группа _____________________ № Виды занятий Наименование темы и ее краткое содержание От веде но час ов 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 практика практика практика практика практика практика практика практика практика Производительность транспортных машин Расчет скребкового конвейера Расчет пластинчатого конвейера. Расчет ленточных конвейеров. Расчет электровозной откатки Расчет карьерного железнодорожного транспорт Расчёт производительности комплексов и агрегатов. Расчёт производительности погрузочных машин Определить эксплутационную призводительность погрузочной машины Эксплуатационный расчет самоходных машин Расчет скреперной установки Расчет карьерного автомобильного транспорта Эксплуатационный расчет автотранспорта Выбор и расчет основных параметров погрузочнодоставочных машин Основы тягового и путевого расчетов канатных дорог Отметка о выполн. Число Коли во месяц часо в 5 Практические занятия 9 10 11 12 13 14 15 практика практика практика практика практика практика 2 4 2 4 2 2 2 2 2 2 2 4 2 2 2 Преподаватель ________________________________________________ Зав. кафедрой ________________________________________________ 6 Подп ись препо давател я 7 ТЕМА 1 ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН Технология обучения на лекцию № 1. Время - 2 час Количества студентов: 40-50 чел Форма учебного занятия Введение, визуальная лекция План учебного занятия 1.Особенности работы и требования, предъявляемые к транспортным машинам. 2.Классификация транспортных машин. 3.Определение производительности транспортных машин. Цель учебного занятия: изучение классификация карьерных транспортных машин, транспортные комплексы и их производительности, кратко об основных узлов и элементов транспортных машин и их параметры, генеральный план карьера ознакомление студентов о транспортных машинах применяемых в горной промышленности для транспортирования горной массы и их область применения. Конструкции и основные элементы транспортных средств, выбор транспортного оборудования, и направления их развитии. Изучение студентов о характеристики транспортируемых грузов, технологические схемы рудничного транспорта Задачи преподавателя: • ознакомить с механизациями использующие в горных предприятиях; • рассказать о предмете, о Результаты учебной деятельности: Студент должен узнать: - Что изучает предмет «транспортные машины » - Какова роль и применение транcпортных машин в современном производстве; -Основные параметры и принцип работы транспортных машин методах горная транспорт; • кратко охарактеризовать Методы и техники обучения Лекция – визуализация, техники: блицмеханические оборудования опрос, фокусирующие вопросы, «думай горных предприятиях; – работай в паре – делись», техника «Кластер». Средства обучения Лазерный проектор, визуальные Формы обучения материалы, информационное Коллективная, обеспечение. фронтальная работа, работа в парах. Условия обучения Аудитория, приспособленная для работы с ТСО. Технологическая карта лекции (1-е занятие) Этапы, время Деятельность преподавателя 1 этап. 1.1. Сообщает, тему, цель, Введение планируемые результаты учебного студентов 1.1. Слушают, записывают. 2(10 этап. Основной занятия мин.) и план его проведения. 2.1. С целью актуализировать знания (60 мин.) студентов задает фокусирующие 2.1. Слушают. По очереди отвечают на вопросы. вопросы: Слушают 1. В чем заключаются особенности правильный работы транспортных машин на ответ. горных разработках? 2. Какие требования предъявляются к транспортным машинам? 3. Каковы основные виды транспорта и области их применения? 4. Как классифицируются транспортные машины? 5. В чем заключается принципиальное различие между транспортными установками непрерывного и периодического действия? Для ответа на вопросы организует 2.3. Обсуждают работу в парах. Проводит блиц-опрос. содержание 3- этап. Заключительная (10 мин.) 2.3. Последовательно излагает схем материал лекции по вопросам плана, и таблиц, визу- использует визуальные материалы альные Акцентирует внимание на ключевых 3.1. Проводит блиц-опрос. Делает моментах темы, предлагает их материа3.1. Отвечают лы, уточняют, итоговое записать.заключение. Дает задание для самостоятельной работы. на задают вопрос. вопросы. Записывают главное. Лекция 1. Введение. Определение основных параметров транспортных машин Транспортирование является основным технологическим процессом добычи полезного ископаемого. На его долю приходится 40-60 % капитальных и эксплуатационных затрат горного предприятия. К особенностям работы транспортных машин относятся: 1. Постоянное изменение местоположения пунктов погрузки, а иногда и пунктов разгрузки, что значительно усложняет организацию транспортных работ. 2. Необходимость соответствия основных конструктивных параметров транспортной машины основным конструктивным параметрам погрузочной машины. 3. Необходимость преодоления подъемов при значительной массе машины: железнодорожный транспорт - 2-3о (60 %о); автомобильный транспорт - 5-6о (120 %о); конвейерный транспорт - 16-18° (300 %о). 4. Сложные горнотехнические и климатические условия работы. К транспортным машинам предъявляются следующие требования: 1. Обеспечение заданной производительности. 2. Высокая надежность. 3. Обеспечение меньших затрат на транспортирование груза. 4. Безопасность движения машин. Транспортные машины предназначены для транспортирования полезного ископаемого и вскрышных пород, т. е. основных грузов. Наибольшее распространение получили железнодорожный, автомобильный и конвейерный транспорт, а также их комбинации. Применяются гидравлический транспорт, транспорт канатными подвесными дорогами, скиповые подъемные установки, кабельные краны. К транспортным установкам относится также оборудование, используемое для механизации погрузочных, перегрузочных и разгрузочных работ (питатели, дозаторы, затворы и т.д.). Вспомогательные грузы, т.е. оборудование, запасные части, горючесмазочные материалы, взрывчатые вещества и др., перевозятся автомобильным или железнодорожным транспортом. Железнодорожный транспорт предназначен для карьеров, имеющих относительно большие размеры в плане и объемы перевозки от 20 до 150 млн т горной массы в год, глубину разработки до 250 м, расстояние транспортирования 5-15 км. Автомобильный транспорт имеет широкую область применения на карьерах от карьеров малой и средней производственной мощности (с грузооборотом до 15-20 млн т горной массы в год) при расстоянии транспортирования 1,5-3 км до крупных карьеров (70-100 млн т) при расстоянии транспортирования до 5 км (в отдельных случаях и более). Конвейерный транспорт последнее время эффективно применяется как на мягких горных породах (при грузооборотах 50-60 млн т в год и более), так и на скальных породах (при грузооборотах 20-30 млн т в год) при расстоянии транспортирования 4-6 км (в отдельных случаях до 20 км). Область эффективного применения различных видов транспорта весьма ориентировочна, и в каждом конкретном случае рациональный вид (или комбинация видов) транспорта определяется экономической эффективностью и экологической целесообразностью различных вариантов. Простота обслуживания достигается применением одного вида транспорта на карьере. Однако это не всегда эффективно. Поэтому часто для транспортирования вскрышных пород применяется один вид транспорта, а транспортирования полезного ископаемого - другой. Более того, в соответствии с условиями эксплуатации горную массу по всей длине трассы целесообразно в ряде случаев транспортировать не одним видом транспорта, а двумя (или даже несколькими) с перегрузкой. В этом случае транспорт называют комбинированным (автомобильно-железнодорожный, автомобильно-конвейерный, автомобильно-скиповой и т.д.). Транспортные машины принято классифицировать по основному признаку принципу действия. По этому принципу транспортные машины разделяются на машины непрерывного действия, перемещающие груз непрерывным потоком, и машины цикличного действия, при работе которых четко выражен цикл выполняемых последовательно операций: погрузка горной массы в машину, движение с грузом, разгрузка и движение без груза (порожняком) к месту погрузки (далее цикл повторяется). К машинам непрерывного действия относятся конвейеры (всех типов), гидравлические транспортные установки и т.д. К машинам цикличного действия относят железнодорожные составы, автомобили, скиповые подъемники и т.д. Карьерные транспортные машины имеют ряд особенностей по сравнению с аналогичными промышленными. Во-первых, пункты погрузки, а иногда и разгрузки постоянно изменяют свое положение, перемещаясь вслед за фронтом горных работ. Это вызывает необходимость периодического перемещения транспортных коммуникаций (железнодорожных путей или автомобильных дорог) или оборудования (конвейерных ставов и др.), т.е. появляются временные передвижные коммуникации и оборудование, которые обусловливают дополнительные требования к работе машин на этих участках. Во-вторых, необходимость преодоления значительных уклонов трассы при значительной массе машин предопределяет повышение требования к их тягово-динамическим качествам. В-третьих, карьерный транспорт, являясь промежуточным звеном между процессами выемки горной массы и ее переработки или складирования, определяет организационную и параметрическую взаимосвязь между предыдущим (выемкой) и последующим (переработка или складирование) технологическими процессами. Это означает, что смежные технологические процессы должны быть механизированы соответствующим друг другу оборудованием, т. е. удовлетворять условию комплектности механизации открытых горных работ. Кроме того, эффективность, а иногда и возможность работы транспортной машины определяется свойствами перевозимого груза и параметрами трассы. Производительность транспортной машины Производительность транспортной машины представляет собой количество груза, перемещаемое за единицу времени. Мгновенная производительность или определяется как приращение груза , т, или объема M, за весьма малый промежуток времени т.е. (1.1) Производительность за конечные промежутки времени (час, минута, смена, сутки и т. д.) представляет собой средние значения. Теоретическая производительность (рассчитывается за секунду, минуту, час) по массе транспортной машины цикличного действия вычисляется по формуле (1.2) где - грузоподъемность транспортной машины (наибольшая допустимая к перевозке масса груза в кузове вагона, автосамосвала и т.д.), т; - время (длительность) цикла (рейса), с, мин, ч. Время полного цикла (рейса) транспортной машины определяется затратами времени на погрузку движение с грузом разгрузку движение порожняком и маневровые операции т.е. (1.3) Если количество груза в транспортной машине выражается в единицах объема, м, то получаем объемную производительность: (1.4) Теоретическую производительность транспортных машин непрерывного действия по массе вычисляют по формуле (1.5) В инженерных расчетах единицами измерения производительности приняты т/ч или . Учитывая, что единица измерения линейного веса груза - Н/м, а скорость движения грузонесущего органа - м/с, в выражении (1.6) производительность, т/ч, записывается в следующем виде: .(1.6) Теоретическая производительность по объему, , ,(1.7) где - площадь поперечного сечения груза, находящегося на грузонесущем органе, . Если на транспортной машине непрерывного действия перемещение груза происходит в отдельных сосудах (подвесная кольцевая канатная дорога и др.) вместимостью , расположенных с шагом , м, то груз можно считать распределенным по длине тягового органа с условно распределенным весом , отнесенным к 1 м длины, , а производительность , т/ч, где - насыпная плотность руды, . Выражения для производительности машин цикличного и непрерывного действия (1.1), (1.2), (1.4), (1.5), (1.6), (1.7) учитывают только конструктивные возможности машины и предназначены для определения теоретической производительности транспортной машины. В реальных условиях эксплуатации пользуются значениями технической и эксплуатационной производительности. Техническая производительность является максимально возможной для данной транспортной машины (установки) в конкретных условиях эксплуатации (обычно в течение 1 ч). Техническая производительность определяется с учетом физико-механических свойств пород, влияющих на степень использования грузоподъемности или вместимости машины, а также неизбежных технологических перерывов в работе машины данного вида. Для транспортных машин цикличного действия (1.8) где - соответственно, коэффициенты использования грузоподъемности и вместимости транспортной машины; - время цикла с учетом необходимых технологических простоев (например, при обмене транспортных средств у экскаватора), мин. Для машин непрерывного действия ,(1.9) где - соответственно, коэффициент, зависящий от угла естественного откоса груза, и коэффициенты, учитывающие степень заполнения грузонесущего полотна и снижение производительности конвейера из-за необходимых технологических перерывов в работе (перестановка бункера-питателя или перегружателя). Эксплуатационная производительность определяется обычно за более длительный период времени (смену, сутки, месяц, чаще год) и оценивается с учетом надежности работы транспортных машин, а также регламентированных простоев в плановых ремонтах, при приемке и сдаче смены, по климатическим условиям, в праздничные и выходные дни, ввиду сезонности работ и т.д. Таким образом, эксплуатационная производительность за год ,(1.10) где - число часов работы транспортной машины в течение года; -коэффициент готовности машины к работе за рассматриваемый период. Мощность привода транспортной машины Мощность, потребляемую транспортной машиной , рассчитывают по следующим формулам: в двигательном режиме по формуле ;(1.11) в тормозном (генераторном) режиме по формуле ,(1.12) где - коэффициент запаса, учитывающий кратковременные перегрузки двигателя; - КПД передачи; - скорость движения, м/с. При определении мощности по формулам (1.11) и (1.12) при часто меняющейся нагрузке пользуются средним квадратичным значением тягового усилия за цикл. Расход энергии Расход энергии за цикл , , транспортной машины определяют по потребляемой мощности за каждый период транспортного цикла, т.е. ,(1.13) где - мощность, потребляемая транспортной машиной в течение составляющих времени цикла , ч. Сопоставление расхода энергии транспортных машин проводится по удельным показателям - энергозатратам, отнесенным к массе перевезенного груза , т: (1.14) или к массе груза и расстоянию транспортирования: .(1.15) Значения и измеряются в ив . Контрольные вопросы 1. Как определяется производительность транспортных установок непрерывного и периодического действия? 2. Как определяется мощность двигателя транспортных установок непрерывного и периодического действия? ТЕМА 2 КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ Технология обучения на лекцию № 2. Время - 2 час Количества студентов: 50-60 чел Форма учебного занятия Визуальная лекция План учебного занятия 1. Введение. 2. Общие сведения. 3. Схемы карьерного конвейерного транспорта. Цель учебного занятия: изучение системы разработки открытых горных работ с применением конвейерного транспорта, схемы транспортирования вскрышных пород, схемы карьерного конвейерного транспорта. Результаты учебной деятельности: Студент должен узнать: • ознакомить с типами - Что изучает системы разработки конвейерами транспортами; открытых горных работ с применением конвейерные транспорты • рассказать о схемы - Какова роль и применение конвейерных транспортний современном производстве; карьерного конвейерного транспорта • кратко рассказать о Задачи преподавателя: - принципы работы. Методы и техники обучения Лекция – визуализация, техники: блицопрос, фокусирующие вопросы, «думай – работай в паре – делись», техника «Кластер». Средства обучения Лазерный проектор, визуальные Формы обучения материалы, информационное Коллективная, обеспечение. фронтальная работа, работа в парах. Условия обучения Аудитория, приспособленная для работы с ТСО. Технологическая карта лекции (1-е занятие) Этапы, время Деятельность преподавателя 1 этап. 1.1. Сообщает, тему, цель, Введение планируемые результаты учебного 2(10 этап. Основной занятия мин.) и план его проведения. 2.1. С целью актуализировать знания (60 мин.) студентов задает фокусирующие вопросы: – Общие сведения? - Системы разработки открытых горных работ с применением конвейерного транспорта? -Схемы карьерного конвейерного транспорта? -Схема транспортирования угля и вскрышных пород за пределы карьера с использованием конвейерного транспорта? Для ответа на вопросы организует студентов 1.1. Слушают, записывают. 2.1. Слушают. По очереди отвечают на вопросы. Слушают правильный ответ. работу в парах. Проводит блиц-опрос. 2.3. Обсуждают содержание схем 2.3. Последовательно излагает 3- этап. Заключительная (10 мин.) материал лекции по вопросам плана, 3.1. Проводит блиц-опрос. Делает использует визуальные материалы итоговое заключение. Дает задание Акцентирует внимание на ключевых для самостоятельной работы. моментах темы, предлагает их записать. и таблиц, визуальные материа3.1. Отвечают лы, на уточняют, задают вопрос. вопросы. Записывают главное. Лекция 2. Область применения конвейерного транспорта План лекции 1.Область применения конвейерного транспорта. 2.Достоинства и недостатки конвейеров. В настоящее время конвейерный транспорт имеет на карьерах значительно меньшее применение по сравнению как с железнодорожным, так и с автомобильным транспортом, но при этом число новых и проектируемых конвейерных линий непрерывно возрастает. Конвейерный транспорт отличают поточность действия; возможность достижения высокой, практически неограниченной производительности, независящей от длины установки; высокая степень автоматизации, незначительный штат обслуживающего персонала; большой угол наклона установки (в до 18-20°, что примерно соответствует 320-360 %о). Практика показала, что конвейерный транспорт более безопасен, чем железнодорожный и автомобильный. Вместе с тем конвейерному транспорту присущи некоторые особенности, ограничивающие область его применения. В большой степени эти ограничения вызваны свойствами перемещаемых горных пород. При транспортировании скальных крупнокусковых (более 300-400 мм) и абразивных грузов на типовых ленточных конвейерах сокращаются сроки службы ленты и поддерживающих роликов, подвергающихся износу и ударным нагрузкам (при кусках, превышающих 800 мм, транспортирование вообще невозможно; эксплуатационные трудности возникают также при перемещении влажных, налипающих пород (глины, мела и т.д.)). В суровых климатических условиях необходимы специальные меры для обеспечения работы конвейерных установок. В противном случае надежна лишь их сезонная работа. В зависимости от места расположения конвейера и его роли в транспортной цепочке конвейерная линия состоит из забойных конвейеров 3, принимающих породу от вскрышных экскаваторов 1 или добычных 2; сборочных конвейеров 4, передающих горную массу с одного или нескольких забойных и перегружающих ее на подъемный 6 и затем магистральный 7 конвейеры; отвальных 8, подающих вскрышную породу на отвалообразователь 9 и межуступных перегружателей 5 (рис. 27.1). Схемы карьерного конвейерного транспорта зависят от физикомеханических свойств горных пород, горнотехнических условий, схемы вскрытия и системы разработки месторождения, применяемого вскрышного и добычного оборудования, а также производственной мощности карьера. При экскаваторах непрерывного действия горные породы непосредственно подаются к отвалообразователю, транспортно-отвальному мосту или установленным на почве конвейерам. Наиболее эффективными и целесообразными являются схемы транспортирования вскрышных пород по кратчайшему расстоянию в выработанное пространство (отвалообразовате-лем или транспортноотвальным мостом или по периметру карьера также в выработанное пространство (рис. 27.2). в Рис. 27.2. Транспортирование вскрышных пород в выработанное пространство карьера: а - при помощи конвейеров транспортно-отвального моста: 1 - транспортноотвальный мост; 2 - конвейеры; 3 - экскаватор; б - при помощи конвейеров отвалообразователя: 1 - вскрышной экскаватор; 2 - отвалообразователь; в - конвейерами, передающими вскрышные породы по периметру карьера в выработанное пространство карьера: 1 вскрышной экскаватор; 2, 5 - загрузочные устройства; 3 - забойный конвейер; 4, 7 перегружатели; 6 - передаточный конвейер; 8 - отвальный конвейер; 9 - передвижная разгрузочная тележка; 10 - отвалообразователь В предложенных схемах непрерывный поток горной массы, требующийся для подачи ее на конвейер, создается посредством самого экскаватора непрерывного действия, а погрузка с экскаватора на конвейер представляет собой перегрузку с одного конвейера на другой. При разработке некрепких рыхлых пород экскаваторами цикличного действия или погрузочными машинами необходимо иметь промежуточное звено между экскаватором (машиной цикличного действия) и конвейером (машиной непрерывного действия) для создания непрерывного потока горной массы. Таким звеном служит установка, состоящая из бункера 1, загружаемого ковшом экскаватора и сглаживающего неравномерность его работы, и питателя 2, создающего непрерывный поток груза перед подачей на конвейер 3. В такие схемы иногда включают грохот для отбора возможного негабарита. Бункер-питатель перемещается по мере передвижения экскаватора. При погрузке на конвейер скальных и полускальных пород и руд экскаваторами цикличного действия, в ковшах которых могут находиться крупные куски горной массы, требующие дробления перед подачей на конвейер, в схему «бункер-питатель» входит дробилка 4. Полученный агрегат называют самоходным или передвижным (в зависимости от способа перемещения) дробильным агрегатом (рис. 27.3). Рассмотренные варианты представляют собой схемы полной конвейеризации, однако существуют транспортные цепочки, где конвейеры используются только на некоторых ее звеньях. Например, конвейерный подъем горной массы, доставляемой из забоев автомобильным транспортом. Контрольные вопросы 1. Каковы достоинства и недостатки ленточных конвейеров? 2. Как классифицируются ленточные конвейеры по назначению? Лекция 3. Общее устройство скребкового конвейера План лекции 1. Скребковые конвейеры: область применения, достоинства и недостатки, общее устройство. 2. Пластинчатые конвейеры: область применения, достоинства и недостатки, общее устройство. Базовые скребковые конвейеры по назначению и области применения можно разделить на две группы: передвижные забойные, предназначенные в основном для механизации доставки угля из длинных, преимущественно комплексномеханизированных забоев, и разборные, предназначенные в основном для доставки угля в очистных забоях с широкозахватной выемкой угля при индивидуальном креплении, а также для транспортирования угля, породы или калийных руд по просекам, печам, подготовительным и другим выработкам. В отдельных случаях они могут быть установлены также в штреках дополнительно к ленточному конвейеру для более удобного укорачивания или удлинения конвейерной линии по мере подвигания очистного забоя. Исполнение электрооборудования скребковых конвейеров взрывобезопасное. Ниже рассматриваются только базовые разборные скребковые конвейеры (рис. 34.1, рис. 34.2, рис. 34.3). Все скребковые конвейеры и перегружатели комплектуются серийным электрооборудованием с рабочим напряжением 660/380 В, выполненным во взрывобезопасном исполнении и предназначенным для эксплуатации в шахтах, опасных по взрыву метано-воздушной среды или угольной пыли. Скребковый одноцепной конвейер СК38 (рис. 34.1, а) состоит из следующих основных узлов: привода 1, концевой головки 4 с натяжным механизмом, линейного рештака 2 и замкнутого в горизонтальной плоскости рабочего органа 3. В случае необходимости увеличения производительности конвейера предусматривается возможность установки дополнительного борта. Рис. 34.1. Скребковый разборный конвейер СК38: а - общий вид; б - графики зависимости допустимой длины от угла установки конвейера при производительности 100 т/ч, скорости 0,64 м/с и различной мощности привода Привод располагается симметрично относительно продольной оси, что позволяет применять его без перемонтажа для любого расположения забоя. В состав приводного блока входит электродвигатель, предохранительная турбомуфта, предназначенная для передачи крутящего момента от электродвигателя к редуктору, защиты элементов привода от перегрузки и обеспечения плавного пуска под нагрузкой, а также цилиндроконический двухступенчатый редуктор. На выходном валу редуктора смонтирована ведущая звездочка и барабан для каната продвижки привода. Редуктор снабжен храповым механизмом для стопорения скребковой цепи при ее натяжении. Рама привода является одновременно желобом для транспортирования груза. Она имеет соответствующие лапы, предназначенные для закрепления привода стойками во избежание его сдвига и опрокидывания во время работы. Линейный рештак представляет собой сварную металлоконструкцию, которая состоит из двух термически упрочненных боковин из специального проката, связывающего их днища, штырей и скоб для соединения рештаков, а также гнезд для монтажа дополнительных бортов. Рабочий орган конвейера - скребковая круглозвенная цепь размером 18х64 с консольно расположенными скребками натягивается натяжным механизмом винтового типа. Натяжная головка так же, как и привод, симметрична относительно продольной оси. Скребковый одноцепной конвейер С53МУ (рис. 34.2, а) состоит из привода 1 концевой головки 2, рештачного става 3 и рабочего органа 4. В состав привода входят приводной блок (электродвигатель, гидромуфта, редуктор), который может устанавливаться с правой или левой стороны привода, приводной вал с пятизубой звездочкой, головной рештак и рама. Редуктор привода двухступенчатый, цилиндроконический с передаточным числом 23,4. По отдельным заказам редуктор изготавливается также с передаточным числом 17,6. Выходной вал редуктора имеет зубчатую гидромуфту для непосредственного соединения с головным валом конвейера. Входной вал редуктора соединен с гидромуфтой, предназначенной для улучшения пусковых и рабочих характеристик привода. Рештачный став конвейера собирается из секций унифицированных рештаков. Рештаки выполняются из профилированного стального листа. По концам они усиливаются скобами из полосы, к которым приварены проушины с затворами для соединения рештаков одного ряда в рештачный став. Продольное перемещение верхнего ряда рештаков относительно нижнего ограничивается вырезами на бортах желобов. Рабочий орган конвейера состоит из отрезков тяговой разборной цепи длиной 2560 мм с приваренными к внутренним звеньям скребками из угловой стали. В комплект конвейера кроме основных сборочных единиц входят стопорное устройство для стопорения одного конца цепи при ее натяжении, натяжной механизм для натяжения рабочего органа конвейера, ороситель для орошения водой мест перегрузки, аппарат контроля скорости. Привод и концевая головка крепятся металлическими стойками различного типоразмера. Кроме того, предусмотрено дублирующее анкерное крепление. Скребковый одноцепной конвейер С50 имеет узлы и детали, максимально унифицированные с узлами и деталями конвейера С53МУ. Основное отличие конвейера С50 заключается в конструкции рабочего органа, который состоит из отрезков круглозвенной цепи длиной 4960 мм со скребками. Крепление скребков к цепи быстросъемное безрезьбовое, осуществляется при помощи специальных пальцев. Конструктивное исполнение цепи обусловило некоторое различие в конструкциях приводных валов привода и валов концевой головки конвейера С50 по сравнению с С53МУ. Приводной вал конвейера снабжен пятизубой звездочкой, а ось концевой головки - цилиндрическим барабаном с центральной канавкой под вертикальные звенья тяговой круглозвенной цепи. Скребковый двухцепной конвейер СР70М (рис. 34.3, а ) состоит из привода 4, переходной секции 3, линейной секции рештачного става 2, съемных бортов, рабочего органа 5 и концевой головки 1 при одном приводе или концевого привода. В состав привода входит рама с одним или двумя приводными блоками (электродвигатель, предохранительная гидромуфта и редуктор), приводной вал со звездочками, козырек и съемник скребковой цепи. Если привод оборудуется только одним блоком, то другой опорой приводного вала звездочки служит специальная опора, входящая в комплект конвейера. Передача крутящего момента от электродвигателя к турбомуфте осуществляется посредством зубчатой муфты. Редуктор конвейера - унифицированный, цилиндро-конический, двухступенчатый с передаточным числом 23,4. За счет изменения передаточного числа цилиндрической пары редуктор может быть изготовлен с передаточным числом 17,6. Редуктор снабжен храповым механизмом для стопорения его при натяжении рабочего органа посредством кратковременных включений электродвигателя. Рабочим органом является скребковая круглозвенная цепь размером 18х64 со скребками из специального профильного проката двутаврового сечения. Скребковая цепь поставляется длиной 2048 мм. Соединение парных отрезков цепи осуществляется соединительными звеньями с болтами. Между рамой привода и линейным рештачным ставом располагается переходная секция, предназначенная для плавного сопряжения привода со ставом из унифицированных рештаков. Став конвейера собирается из взаимозаменяемых легкоразборных рештаков, соединенных между собой стержневыми затворами. Рештак выполнен из двух профильных боковин, приваренных к днищу. Для обеспечения необходимой пропускной способности линейная секция рештачного става снабжена съемными бортами. Концевая головка состоит из сварной рамы и смонтированного на ней обводного цилиндрического барабана, свободно вращающегося на неподвижной оси. На наружной поверхности цельного литого барабана имеются направляющие дорожки для пропуска вертикальных звеньев цепи и сохранения расстояния между ветвями цепи, равного 500 мм. Сварная рама из листового проката аналогична по конструкции переходной секции. В комплект конвейера кроме основных сборочных единиц входят: анкерное крепление для дополнительного закрепления привода и концевой головки в горной выработке; ороситель для орошения водой мест перегрузки; стопорная колодка для стопорения скребковой цепи при ее натяжении приводом; рычажный подъемник для подъема верхних рештаков при осмотрах и ремонте холостой ветви скребковой цепи; аппарат контроля скорости КДК для автоматизации конвейерных линий, а также для контроля целостности цепей и перекоса скребков. На рис. 34.1, б, рис. 34.2, б и рис. 34.3, б изображены графики зависимости допустимой длины соответствующих конвейеров от угла их наклона, производительности, мощности привода и скорости скребковой цепи. Скребковые перегружатели предназначаются для перегрузки угля с забойного на стационарный или полустационарный штрековый конвейер. Применение перегружателей обеспечивает непрерывное продвигание лавы на длину перекрытия штрекового конвейера без укорачивания или удлинения (в зависимости от способа разборки) последнего. Перегружатель устанавливается в хвосте ленточного конвейера, вместе с которым он образует телескопическую систему при максимальной длине перекрытия до 50 м, что обеспечивает непрерывное подвигание лавы на ту же длину без укорачивания или удлинения стационарного конвейера. Перегружатель представляет собой двухцепной скребковый конвейер, имеющий стреловую часть. Контрольные вопросы 1. Что является грузонесущим органом ленточно-канатного, скребкового, пластинчатого, инерционного конвейеров? 2. Что является тяговым органом ленточно-канатного, скребкового, пластинчатого конвейеров? 3. Из чего состоит цепной тяговый орган? Лекция № 4. Общее устройство пластинчатого конвейера План занятия 1. Пластинчатые конвейеры: область применения, достоинства и недостатки, общее устройство. 2. Приводные станции. 3. Натяжные станции. УТС. Компьютер, видеопроектор, экран, слайд. ППТ. «З.Х.У.» Пластинчатые конвейеры, применяемые в горнодобывающей промышленности, по своему назначению делятся на магистральные, участковые, крутонаклонные и специальные. Областью рационального применения магистральных и участковых пластинчатых конвейеров являются горизонтальные, криволинейные в плане и профиле выработки (штреки, квершлаги, просеки, полевые откаточные штреки и др.), имеющие значительные протяженность (от 500 м и более) и грузопоток (более 1000 т/сут). Минимальный радиус одного поворота выработки в плане равен 20 м, в профиле - 60 м. Угол установки магистральных и участковых конвейеров составляет 6о, минимальное сечение выработки - от 3,5 до 4,8 в свету. Рис. 4. Пластинчатый конвейер П65 и П65М: а - общий вид; б схема натяжного устройства: в - промежуточный привод Пластинчатые конвейеры допускают транспортирование вспомогательных грузов и оборудования с массой одной единицы не более 0,6 т. Конвейеры в линейной части можно подвешивать к кровле выработки с допустимыми радиусами перегиба в вертикальной плоскости. К магистральным горизонтальным пластинчатым конвейерам относятся П65, П65М и П80 (П -пластинчатый; цифры обозначают ширину полотна, см; М - модернизированный). Длина магистральных конвейеров в зависимости от числа приводов колеблется от 1200 до 1600 м (рис. 4, рис. 5). Рис. 5. Пластинчатый конвейер П80: а-общий вид; б-промежуточный привод Кроме указанных конвейеров могут использоваться специальные конвейеры КФР-2 (К - конвейер, Ф - футерованный, Р - рудничный) для транспортирования абразивных крупных кусков в рудной промышленности. Каждый из указанных типов конвейеров является многоприводной транспортной системой, так как в зависимости от характеристики трассы и протяженности выработки конвейер помимо головного привода может оснащаться хвостовым и промежуточным приводами. Технические характеристики пластинчатых конвейеров приведены в табл. 34.1. Промежуточный привод (рис. 34.4, б) состоит из рамы 2; двух боковин 3, на одной из которых закреплен приводной блок 8; приводного 7 и натяжного 1 валов со звездочками; втулочно-роликовой цепи 4 с шарнирно закрепленными на ней кулаками; профильных 5 и поддерживающих 6 направляющих, с помощью которых обеспечиваются управление кулаками по входу, передача усилий и выход кулаков из зацепления с тяговым органом. Для удаления просыпи и очищенного с полотна материала в конвейере П65М применен малогабаритный конвейер скребкового типа, размещенный под обратной ветвью несущего полотна и имеющий индивидуальный привод. Конвейер оснащен устройством контроля целостности цепи, которое монтируется на переходных секциях става у приводных головок, а также специальными секциями самоставами для автоматического возвращения роликоопор на направляющие рельсы при провале несущего полотна. Конвейер П80 (рис. 34.5) состоит из приводной 1 и хвостовой 5 станций, несущего полотна 4, промежуточного привода 2, конвейерного става и электрооборудования. Конвейерный став содержит следующие секции: линейную 3, поворотную 8, переходную 6 и телескопическую 7. Несущее полотно выполнено из линейных и роликовых пластин, закрепленных на горизонтальных звеньях тяговой круглозвенной цепи с помощью пружинной втулки. Пластины устанавливаются на каждом горизонтальном звене цепи с шагом 172 мм. Каждая восьмая пластина - роликовая. Отрезки цепи соединяются между собой соединительными звеньями. Пластины при сборке перекрывают друг друга, т. е. собираются внахлестку, и торец хвостовой части передней пластины упирается в цапфу последующей, ограничивая ее разворот. Реверсировать несущее полотно при наличии промежуточного привода категорически воспрещается. Приводная станция состоит из основной и двух фундаментных рам, двух приводных блоков, навешенных на борта рамы, приводного вала, чистильщика. Приводной блок содержит электродвигатель, турбомуфту ТП-32 и редуктор. Редуктор - двухскоростной, трехступенчатый, цилиндрический. Переключение скорости осуществляется механизмом, состоящим из размещенной на первой ступени шлицевой зубчатой муфты, закрепленной на оси вилки, и рукоятки. С приводным валом конвейера редуктор соединен цепной муфтой. Если необходимо отключить один из редукторов (при малой нагрузке), снимают приводную цепь. По конструкции хвостовой станции конвейер П80 аналогичен головке конвейера П65. Гидроцилиндры и насосная станция также приняты от конвейера П65. Промежуточный привод (рис. 34.5, б) состоит из основной рамы 1, двух фундаментных рам 2, двух приводных блоков, приводного 3 и натяжного 8 валов пластинчато-втулочной цепи 5 с шарнирно закрепленными кулаками 4, направляющих рельсов 6 для роликов кулаков и направляющих уголков для роликов несущего полотна 7. Промежуточный привод работает за верхнюю ветвь конвейера. В непосредственном контакте с несущим полотном конвейера находится всегда только один кулак. Идущий впереди него кулак в это время выходит из зацепления, а последующий готовится к входу. Пластинчатый конвейер КФР-2 предназначен для непрерывного транспортирования рядовой крупнокусковой абразивной руды по магистральным (панельным) выработкам от забоев до капитальных рудоспусков на добычных горизонтах подземных рудников. Конвейер может устанавливаться с наклоном к горизонту до ±6о и по криволинейным выработкам, имеющим минимальный радиус поворота 20 м и единичный угол перегиба до 50о. В конвейере КФР-2 (рис. 34.6) имеются два привода - головной 1 и хвостовой 8. Приводы соединены между собой ставом, имеющим примыкающие 2 и 7, линейные 3, поворотные 4 и загрузочные 6 секции. Рис. 34.6. Конвейер футерованный рудничный КФР-2 с пластинчатым несущим полотном По направляющим става конвейера перемещается пластинчатое полотно 5, которое крепится на круглозвенной тяговой цепи с шагом 80 мм. Натяжение тяговой цепи осуществляется гидродомкратами гидросистемы 9 по схеме, аналогичной схемам магистральных пластинчатых конвейеров П65М и П80. Управление конвейером осуществляется с пульта. Схема электрооборудования допускает применение конвейера в последовательной цепи конвейерной линии. Головной привод имеет два приводных блока, хвостовой привод -один. Приводные блоки унифицированы с пластинчатыми конвейерами П80 и П65М. Для смягчения ударов при загрузке конвейера крупными кусками руды конвейер оснащается загрузочной секцией 7, имеющей амортизаторы, а металлическое несущее полотно футеруется резиной. Пластины отштампованы из листовой стали толщиной 4 мм и имеют трапециевидную форму. Поставляется несущее полотно в- отрезках из трех линейных и одной опорной роликовой пластины. Опорные пластины для увеличения прочности снабжены поперечными ребрами - косынками жесткости. Круглозвенная тяговая цепь состоит из отрезков длиной 12720 мм, соединенных между собой горизонтальными соединительными звеньями. Контрольные вопросы 3. Что является грузонесущим органом ленточно-канатного, скребкового, пластинчатого, инерционного конвейеров? 4. Что является тяговым органом ленточно-канатного, скребкового, пластинчатого конвейеров? 4. Какие основные узлы пластинчатого конвейера вы знаете? 5. Из чего состоит цепной тяговый орган? Лекция 5. Общее устройство ленточного конвейера План лекции 1. 2. 3. 4. 5. 6. Типы конвейерных лент. Приводные станции. Натяжные станции. Опорные и отклоняющие устройства. Загрузочные и разгрузочные устройства. Вспомогательные устройства. Из всех существующих типов конвейеров наибольшее распространение в горной промышленности получили ленточные. Ленточный конвейер состоит из бесконечной ленты 1, которая огибает приводной 2 и натяжной 3 барабаны. Лента с грузом по всей длине конвейера поддерживается неподвижными роликоопорами грузовой ветви 4 (так называемыми линейными роликоопорами), а порожняковая - роликоопорами порожняковой ветви 5 (рис. 28.1). Кроме того, в комплект конвейера входят специальные роликоопоры (амортизирующие ударные нагрузки на загрузочных и перегрузочных участках, центрирующие ход ленты и др.), устройства для очистки ленты, ловители (срабатывающие при обрыве ленты на наклонных конвейерах), аппаратура управления, автоматического контроля, сигнализации и др. При необходимости промежуточной разгрузки конвейера (на отвалах) в комплект конвейера входят разгрузочные устройства (например, двухбарабанная разгрузочная тележка). Рис. 28.1. Схема ленточного конвейера: 1 - лента; 2, 3 - соответственно, приводной и натяжной барабаны; 4, 5 - соответственно, роликоопоры грузовой и порожняковой ветвей конвейера; 6 - натяжное устройство; 7 - загрузочная воронка; 8 металлоконструкция става конвейера Конвейерная лента служит тяговым и несущим органом в конвейере, что и определяет специфические требования к ней: значительной продольной прочности (в соответствии с максимальным действующим на ленту натяжением); продольной гибкости (во избежание чрезмерного увеличения диаметров огибаемых барабанов); поперечной гибкости (для возможности образования лотка на ленте), но не чрезмерной (чтобы лотковость не нарушалась в пролете между роликоопорами); малой упругой и остаточной вытяжки (во избежание большого хода натяжного барабана или частой перестыковки ленты); высокой сопротивляемости пробою, абразивному износу и старению вследствие изгибов на барабанах, перекатывания по роликоопорам, абразивного и ударного воздействия груза на погрузочных пунктах и на ролико-опорах. В районах сурового холодного климата, а также в жарких областях к лентам предъявляются такие специфические требования, как морозостойкость, стойкость к лучистой теплоте и т.д. В настоящее время выпускаются резинотканевые многопрокладочные, однопрокладочные цельнотканевые и резинотросовые ленты (рис. 28.2). Все типы лент состоят из каркаса, обеспечивающего необходимые прочностные и упругие свойства ленты, и покрытия (резиновые обкладки), защищающего каркас от воздействия пыли, влаги, ударных нагрузок и т.д. Для снижения износа бортов ленты в некоторых конструкциях укладывают резиновые шнуры, вокруг которых размещают защитную кордную ткань. Ленты, подвергающиеся сильным ударным нагрузкам, изготавливаются с защитными бре-керными (одной или двумя) прокладками, выполненными из металлических тросиков или сетки. Каркас резинотканевых многопрокладочных лент (рис. 28.2, а) состоит обычно из нескольких (2-12) прокладок 1, разделенных резиновыми прослойками 3 толщиной 0,2-0,3 мм (сквиджи). Ткань прокладок имеет прочные продольные нити (так называемые «нити основы»), воспринимающие тяговые усилия, и менее прочные поперечные нити для обеспечения поперечной жесткости («нити утка»). Каркас однопрокладочной ленты состоит из одной прочной цельно-тканой прокладки из синтетических или смесовых волокон (рис 28.2, б). Тканевые прокладки для карьерных конвейеров изготовляют из полиамидных волокон (типа ТА, ТК, МК) в комбинации с полиэфирными волокнами (ТЛК), а также из комбинации полиэфирных и хлопковых волокон (БКНЛ): ТА-100 (ткань капроновая, 100 %-я прочность по основе в Ньютонах на миллиметр ширины одной прокладки, Н/мм), ТК-200, ТА-400, ТЛК-300, БКЛН-65 и т.д. Резиновые наружные обкладки толщиной от 4,5 до 16 мм на рабочей поверхности ленты и 2-8 мм с нерабочей стороны ленты изготовляются из резины различных классов в зависимости от требований условий эксплуатации. Наименование тканей, применяемых для изготовления конвейерных лент, представлены в табл. 28.1. При изменении толщины обкладок всех типов и видов на 1 мм масса ленты (1 ) увеличивается (уменьшается) на 1,2 кг. Рис. 28.2. Схемы поперечного сечения лент: а - многопрокладочная резинотканевая лента: 1 - тканевые прокладки; 2 - резиновые борта; 3 - резиновые промежуточные слои (сквиджи); 4 резиновая нерабочая обкладка; 5 - резиновая рабочая обкладка; б -однопрокладочная цельнотканевая лента: 1 - однопрокладочный цельнотканевый тяговый каркас; 2 - резиновая прослойка; 3, 4 - рабочая и нерабочая резиновые обкладки; 5 - резиновый борт; в - резинотросовая лента безтканевой конструкции (тип РТЛ, где В - ширина ленты, Вн — несущая ширина ленты, Н толщина ленты, Вк - ширина резинового борта, djV - диаметр тросов, t - шаг тросов); г резинотросовая лента с одной защитной прокладкой (тип 1РТЛ); д - резинотросовая лента с двумя защитными прокладками (тип 2РТЛ) Условные обозначения тканевых лент включают тип и подтип ленты, ширину, мм, число прокладок, шифр ткани, толщину резиновых обкладок, мм, а также класс обкладочной резины. Каркас резинотросовых лент представляет собой один ряд параллельно расположенных с определенным шагом и запрессованных в слоях резины латунированных металлических тросов (рис. 28.2, в, г, д). Резинотросо-вые ленты выпускаются прочностью 1000-6000 Н на 1 мм ширины каркаса. Резинотросовые ленты подразделяются на ленты общего назначения (РТЛ), огнестойкие (РТЛО) и огнестойкие с повышенной морозостойкостью (РТЛОМ) для эксплуатации при температурах, соответственно, от -45 до +60, от -20 до +60 и от 60 до +60 оС. Ленты прочностью 6000 Н/мм ширины выпускаются только общего назначения и огнестойкие. В обозначение ленты входят ее прочность (Н/мм ширины) и ширина, мм: РТЛОМ 2500x1200 ТУ 38.1051531-82 (лента огнестойкая с повышенной морозостойкостью, прочностью 2500 Н/мм и шириной 1200 мм). Резинотросовые ленты применяют в конвейерах большой длины и производительности. Привод. Основными частями привода (приводной станции) (рис. 28.3) ленточного конвейера служат 1, 2, реже 3 приводных барабана и приводящие их в движение приводные блоки. Приводной барабан может являться разгрузочным (рис. 28.3, а ) или разгрузочный барабан может быть вынесен на консоль (рис. 28.3, б). При двух приводных барабанах разгрузочный барабан также можно вынести на специальную консоль, но при этом лента будет обходить первый приводной барабан «грязной» стороной, что снижает коэффициент сцепления ленты с барабаном (рис. 28.3, в). Поэтому распространение получила схема, показанная на рис. 28.3, г, которая не имеет такого недостатка. Схема с тремя приводными барабанами применяется на длинных конвейерах, так как позволяет уменьшить натяжение ленты (рис. 28.3, д). Приводной блок состоит из электродвигателя, редуктора, соединительных муфт и тормоза (рис. 28.4). Кроме того, на раме приводной станции монтируются отклоняющие ленту барабаны, устройства для очистки ленты и барабана, пусковая и сигнальная аппаратура, а иногда также натяжное устройство. Ра зличают соосные (рис. 28.4. а, в) и перпендикулярные (рис. 28.4. б, г) схемы расположения приводных станций. Первые характеризуются простотой передачи вращательного момента, вторые - компактностью. Выбор той или иной схемы привода определяется, главным образом, требующейся мощностью и обосновывается в каждом конкретном случае расчетом. Приводные станции стационарных конвейеров монтируются на фундаменте, а передвижные, перемещаемые трактором или лебедкой, - на понтонной плите, на рельсовом или неприводном гусеничном ходу (рис. 28.5, рис. 28.6). Мощные и тяжелые станции устанавливаются на приводном гусеничном или шагающем ходу. Натяжные устройства. Натяжные устройства ленточного конвейера предназначены для поддержания натяжения конвейерной ленты в пределах, необходимых для ограничения провеса ее на грузовой ветви, и передачи приводом требуемого тягового усилия. Натяжные устройства устанавливают обычно в местах наименьшего натяжения ленты: на сбегающей ветви у привода (горизонтальные и слабонаклонные конвейеры) или в хвостовой части (наклонные конвейеры). Рис. 28.5. Приводная головка передвижного конвейера на рельсовом ходу: 1 - разгрузочный и приводной барабан; 2 - приводной барабан; 3 - натяжной барабан; 4 - приводные блоки; 5 привод лебедки натяжного барабана; 6 - заслонка Рис. 28.6. Приводная головка передвижного конвейера на понтонной плите: 1 -приводной барабан; 2 - приводной блок; 3 - натяжной барабан; 4 - разгрузочный барабан; 5 -привод натяжной лебедки; 6 - понтонная плита Различают ручные, грузовые и лебедочные натяжные устройства (рис. 28.7). Ручные натяжные устройства (обычно винтовые с ручными лебедками) устанавливают на конвейерах небольшой длины, так как они имеют небольшой ход и требуют периодического подтягивания по мере вытяжки ленты (рис. 28.7, а). Грузовые натяжные устройства обеспечивают постоянное натяжение ленты, но они достаточно громоздки и применяются, в основном, на стационарных конвейерах (рис. 28.7, б, в). В лебедочных натяжных устройствах, получивших наибольшее распространение на карьерах, натяжной барабан приводится в действие электрической лебедкой. Эти натяжные устройства могут автоматически увеличивать натяжение ленты (во избежание пробуксовки) в период пуска или уменьшать его во время остановки конвейера (рис. 28.7, г). Контрольные вопросы 1. Из каких основных элементов состоит ленточный конвейер? 2. Какие типы лент используются на конвейере? 3. Каковы конструкции различных типов лент? 4. Какие типы приводных станций применяются для ленточных конвейеров? Для чего предназначена приводная станция? 5. Какие кинематические схемы ленточных конвейеров вы знаете? Каковы достоинства и недостатки каждой схемы? 6. Какие типы натяжных устройств вы знаете? Какова конструкция каждого устройства? Изучение общего устройства ленточного конвейера продолжаем, знакомясь с опорными и отклоняющими устройствами. Роликоопоры и секции. Для поддержания ленты по длине конвейера служат стационарные роликоопоры (линейные) (рис. 29.1, рис. 29.2). На грузовой ветви устанавливают обычно трехроликовые или для очень широких лент пятироликовые опоры, а на порожняковой - однороликовые или для широких лент двухроликовые опоры. Угол наклона боковых роликов на грузовых ветвях современных конвейеров с синтетическими или тросовыми лентами составляют 3045°, что обеспечивает некоторое центрирование ленты и повышенную несущую способность ее. На открытых разработках угля и руд получили распространение роликоопоры жесткой конструкции (рис. 29.1, а) и шарнирные роликоопоры (рис. 29.1, б). Первые, как правило, используют при транспортировании мягких пород с относительно небольшими скоростями движения лент. Рис. 29.2. Поперечные сечения роликоопор на жестком ставе: а - с жестким соединением: 1 - продольный швеллер; 2, 3 - роликоопоры грузовой и порожняковой ветвей; 4 -рельсошпальные основания; б - с шарнирным соединением: 1, 2 - роликоопоры грузовой и порожняковой ветвей; 3 стойка; 4 - поперечная связь; 5 - шпала Жесткие роликоопоры обычно устанавливают на секциях жесткой конструкции (рис. 29.1, а, рис. 29.2, а), а шарнирные роликоопоры - на линейных секциях жесткой конструкции (рис. 29.2, б) и нежесткой конструкции, например, на конвейерах с канатным ставом (рис. 29.3). На конвейерах, оборудованных шарнирными роликоопорами, особенно при податливом ставе, можно транспортировать куски до 800 мм. Недостатком таких Рис. 29.3. Шарнирные роликоопоры на канатном ставе: 1 - поддерживающие канаты; 2 рама; 3, 4 - соответственно, боковой и средний ролики; 5 - роликоопора порожняковой ветви опор является повышенный коэффициент сопротивления движению ленты. Жесткие металлоконструкции выполняют из стального проката в виде отдельных секций длиной 5-12 м. Секции стационарных конвейеров жестко соединяют и устанавливают на фундаменты, а передвижных (для передвижки без разборки на секции) соединяют с помощью шарнирных сцепок 3 и устанавливают на деревянных или металлических шпалах 1, соединенных между собой нитками рельсов 2. По этим рельсам перемещаются загрузочные устройства (на забойных конвейерах) и перегрузочные тележки (на отвальных). Рельсы служат также захватными элементами при передвижке конвейеров (рис. 29.4). Конструкция роликов должна обеспечивать возможно низкий коэффициент сопротивления движению и возможность не менее 5 лет работать без возобновления смазки и ремонта, а также иметь небольшую стоимость. Принят тип ролика с расположенными внутри него подшипниками на неподвижной оси с лабиринтными уплотнениями или уплотнением с помощью специальных контактов (рис. 29.5). Кроме линейных роликоопор, на конвейере в месте погрузки устанавливают специальные амортизирующие роликоопоры с роликами, покрытыми резиновыми кольцами, пневматическими шинами, обладающими высокой степенью амортизации (рис. 29.6). . Рис. 29.4. Типовая схема передвижного конвейера: а - общий вид секции; б - поперечное сечение секции с установкой роликов на кронштейнах; в - поперечное сечение с шарнирным соединением роликов Специальными роликоопорами являются также центрирующие опоры, служащие для предотвращения схода ленты в сторону из-за дефектов монтажа, стыковки, не центрированной подачи груза на ленту и т.д. Рама центрирующей роликоопоры устанавливается на вертикальной оси 1 и по обе стороны от нее сзади (по ходу ленты) закрепляются дефлекторные ролики 2 (рис. 29.7). При сбегании ленты в сторону она упирается в дефлекторный ролик 2 и поворачивает опору этой стороной вперед, чем создает усилия, восстанавливающие центральное положение ленты. Центрирующие ролико-опоры устанавливаются через несколько десятков метров друг от друга (~ 50 м). Загрузочные и перегрузочные устройства. Для обеспечения безударной подачи горной массы на конвейер направление поступающего грузопотока и его скорость должны быть возможно близкими к скорости и направлению ленты, что увеличивает срок ее службы. При перегрузке с конвейера на конвейер в качестве погрузочных устройств применяют направляющие лотки (для облегчения скатывания груза иногда снабженные резиновыми амортизаторами или вибраторами) с конфигурацией, обеспечивающей сход груза со скоростью, близкой скорости ленты (рис. 29.8). Рис. 29.8. Схема загрузочного узла ленточного конвейера: 1 - приемный лоток; 2 амортизирующие роликоопоры; 3 - обводной барабан; 4 - центрирующее устройство Лотки выполняют в виде колосниковой решетки, через которую просыпаются мелкие фракции груза, образуя «подушку», на которую укладываются более крупные куски. При погрузке экскаватором непрерывного действия погрузочное устройство, передвигаемое по рельсам ходовыми устройствами 2 конвейерных секций вслед за экскаватором, представляет собой бункер-воронку 1 со встроенными амортизирующими роликами. Конвейерная лента поднимается со стационарных роликов конвейера 3 и ложится на амортизирующие ролики погрузочного устройства 4, затем, пройдя его, снова опускается на стационарные ролики конвейера (рис. 29.9). При погрузке экскаватором цикличного действия погрузочное устройство может представлять собой самоходный или перемещаемый бункер с питателем, служащим, как правило, дном бункера. Рис. 29.10. Передвижная разгрузочная тележка: 1 - ходовое оборудование; 2 - металлоконструкция; 3 - отклоняющие барабаны; 4 - конвейерная лента; 5, 6 - соответственно, роликоопоры става конвейера и тележки Разгрузка конвейера обычно осуществляется с концевого барабана. При необходимости промежуточной разгрузки (на отвальных конвейерах) применяются отвальные плужки различного типа или разгрузочные тележки (рис. 29.10). Очистные устройства конвейерных лент. Очистка ленты от налипшего или намерзшего материала имеет большое значение для нормальной работы конвейера и должна обеспечивать не только полную очистку ленты, но и сохранность ее. Находят применение очистные устройства различных типов, большинство из которых работают по принципу механического отделения прилипшего материала своими рабочими органами (рис. 29.11). Наиболее простыми являются скребковые очистные устройства, получившие распространение для слабоналипающих грузов (уголь, руда). Обычно это металлические или пластмассовые скребки, укрепленные на шарнирной раме и прижимаемые к ленте грузом или пружиной. Рис. 29.11. Очистные устройства ленточных конвейеров: а - одинарный скребок: 1 рычаг; 2 - скребок; 3 - груз; б - двойной скребок: 1 - рычаг; 2 - скребок; 3 -пружина; в многоскребковый очиститель на цепном органе; г - лопастная щетка из капроновых стержней или нитей: 1 - стержень для очистки щетки; д - спиральная вращающаяся щетка; е - очистительная роликоопора из спирально свитых прутков; ж - гидроочистка: 1 - труба для воды под напором; 2 - струя воды Устанавливаются они под разгрузочным барабаном или вблизи него для облегчения отделения очищенного материала и создания условий прижима скребков к ленте. Для повышения эффективности очистки их выполняют двойными (рис 29.11, а, б) или многочисленными (например, на цепных тяговых органах, рис. 29.11, в). Учитывая, что очистка скребками наиболее эффективна при небольших скоростях (~ 2,5 м/с), такие устройства при движении тягового органа в направлении ленты способны обеспечить оптимальный режим очистки. Находят применение также очистные щетки с эластичными ребрами, расположенными параллельно оси (рис. 29.11, г) или по винтовой линии (рис. 29.11, д). При липком перемещаемом грузе могут применяться щетки конвейерного типа с движением рабочего органа перпендикулярно продольной оси ленты, что обеспечивает быстрое удаление очищаемого материала с конвейера. Эффективным способом очистки являются специальные ролики для порожняковой ветви, располагаемые или по всей длине конвейера, или только под разгрузочным барабаном, например, ролик из спирально свитых прутков (рис. 29.11, е) или ролики с дисками. При дополнительной вибрации очистных устройств эффективность процесса увеличивается. Гидравлические (рис. 29.11, ж) и пневматические очистные устройства работают по принципу механического отделения прилипшего материала напорной струей воды или воздуха. Применяются также физико-химические способы очистки, основанные на воздействии на рабочую поверхность ленты химическими материалами, обеспечивающими минимальное прилипание транспортируемого материала. Ловители. Ловители служат для предотвращения схода ленты вниз в случае ее обрыва на наклонных конвейерах. Ловители должны быть конструктивно простыми и надежными, не создавать дополнительного сопротивления при рабочем движении конвейера, срабатывать автоматически, не повреждая ленты. К наиболее распространенным на горных предприятиях относятся клиновые и рычажные ловители (рис. 29.12). На рис. 29.12, а приведен клиновой ловитель, выпускаемый Красно-лучским машиностроительным заводом. Захват ленты при обрыве производится фрикционными козырьками с выступами, смонтированными на тележках, скатывающихся по наклонным направляющим, прижимая кромки ленты к неподвижным колодкам. Замки срабатывают от датчиков обрыва ленты, после чего козырьки скатываются по направляющим. Рычажный ловитель с пневмоприводом, изготовленный Александровским машиностроительным заводом, показан на рис. 29.12, б. Исполнительным органом этого ловителя служат поворотные планки. Исполнительный орган ловителя с упругим торможением ленты (рис. 29.12, в) выполнен в виде шарнирно закрепленных на раме конвейера дугообразных рычагов-захватов, способных перемещаться в вертикальной плоскости. Как видно на рисунке, они соединены канатами, перекинутыми через блоки с замковым механизмом и несущими на концах грузы. При обрыве ленты грузы опускаются и приводят в действие рычаги-захваты, сжимающие ленту по всей ширине. Для резинотросовых лент возможно применение электромагнитных ловителей. Рис. 29.12. Конструкции ловителей: а - клиновой ловитель: 1 - лента; 2 - наклонные направляющие; 3 - исполнительный орган; 4 - тележка; 5 - замковое устройство; 6 контрольный ролик-датчик; 7 - выступы рабочего органа; б - рычажный ловитель: 1 лента; 2 - контрольный ролик; 3 - золотниковое устройство; 4 - поворотные планки; 5 пневмоцилиндр; 6 - шток; 7 - гайка; 8 - винт; в - рычажно-распорный ловитель: 1 - рама; 2 лента; 3 - рычаг-захват; 4 - грузы; 5 - канаты; 6 - блоки с замковым механизмом; 7 - ролики Контрольные вопросы 1. Какие типы отклоняющих, опорных, загрузочных, разгрузочных и вспомогательных устройств ленточного конвейера вы знаете? 2. Какие типы ловителей применяются на ленточных конвейерах? Лекция 6. Теория привода ленточных конвейеров План лекции 1. Формула Эйлера. 2. Тяговая способность привода. Передача тяговой силы конвейерной ленте Передача тяговой силы конвейерной ленте от приводного барабана осуществляется трением (одного или нескольких приводных барабанов о прижатую к ним с определенным усилием ленту), возникающим при приложении к валу барабанов вращающего момента. Основной закон трения гибких тел, установленный в середине XVIII века членом Петербургской академии наук Леонардом Эйлером, как условие равновесия гибкой невесомой нерастяжимой нити на неподвижном блоке в применении к приводу ленточного конвейера выражает условие отсутствия скольжения (буксования) ленты по барабану: ,(30.1) где - натяжения набегающей и сбегающей с привода ветвей ленты, Н; - коэффициент сцепления между лентой и приводным барабаном; - угол обхвата лентой приводного барабана, рад. Русские ученые Н.П. Петров и Н.Е. Жуковский установили, что при неполном использовании силового взаимодействия между лентой и барабаном тяговое усилие создается только частью дуги обхвата, на которой изменяется натяжение ленты, а значит, и ее длина, из-за чего она проскальзывает по поверхности барабана (эту часть дуги называют дугой скольжения, а соответствующий ей угол - углом скольжения ). Эта часть дуги начинается от точки сбегания ленты с барабана. Остальная часть дуги обхвата, где увеличения натяжения ленты (а значит, и проскальзывание ее) не происходит (это дуга покоя и соответствующий ей угол покоя ), является резервом тяговой способности приводного барабана на случай увеличения загрузки конвейера, натяжения набегающей ветви и других непредвиденных обстоятельств. Поэтому для обеспечения запаса тягового усилия на приводном барабане угол принимается равным 10-15о. При учете этого фактора формула Эйлера для привода с гибкой упругой растяжимой лентой принимает вид .(30.2) В силу того, что полный угол обхвата , максимальное усилие на набегающей на привод ветви . Величину принято называть тяговым фактором. Тяговое усилие , равное разности и , имеет максимальное значение: .(30.3) Способами увеличения тягового усилия являются: 1) увеличение , что влечет за собой увеличение расчетного усилия , а значит, прочности и стоимости ленты; 2) увеличение коэффициента сцепления fi, что в условиях открытых горных разработок (наличии влаги, пыли и т.д.) можно реализовать только в незначительных пределах (0,1-0,4); 3) увеличение угла обхвата а (одного, двух, трех приводных барабанов), что является (совместно с увеличением коэффициента сцепления f ) наиболее эффективным. Для обеспечения постоянного тягового усилия , если считать коэффициент сцепления ленты с барабаном относительно постоянной величиной, усилия набегающей на привод ленты £нб потребуется тем меньше, чем больше суммарный угол обхвата лентой приводных барабанов . Поэтому применение двухбарабанного привода вместо однобарабанного той же мощности обусловливает использование менее прочной и дорогой ленты. Правда, увеличение угла а свыше 330-360о влияет на уменьшение натяжения незначительно. Поэтому трехбарабанный привод может быть необходим при увеличении установленной мощности ленточного конвейера. Тяговое усилие , развиваемое приводом, должно быть равно сумме сил сопротивления движению конвейерной ленты. Силы сопротивления движению ленты Сопротивления на ленточном конвейере разделяются на статические, не зависящие от ускорения ленты, и динамические. Динамические сопротивления, проявляющиеся в полной мере при пуске и остановке конвейера, зависят от его конструктивных особенностей и ряда режимных параметров (типа ленты, типа привода и натяжного устройства, режима пуска и останова и др.) и в приближенных расчетах учитываются увеличением запаса прочности ленты. Статические сопротивления на ленточном конвейере разделяют на распределенные (распределены по значительной длине) и сосредоточенные (сконцентрированные на коротких участках трассы). Распределенные сопротивления имеют место на прямолинейных участках конвейера (грузовой и порожняковой ветвях). Они складываются из сопротивления вращению поддерживающих роликов, деформации ленты и груза, провисания и развала ленты, сопротивлений от составляющих веса движущихся частей и зависят от веса движущихся частей, угла наклона конвейера и коэффициента сопротивления движению . Значение коэффициента сопротивления движению для грузовой ветви стационарных конвейеров составляет 0,025-0,03, передвижных - 0,035-0,045, для порожняковой ветви , соответственно, равно 0,03-0,04 и 0,04-0,05. Большие значения принимают в случае работы конвейера при низких температурах (до -40 оС). С определенными допущениями считают, что полное распределенное сопротивление участков пропорционально их длине , м, и сопротивлению одного метра ветви: (рис. 30.1). Тогда распределенные сопротивления грузовой и порожняковой ветвей с учетом сопротивления вращающихся частей роликоопор составляют: (30.5) При движении ленты вверх принимают знак «+», а вниз - «-». Здесь - соответственно, линейный вес груза, ленты, вращающихся частей роликоопор грузовой и порожняковой ветвей, Н/м. Причем линейный вес груза определяется из производительности , т/ч, конвейера: , линейный вес ленты при предварительных расчетах в зависимости от ее ширины В, мм, , а линейные веса вращающихся частей роликоопор определяются через массы (табл. 30.1) вращающихся частей роликоопор , Н, и расстояния между роликоопорами , м, т.е. Расстояние между роликоопорами на грузовой и порожняковой ветвях принимают = 1-1,2 м, = 2-3,6 м. Произведения и. , соответственно, представляют собой вертикальную (высота подъема груза конвейером) и горизонтальную проекции осевой линии конвейера. Сосредоточенные сопротивления - это сопротивления на обводных и отклоняющих барабанах, на криволинейных участках трассы, загрузочных и разгрузочных устройствах и т.д. (рис. 30.2). Сопротивление на обводных и отклоняющих барабанах состоит из сопротивления в подшипниках барабана и сопротивления изгибу ленты (рис. 30.2, а). Поэтому натяжение ленты при огибании барабана возрастает на величину : , (30.6) где - соответственно, натяжение набегающей и сбегающей с барабана ветвей ленты; - коэффициент увеличения натяжения ленты при огибании барабанов. Значение зависит от угла обхвата лентой барабана: Сопротивление на криволинейных выпуклых участках трассы (при огибании лентой батареи роликов) , возникающее из-за прижатия ленты к роликоопорам силой натяжения ленты (кроме веса груза и ленты), с достаточной точностью можно определить по формуле Эйлера (рис. 30.2, б) (30.7) где - коэффициент сопротивления при качении ленты по роликам; - центральный угол криволинейного участка; - соответственно, натяжение набегающей на батарею роликов и сбегающей с нее ветвей ленты. Рис. 30.2. Сосредоточенные сопротивления при движении конвейерной ленты Сопротивление на погрузочном пункте складывается из трения груза о ленту (вследствие разности их скоростей при падении груза) , динамического давления груза на ленту и трения груза о борта загрузочного устройства (рис. 30.2, в). При падении на ленту частица груза под действием силы трения движется равноускоренно, а лента - с постоянной скоростью, поэтому она проходит вдвое больший путь, чем частица груза, и работа трения, которую выполняет лента, равна сообщенной грузу кинетической энергии. Поэтому сила трения груза о ленту где - коэффициент трения груза о ленту, '; - ускорение груза; - вес груза, движущегося в загрузочном устройстве, Н, (30.8) где - средний линейный вес груза на ленте на пути скольжения, Н/м; - путь скольжения груза в загрузочном устройстве, м. Обозначив составляющую скорости грузопотока, направленную вдоль конвейерной ленты, , а скорость ленты и, имеем а путь скольжения . После подстановки получаем силу трения груза о ленту, Н: (30.9) В загрузочном устройстве на ленту действует также динамическое давление поступающего грузопотока с высоты которое вызывает добавочную силу трения, Н: (30.10) Сопротивление вследствие трения груза о борта загрузочной воронки кН, можно приближенно вычислить по формуле , (30.11) где - коэффициент трения груза о стенки бортов, ; - рабочая высота бортов, м; - насыпная плотность груза, т/м ; - длина бортов, м. Силу полного сопротивления движению груза в погрузочном пункте получаем суммированием величин, определяемых по формулам (30.9), (30.10), (30.11): (30.12) Сопротивление на разгрузочной тележке (рис. 30.2, д) складывается из сопротивления подъема груза на высоту H и сопротивления на двух последовательно огибаемых лентой барабанах и , поэтому натяжение на сбегающей с тележки ветви составляет (30.13) Сопротивление на плужковых сбрасывателях (рис. 30.2, г), устанавливаемых для промежуточной разгрузки, при лентах незначительной ширины и с малыми скоростями движения, H, (30.14) где - удельное сопротивление очистке, Н/м, . . Обоснование натяжения конвейерной ленты методом обхода контура Полное сопротивление движению конвейерной ленты определяется методом обхода контура конвейера. Для этого весь контур конвейера разбивают на участки, границы которых обозначают точками. Эти точки устанавливают в тех местах, где изменяется характер нарастания сопротивлений (изменяется угол наклона конвейера, появляется сосредоточенное сопротивление и т. п.). Пронумеровав все точки контура, находим натяжения в них, учитывая, что натяжение в каждой последующей точке контура равно натяжению в предыдущей плюс сопротивление между этими точками, если обход производится в направлении движения ленты: если наоборот, то ставится минус. Обход контура конвейера удобно начинать от точки с минимальным натяжением, которое на горизонтальных и слабонаклонных конвейерах возникает в точке сбегания конвейерной ленты с приводного барабана и определяется, как правило, тяговыми возможностями привода , на наклонных и крутонаклонных конвейерах оно возникает в хвостовой части конвейера и определяется условиями провеса ленты между роликоопорами на грузовой ветви. Чрезмерный провес приводит к потере каркасности ленты, повышению изгибных натяжений и увеличению сопротивления движению. Если считать с достаточной степенью точности, что лента провисает как гибкая нить, то ее стрела провеса между двумя роликоопорами составляет (30.15) где - среднее натяжение ленты между роликоопорами. Учитывая, что допустимая стрела провеса (на основании экспериментальных данных) равна 1-1,5 % расстояния между роликоопорами, для минимального натяжения груженой ветви ленты получаем выражение . (30.16) Например, на рис. 30.3 натяжение в точке 1 равно , (натяжение сбегающей с привода ветви). Обходя контур в направлении движения ленты, имеем: (30.17) (30.18) (30.19) (30.20) В результате обхода контура конвейера получим, что натяжение набегающей на привод ветви (30.21) где - соответственно, натяжение набегающей и сбегающей с привода ветвей, Н; , - соответственно, сумма всех статических сопротивлений порожняковой и грузовой ветвей, Н. Сопротивления в формулах (30.17), (30.18), (30.19), (30.20) определяются по выражениям (30.4), (30.5), (30.6), (30.7), (30.8), (30.9), (30.10), (30.11), (30.12), (30.13), (30.14). Решая совместно уравнения (30.1) и (30.21), получаем необходимые натяжения конвейерной ленты для обеспечения работы привода с выбранным тяговым фактором (учитывая необходимый запас по тяговому фактору 20-25 %). Если при этом минимальное натяжение на грузовой ветви удовлетворяет требованию , то расчет можно считать законченным. В противном случае принимают и вычисляют натяжения в остальных точках по формулам (30.17), (30.18), (30.19), (30.20), принимая заданным величину . При расчете наклонного конвейера натяжение в точке 3 сразу можно приравнивать к величине минимального натяжения на грузовой ветви (или принять чуть больше), а величины натяжений в остальных точках определять опять-таки по формулам (4.16)-(4.19). Закончить обход по контуру наклонного конвейера необходимо обоснованием требующейся величины тягового фактора привода: , где (30.22) - коэффициент запаса по тяговому фактору, принимаемый равным 1,2-1,25. Первым методом обхода контура удобно, как было отмечено, пользоваться при расчете горизонтальных или слабонаклонных конвейеров большой длины, так как для эффективности их работы необходимо достаточное натяжение сбегающей с привода ветви. Для гарантии стабильности натяжения в этом месте обычно устанавливают натяжное устройство. При расчете наклонных конвейеров (когда - отрицательная величина) порожняковая ветвь составляющей своего веса, как правило, обеспечивает достаточное натяжение сбегающей с привода ветви. Поэтому обход контура конвейера можно проводить, задаваясь величиной минимального натяжения грузовой ветви, а натяжное устройство удобно устанавливать на хвостовом барабане как для обеспечения стабильности минимального натяжения, так и для уменьшения усилий на натяжном устройстве. Для конвейеров с небольшими углами подъема (4-6°) возможны обе схемы расчета. Если отложить перпендикулярно направлению движения ленты из точек на границе участков контура вертикальные отрезки, изображающие в масштабе величину натяжений в этих точках, и соединить их концы непрерывной линией, то получим наглядную диаграмму натяжений по всему контуру. На участках с распределенным сопротивлением натяжение изменяется плавно, а в точках с сосредоточенным сопротивлением - скачком. Разница длин отрезков соседних точек дает в масштабе величину сопротивления движению ленты между этими точками. Контрольные вопросы 1. В чем заключается принципиальная разница между уравнениями Эйлера и Жуковского? 2. Что такое коэффициент сцепления ленты с барабаном? 3. Что такое тяговый фактор? Каковы пути его повышения? 4. Что такое запас тяговой способности привода? 5. Каковы достоинства и недостатки многоприводных ленточных конвейеров? 6. Как подсчитать распределение нагрузки между двумя приводными барабанами ленточного конвейера? Лекция 7. Расчет ленточного конвейера План лекции 1. Цель расчета. 2. Порядок расчета. Целью расчета ленточного конвейера является выбор его типа для заданных условий транспортирования материала, установление прочностных характеристик конвейерной ленты. Исходными данными для расчета являются: годовая производительность карьера; параметры, характеризующие режим работы предприятия; расстояние транспортирования груза; физико-механические свойства транспортируемых грузов; условия работы конвейера. Расчет ленточного конвейера включает: 1) предварительный выбор типа конвейера; 2) проверку принятой ширины ленты конвейера; 3) вычисление распределенных сопротивлений движению ленты; 4) определение сосредоточенных сопротивлений движению ленты; 5) расчет натяжений конвейерной ленты и тягового усилия (см. лекцию 30); 6) определение мощности привода 7) установление силы натяжного устройства; 8) определение прочностных характеристик ленты. Выбор типа конвейера. Он производится по его расчетной часовой производительности : (31.1) где - годовая производительность карьера, ; - коэффициент неравномерности работы карьера, ; - число рабочих дней в году; - количество смен в сутки; - продолжительность смены, ч. По расчетной производительности и исходным данным ориентировочно выбирается тип конвейера. Проверка принятой ширины ленты конвейера. Проверка включает в себя два этапа. Сначала производится проверка соответствия принятой ширины ленты заданной производительности: (31.2) где - соответственно, расчетная и принятая по технической характеристике ширина ленты, м; - техническая производительность конвейера, принятая по технической характеристике ; - коэффициент формы сечения груза на ленте (табл. 31.1); - скорость движения ленты, м/с; - коэффициент, учитывающий снижение высоты насыпки груза при использовании наклонных конвейеров: Если условие (31.2) не выполняется, то необходимо выбрать другой тип конвейера. Затем ширина ленты проверяется по крупности куска: (31.3) где - размер максимального куска, мм. Определение распределенных сопротивлений движению ленты. Распределенное сопротивление движению ленты на грузовой ветви конвейера вычисляется по формуле (31.4) где - линейные силы тяжести, соответственно, груза, ленты и роликоопор грузовой ветви конвейера, Н/м, (31.6) где - масса конвейерной ленты, (см. табл. 3.3, 3.4), (31.7) где - масса вращающихся частей роликоопоры грузовой ветви конвейера, кг; - расстояние между роликоопорами грузовой ветви конвейера, м; коэффициент сопротивления движению ленты на грузовой ветви конвейера; расстояние транспортирования, м; - угол наклона конвейера, град. Знак «+» ставится при перемещении груза вверх, знак «-» - при перемещении груза вниз. Распределенное сопротивление движению ленты на порожняковой ветви конвейера определяется по формуле , где (31.8) - линейная сила тяжести роликоопор порожняковой ветви конвейера, Н/м, (31.9) где кг; - масса вращающихся частей роликоопоры порожняковой ветви конвейера, - расстояние между роликоопорами порожняковой ветви конвейера, м, , (31.10) где - коэффициент сопротивления движению ленты на порожняковой ветви конвейера. Знак «-» ставится при движении ленты на порожняковой ветви вниз, знак «+» - вверх. Определение сосредоточенных сопротивлений движению ленты конвейера. Сопротивление при огибании лентой барабана , Н, складывается из сопротивлений вследствие трения в цапфах вала барабана и жесткости ленты. При этом натяжение ленты в последующей точке (набегающая на барабан ветвь ленты) больше, чем в предыдущей точке (сбегающая с барабана ветвь ленты) в раз, т.е. , (31.11) где - коэффициент увеличения натяжения, зависящий от угла обхвата лентой барабана: Тогда (31.12) Сопротивление на загрузочном устройстве рассчитывают по формуле (31.13) Сопротивление на разгрузочном устройстве (плужковый сбрасыватель) вычисляют по формуле (31.14) Для обеспечения нормальной работы конвейера должны выполняться два условия: 1) лента не должна пробуксовывать на приводных барабанах, т.е. (31.15) 2) лента не должна провисать чрезмерно на грузовой ветви, т.е. (31.16) где - наименьшее натяжение на грузовой ветви конвейера, Н. Если второе условие не выполняется, то натяжение ленты должно быть соответственно увеличено (при этом пересчет начинают от точки наименьшего натяжения на грузовой ветви). Тяговое усилие вычисляется по формуле (31.17) Определение мощности привода. Мощность на валу двигателя рассчитывается по формуле (31.18) где - КПД двигателя, . При двухбарабанном приводе общую мощность необходимо распределить между приводными барабанами, которые работают не в одинаковом режиме. Мощность двигателя пропорциональна величине тягового усилия, поэтому нужно вначале определить величину тягового усилия, приходящуюся на каждый барабан: (31.19) где - угол обхвата лентой 1-го барабана, град, (31.20) Затем, подставляя значения тягового усилия из рассчитанного по формулам (31.19), (31.20) в выражение (31.18), получаем значения мощности двигателей на приводных барабанах конвейера. Определение силы натяжного устройства. Она слагается из суммы сил натяжения в набегающей на натяжной барабан и сбегающей с натяжного барабана ветвях ленты. Для нашей расчетной схемы она составит (31.21) Определение прочностных характеристик ленты. Потребная прочность на разрыв резинотканевой ленты определяется сопротивлением разрыву одной прокладки , Н/мм, и числом прокладок: (31.22) где (при - наибольшее натяжение в ленте, Н; - коэффициент запаса прочности ); - ширина ленты, мм. Подбор резинотросовой ленты необходимой прочности выполняется по ее сопротивлению разрыву: , Н/мм, (31.23) где Полученное значение сопротивления разрыву следует сравнить с разрывной прочностью выбранной ранее ленты. Контрольные вопросы 1. Как определяются распределенные сопротивления движению ленты? 2. В чем заключается расчет конвейера методом «обхода по контуру»? 3. Как определяются прочностные характеристики конвейерных лент? 4. Каковы основные тенденции в развитии конструкций ленточных конвейеров? Лекция 8. Ленточно-тележечные и крутонаклонные конвейеры План лекции 1. Ленточно-тележечные конвейеры: область применения, достоинства и недостатки, общее устройство. 2. Крутонаклонные конвейеры: область применения, достоинства и недостатки, основные типы. Ленточный конвейер для крупнокусковых грузов (автором которого является А. О. Спиваковский) создан для транспортирования насыпных грузов крупностью более 600 мм. В ленточном конвейере для крупнокусковых грузов привод и натяжное устройство являются такими же, как и в стандартном ленточном конвейере (конвейерная лента в них служит тяговым и грузо-несущим органом). Основное отличие данного конвейера заключается в том, что лента 1 поддерживается практически по всей длине дугообразными траверсами 2, снабженными ходовыми колесами 3. Траверсы на колесах, представляющие собой ходовую тележку (поэтому конвейер иногда называют ленточно-тележечным), соединены между собой двумя замкнутыми цепями 4, которые огибают концевые звездочки (рис. 33.1). Цепной контур не является приводным: лента, лежащая на траверсах, вовлекает их вместе с цепями в движение трением. Таким образом, груженая конвейерная лента свободно лежит на опорах и перемещается вместе с ними, что обеспечивает отсутствие шевеления груза, его устойчивость при движении, снижение динамических нагрузок, увеличивает долговечность ленты, а также дает возможность несколько повысить предельный угол наклона конвейера. Кроме того, использование ходовых опор несколько снижает коэффициент сопротивления движению и уменьшает потребность в шарикоподшипниках примерно в 3 раза. Порожняковая ветвь ленты поддерживается двухроликовыми опорами 5. В месте загрузки лента опирается на батарею стационарных амортизирующих опор 6. По сравнению с пластинчатым конвейером в ленточном конвейере на ходовых опорах меньше линейный вес грузонесущего полотна, а благодаря тому, что цепи не являются приводными, можно развивать более высокую скорость движения ленты. Опыт эксплуатации таких конвейеров на рудниках «Аксай» и «Джана-тас» (ПО «Каратау») показал, что при ширине ленты 1200 и 1600 мм конвейер может перемещать грузы крупностью 1000 и 1500 мм. Основным элементом линейной части ленточного конвейера на ходовых опорах является подвижный поддерживающий контур, включающий траверсы с ходовыми колесами и цепями, фиксирующими расстояние между опорами. Траверса конвейера может быть изготовлена из труб, швеллеров, гнутых профилей и т.д. и футерована резиной. Резиновая футеровка закрепляется по всей длине траверсы болтами. Между внутренней поверхностью резиновой футеровки и наружной поверхностью траверсы образуется воздушный зазор, обеспечивающий в момент входа и выхода траверсы из-под ленты на концевых звездочках деформацию футеровки и ее очистку от прилипших или примерзших частиц транспортируемой горной массы. Ходовые колеса (закрытой конструкции на шарикоподшипниках) имеют реборды и перемещаются но направляющим рельсам или уголкам. Для конвейеров с лентой шириной 1200-1600 мм диаметр колеса принимается равным 150-160 мм. Колеса заполняются специальной консистентной смазкой, обеспечивающей работу в течение нескольких лет. Расстояние между траверсами принимается в пределах 1,4-1,5 м. Цепи, связывающие между собой траверсы, могут быть пластинчатыми или кольцевыми. Достоинством пластинчатых цепей является возможность обеспечения больших скоростей, однако кольцевые цепи при том же весе обладают большей прочностью и не требуют смазки в процессе эксплуатации. Для натяжения цепей используется натяжное устройство винтового типа, при помощи которого в хвостовой части конвейера перемещаются звездочки цепного контура. Расчет конвейера на ходовых опорах аналогичен расчету стандартного ленточного конвейера, но имеет некоторые особенности, так как многие расчетные коэффициенты, полученные экспериментальным или расчетным путем, зависят от гранулометрического состава горной массы. Конвейеры, способные транспортировать насыпные грузы под углами подъема, превышающими 18°, называют крутонаклонными. Значительное уменьшение длины транспортирования, упрощение транспортных схем, резкое снижение объемов горно-капитальных работ даже при некоторых усложнениях в конструкции конвейеров, а следовательно, и увеличении затрат на 1 м ее длины во многих случаях обеспечивают эффективность применения крутонаклонных конвейеров. К настоящему времени разработано и предложено большое количество конструктивных схем, иногда принципиально отличающихся друг от друга, а иногда повторяющих одна другую при несущественных отличиях. Основным отличительным признаком крутонаклонного конвейера является способ удержания груза на полотне от самопроизвольного движения вниз под действием силы тяжести. По этому признаку различают крутонаклонные конвейеры, крутые углы подъема груза на которых достигаются следующим путем: 1) повышением коэффициента трения транспортируемого груза о поверхность грузонесущего полотна; 2) повышением нормального давления транспортируемого груза на грузонесущее полотно или полотна на груз; 3) созданием для транспортируемого груза подпора подпорными элементами различного вида, а также комбинацией этих способов. Конвейеры, угол наклона которых может быть увеличен за счет увеличения коэффициента трения транспортируемого груза о ленту, представлены конструкциями, поверхность лент которых имеет повышенные фрикционные свойства, а также конвейерами с рифлеными лентами разнообразного профиля рифов и лентами с невысокими перегородками, допускающими движение обратной ветви ленты по стандартным роликоопорам. Эти конвейеры широко известны и благодаря простоте конструкции (практически отсутствию конструктивных отличий от стандартного конвейера) находят применение в ряде отраслей промышленности. В основном такие конвейеры эффективны для сортированных мелкокусковых грузов. Куски размером более 150 мм не удерживаются рифами и невысокими перегородками и скользят по ним. Угол подъема конвейера, очевидно, не может превышать углов трения и естественного откоса грузов в движении и лежит в пределах 22-25о в зависимости от физико-механических свойств транспортируемого груза. Производительность конвейера при предельных углах резко (на 30-40 %) падает по сравнению с конвейерами под углами наклона 18о. Конвейеры, угол подъема которых может быть увеличен за счет повышения нормального давления транспортируемого груза на грузонесущее полотно или полотна на груз, представлены значительной группой конструктивных схем, среди которых следует выделить две принципиально отличающиеся. Во-первых, это конвейеры с лентой глубокой желобчатости. Глубокий желоб образуется подвесными многороликовыми опорами. Загрузка горной массы производится на участке конвейера, наклоненном под углом до 10-12о. На этом участке точки подвеса гирляндной опоры расставлены достаточно широко для облегчения процесса погрузки (рис. 33.2). При переходе к крутому углу подъема точки подвеса гирляндных опор конвейера постепенно сближаются, создавая обжатие груза, лежащего на ленте, на большей части поперечного сечения. Высокая степень унификации узлов конвейера с лентой глубокой желобчатости со стандартным ленточным конвейером, большая производительность при той же ширине, возможность применения двухбарабанных приводов делают эту конструкцию весьма перспективной. Такие конвейеры могут иметь производительность (при возможных в настоящее время значениях ширины ленты), достигающую 15000 м /ч при скоростях до 5 м/с. Однако углы их наклона в силу наличия свободной поверхности груза не должны превышать 22-25° в зависимости от физико-механических свойств транспортируемого груза и кусковатости. Требования к кусковатости аналогичны требованиям, определяемым работой стандартных ленточных конвейеров. При определении давления груза на ленту на шаге роликоопор следует рассматривать два этапа. На первом этапе лента удаляется от роликоопоры, при этом прогиб и развал ее увеличиваются, достигая максимума примерно в середине пролета. Давление груза на ленту обусловлено действием силы тяжести (активное давление). Система «транспортируемый материал - лента» находится в минимальном напряженном состоянии. На втором этапе после прохождения середины пролета (между опорами) развал ленты постепенно уменьшается, частицы насыпного груза подталкиваются друг к другу, в результате чего между ними и лентой возникают дополнительные распорные усилия, величина которых по мере удаления от середины пролета возрастает, достигая максимума на опоре или вблизи нее (пассивное давление). Система находится в максимальном напряженном состоянии. Разновидностью конвейеров с лентой глубокой желобчатости являются так называемые «трубчатые конвейеры», в которых груз полностью закрыт в трубе из свернутой ленты. Обжатие, как и в предыдущем случае, производится постепенно на горизонтальных или слабонаклонных участках трассы с помощью обжимающих роликоопор, имеющих специальные направляющие ролики для заворачивания ленты в трубу. Обжатие может производиться с помощью жестких оболочек, но в этом случае сопротивление движению ленты резко возрастает и требуется применение специальных смазок или опять-таки роликов, вмонтированных в жесткую оболочку. Рис. 33.3. Схема «трубчатого конвейера»: 1 - конвейерная лента; 2 приводной барабан; 3 - натяжной барабан; 4 - секции для установки поддерживающих опор; 5 - соединительные секции; 6 - шести- и пятироликовые опоры; 7 - поддерживающий ролик; 8 - направляющие ролики; 9 - загрузочное устройство; 10 - груз На рис. 33.3 показана схема одного из вариантов «трубчатого конвейера». Лента 1 огибает приводной 2 и натяжной 3 барабаны. На секциях 4, расположенных с определенным шагом по длине конвейера, крепятся шестироли-ковая круговая опора грузовой ветви ленты 1 и пятироликовая круговая опора порожняковой ветви Г. Секции соединены между собой направляющими 5. Загрузка производится из воронки 9 на ленту, лежащую на ролике 7 и зажимаемую вертикальными постепенно сближающимися роликами 5. В результате постепенного обжима груз 10 оказывается полностью завернут в трубе из ленты. Перед разгрузочным барабаном лента выполаживается в обратном порядке. Порожняя ветвь может двигаться по стандартным однороликовым опорам. Если необходимо иметь компактную установку или перемещать грузы в обоих направлениях (например, уголь на электростанцию, а обратно золу в отвал), то порожнюю ветвь ленты аналогично заворачивают в трубу. Кроме обычных требований к ленте «трубчатого конвейера» предъявляются еще специальные требования: наличие низкого модуля упругости во избежание повреждения ее при свертывании в трубу и повышенных сопротивлений движению. Для обеспечения плавности движения борта ленты могут иметь меньшую толщину, т.е. требуется специальная лента. Вместе с тем такие конвейеры имеют неоспоримые преимущества при транспортировании пылящих, ядовитых, мелкокусковых материалов. Трасса такого конвейера допускает изгибы в горизонтальной и вертикальной плоскостях. К этой же группе принадлежат крутонаклонные конвейеры с прижимной лентой (рис. 33.4). Принципиальная схема конвейера состоит из загрузочного 8 и разгрузочного 9 участков, крутонаклонного 10 и двух переходных - нижнего 11 (от загрузочного участка к крутонаклонному) и верхнего 12 (от крутонаклонного к разгрузочному). Принцип работы такого конвейера заключается в том, что горная масса поступает в загрузочное устройство 4, а затем на горизонтальный или слабонаклонный участок 8. Груженая ветвь основного контура 1, опирающаяся на трехроликовые опоры 13, транспортирует горную массу до переходного участка 11, где зажимается сверху прижимной лентой контура 2. Трехроликовые опоры 13 грузовой ветви (грузонесущего контура) переставляются на прижимную ветвь (сеч. Б-Б) и груз на переходном участке 11 оказывается зажатым натяжением ленты. В таком состоянии транспортируемый материал проходит по переходному участку до крутонаклонной части конвейера 10, где опоры 13 возвращаются на свое место, а горная масса дополнительно прижимается прижимными устройствами 3 (сеч. В-В). Далее горная масса проходит переходной участок 12, после которого прижимная лента снимается с материала. Порожняковая ветвь контура 1 опирается на однороликовые опоры 14. Верхняя ветвь контура 2 опирается также на однороликовые опоры. Каждый из контуров конвейера аналогичен хорошо зарекомендовавшему себя в горной промышленности стандартному ленточному конвейеру, поэтому нет проблем с очисткой и ремонтом лент. Кроме того, в процессе работы материал практически герметично закрыт между несущей и прижимной лентой. Загрузка по центру и достаточное расстояние от краев ленты до транспортируемого материала гарантирует отсутствие просыпи по всей длине конвейера, даже при некотором сдвижении лент (рис. 33.5). Рис. 33.4. Крутонаклонный конвейер с прижимной лентой: 1 и 2 - соответственно, груженый и прижимной контуры; 3 - прижимные устройства; 4 - загрузочное устройство; 5 разгрузочное устройство; 6 - натяжные устройства; 7 - приводы для груженого и прижимного контура; 8, 9 - загрузочный и разгрузочный участки; 10 - крутонаклонный участок; 11, 12 - нижний и верхний переходные участки; 13, 14 - верхние и нижние роликоопоры груженого контура; 15 металлоконструкция конвейера Рис. 33.5. Распределение продольных и касательных напряжений по продольному (а) и поперечному (б) сечению конвейера с прижимной лентой Большое значение имеет также возможность создания установок с высокими мощностями, так как возможны значительные скорости движения (36 м/с) и привод на обе ветви ленточного конвейера. Требования к кусковато-сти груза и скорости движения лент конвейеров также аналогичны требованиям, предъявляемым к ленточным конвейерам. Конвейеры такой конструтивной схемы способны транспортировать грузы под углами подъема, достигающими 90°. Ширина лент крутонаклонного конвейера с прижимной лентой больше, чем у стандартного ленточного конвейера для тех же условий. Причем с увеличением производительности разница между шириной этих лент уменьшается. Вместе с тем суммарная длина их при угле подъема ~ 40° равна длине стандартного ленточного конвейера на ту же высоту подъема, а при углах подъема 45-55° - уже меньше на 10-32 % соответственно. Учитывая, что прочность каждой из лент крутонаклонного конвейера более чем в 1,5 меньше, чем у ленточного конвейера, следует ожидать, что и суммарные затраты на обе ленты также должны быть ниже. С увеличением угла подъема конвейера привод прижимного контура принимает на себя от 28 до 40 % общей нагрузки при изменении угла наклона 35-70° Линейная масса металлоконструкции крутонаклонного конвейера значительно выше (в 2,4-3,3 раза), чем у ленточного, но если считать на одну высоту подъема (с учетом резко уменьшающейся длины трассы), то масса металлоконструкции крутонаклонного конвейера только в 1,7-1,6 больше, чем у стандартного ленточного. Таким образом, с позиций энерго- и материалоемкости крутонаклонный подъем конвейером с прижимной лентой достаточно конкурентоспособен. Опыт проектирования конвейеров с прижимной лентой показал, что необходимы сбалансированные прижимные устройства, объединенные в независимые модули таким образом, чтобы прижимные ролики этих устройств располагались на одном расстоянии по длине и ширине ленты достаточно близко друг от друга и были полностью приспособлены к поперечной и продольной конфигурации материала, создавая «плавающую» «мягкую» прижимную систему: проход отдельных негабаритов лишь несколько приподнимает прижимную ленту с соответствующим прижимным роликом, перераспределяя давление на остальные. Радиус переходной кривой зависит от натяжения ленты и модуля ее упругости и для синтетических лент с низким модулем упругости составляет 15-50 м. Применение тросовых лент требует резкого увеличения радиуса переходной части (примерно в 10 раз). Большую группу крутонаклонных конвейеров составляют конвейеры с бортами и перегородками. Трудности в создании таких конвейеров заключаются в обеспечении устойчивости перегородок, а также в необходимости поддержания обратной ветви ленты специальными стационарными или ходовыми роликоопорами. Широко известны и распространены такие конвейеры с привулканизированными к плоской ленте перегородками 1 и гофрированными бортами 2. Однако недостаточная устойчивость перегородок и бортов ограничивает области применения таких конвейеров для легких сыпучих грузов с размером кусков до 150 мм (рис. 33.7). Установка устойчивых металлических перегородок значительно усложняет и утяжеляет конструкцию (пример конструкции МГИ-ИГД МЧМ на рис. 33.8). Порционное расположение груза на грузонесущем полотне и, как правило, относительно небольшие скорости из-за усложненных условий загрузки ограничивают производительность данных конвейеров. Степень заполнения пространства между двумя соседними перегородками оценивается коэффициентом заполнения К, равным отношению площади продольного сечения груза в ячейке ко всей полезной площади продольного сечения ячейки (рис. 33.9). Рис. 33.8. Крутонаклонный конвейер с металлическими бортами и перегородками: 1 конвейерная лента; 2 - роликоопора грузовой ветви; 3 - металлические борта; 4 - металлические перегородки; 5 - ось ходовых роликов; 6 - ходовые ролики; 7 - привулкани-зированные элементы На рис. 33.10 для примера приведены зависимости коэффициента заполнения от скорости движения полотна , м/с, при различных углах наклона конвейера (при высоте перегородок = 0,3 м, расстоянии между перегородками = 1 м, угле естественного откоса транспортируемого материала в движении = 25°). Как можно судить по приведенным зависимостям, существуют две зоны скоростей движения, в которых коэффициент заполнения имеет максимальные значения. Зона скоростей 1-1,5 м/с, как правило, не обеспечивает требуемых производительностей. Верхний предел значений скоростей ограничен величиной < 3-3,5 м/с по величине динамических нагрузок, возникающих при соударении крупных кусков большой массы с перегородками. Таким образом, скорость движения выбирается в пределах 1,8-3 м/с. По условию устойчивости высота перегородок составляет 0,2-0,4 м, а расстояние между перегородками м для транспортирования грузов, содержащих куски размером ~ 350-400 мм. На рис. 33.11 для условий аналогичных зависимостям, изображенным на рис. 33.10, приведены зависимости коэффициента заполнения полотна от расстояния между перегородками при = 2 м/с для углов наклона конвейера = 3560°. Как можно видеть на рис. 33.10, величина уменьшается в 1,5-2,5 раза при увеличении угла установки в пределах 35-60о. Таким образом, конвейеры данного типа целесообразно использовать при углах подъема, не превышающих 35-45о, и расстоянии между перегородками не более 0,8-1,1 м при скоростях движения = 1,8-3 м/с для транспортирования грузов, содержащих куски размером не более 400 мм. Конструктивные особенности не допускают применения двухбарабанных приводов, что ограничивает высоту подъема одним ставом. Расчет конвейера с перегородками производят по зависимостям, установленным для стандартного ленточного конвейера, но при выборе ширины ленты учитывают коэффициент заполнения полотна . . Контрольные вопросы 1. Каковы конструктивные отличия ленточно-тележечного конвейера от ленточного? 2. В каких условиях применяются ленточно-тележечные конвейеры? 3. Как увеличить сцепление груза с лентой на крутонаклонных конвейерах? 4. Что такое «подпорные элементы»? ТЕМА 2 ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ Технология обучения на лекцию № 2. Время - 2 час Количества студентов: 50-60 чел Форма учебного занятия Визуальная лекция План учебного занятия 1.Область применения железнодорожного транспорта. 2.Достоинства и недостатки железнодорожного транспорта. 3.Нижнее строение железнодорожного пути. 4.Верхнее строение железнодорожного пути. 5.Трасса железнодорожного пути. Цель учебного занятия; ознакомление студентов средствами локомотивного транспорта, рельсовые пути, их конструкции область применения и его элементами. Изучение студентов о характеристики железнодорожных путей на карьерах, основные элементы путей, типы рельсов и их строение, укладка. Изучение схемы железнодорожного транспорта, техники и технологии железнодорожного транспорта, применяемых на карьерах, общие понятии о типах и принципах работы вагонов и локомотивов. Изучение студентом о конструкциях рудничных вагонеток, область применения, типами и их параметрами. Изучение студентам о железнодорожном транспорте на горных предприятиях. Классификация, виды, основные характеристики локомотивного транспорта. Вспомогательное оборудование локомотивного транспорта. Задачи преподавателя: • ознакомить с типами рельсовыми; Результаты учебной деятельности: Студент должен узнать: - Основные элементы железнодорожных путей - Балласт; - Строение железнодорожных путей • рассказать о схемы карьерного рельсового путы Методы и техники обучения Лекция – визуализация, техники: блицопрос, фокусирующие вопросы, «думай – работай в паре – делись», техника «Кластер». Средства обучения Лазерный проектор, визуальные Формы обучения материалы, информационное Коллективная, обеспечение. фронтальная работа, работа в парах. Условия обучения Аудитория, приспособленная для работы с ТСО. информационных технологий Технологическая карта лекции (2-е занятие) Этапы, время Деятельность преподавателя 1 этап. 1.1. Сообщает, тему, цель, Введение планируемые результаты учебного (10 мин.) занятия и план его проведения. студентов 1.1. Слушают, записывают. 2 этап. Основной 2.1. С целью актуализировать знания (60 мин.) студентов задает фокусирующие вопросы: 1. Какова область применения железнодорожного транспорта? 2. Каковы достоинства и недостатки железнодорожного транспорта? 2.1. Слушают. По очереди отвечают на вопросы. Слушают правильный ответ. Для ответа на вопросы организует работу в парах. Проводит блиц-опрос. 2.3. Обсуждают содержание 2.3. Последовательно излагает материал лекции по вопросам плана, использует визуальные материалы 3- этап. Заключительная (10 мин.) Акцентирует на ключевых 3.1. Проводитвнимание блиц-опрос. Делает моментах темы, предлагает их итоговое заключение. Дает задание записать. для самостоятельной работы. схем и таблиц, визуальные материа3.1. Отвечают лы, уточняют, на задают вопрос. вопросы. Лекция 9. Область применения железнодорожного транспорта Записывают План лекции главное. 1.Область применения железнодорожного транспорта. 2.Достоинства и недостатки железнодорожного транспорта. Железнодорожный транспорт получил большое распространение на карьерах страны. Он используется как при мощных грузопотоках (100-150 млн т горной массы в год, а в отдельных случаях и более), так и при незначительных (20 млн т в год). Глубина разработки с применением железнодорожного транспорта достигает 250 м, а в отдельных случаях и более. Расстояние внутрикарьерного транспортирования составляет 2-5 км, а с учетом поверхности достигает 12-15 км. Достоинствами железнодорожного транспорта являются высокая надежность, возможность перевозить практически любые насыпные грузы, малая зависимость его эффективности от климатических условий, возможность достижения высокой производительности за счет пропуска большого числа поездов и увеличения массы поезда до 1500-2000 т, относительно низкие удельные затраты на транспортирование, большой срок службы оборудования, возможность использования любых типов энергии и локомотивов. Железнодорожный транспорт оказывает незначительное негативное воздействие на окружающую среду. Недостатками железнодорожного транспорта, ограничивающими область его применения, являются большая протяженность фронта работ (не менее 300-500 м), значительные радиусы поворота (не менее 80-100 м), незначительные подъемы (4060 %о), значительные затраты на перемещение рель-сошпальной решетки и контактной сети, малая механизация вспомогательных работ, большие капитальные затраты и другие. Схемы железнодорожных путей карьера во многом определяются схемой вскрытия карьера и типами съездов при железнодорожном транспорте (рис. 5.1, рис. 5.2). Наиболее простым является план трассы при прямых съездах, но он применим, как правило, при неглубоких карьерах со значительными размерами в плане (рис. 5.1, а). При небольших размерах карьера в плане приходиться применять тупиковые (рис. 5.1, б ) и петлевые (рис. 5.1, в ) съезды, что обусловливает значительные маневровые операции и увеличивает длину транспортирования. В глубоких карьерах применяют спиральные съезды (рис. 5.1, г), что позволяет уменьшить количество пересечений путей. Схемы железнодорожного транспорта в карьере определяются также направлением и количеством грузопотоков. Если полезное ископаемое и вскрышные породы транспортируются по одним выездным путям, то такой грузопоток называют сосредоточенным. Разделение потоков начинается после траншеи на станции «Карьерная» (рис. 5.2, а): один поток направляется на отвал, другой - на фабрику. При транспортировании полезного ископаемого и вскрыши по разным коммуникациям получаем рассредоточенный грузопоток, чем достигается независимость работы вскрышных и добычных участков. На рис. 5.2, б вскрышные породы через станцию «Породная» направляются на отвал, а полезное ископаемое через станцию «Рудная» - на перерабатывающее предприятие (обогатительную фабрику и т.д.) или пути МПС. На мощных карьерах наряду с рассредоточением основных грузопотоков разделяют иногда и наибольший из них (например вскрышной, рис. 5.2, в , или добычной, рис. 5.2, г). Формирование грузопотоков осуществляется на основе графиков движения поездов с учетом количества и назначения раздельных пунктов. Экономические показатели работы железнодорожного транспорта определяются размерами перевозок, полезной массой груза в поезде, расстоянием транспортирования, уровнем организации работ, определяющим показатели использования транспортного оборудования. При оценке технико-экономических показателей работы железнодорожного транспорта принимается показатель приведенных затрат П, руб/г, учитывающий одновременно капитальные затраты К, руб., и эксплуатационные расходы С, руб/г: (5.1) где Е - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, Е = 0,15. Капитальные затраты складываются из стоимости строительства постоянных сооружений и устройств железнодорожного транспорта и стоимости подвижного состава ,(5.2) где - стоимость возведения земляного полотна; - стоимость укладки верхнего строения пути; - стоимость строительства устройств СЦБ и связи; стоимость строительства железнодорожных станций; - стоимость строительства локомотивовагонного хозяйства (депо, пункты экипировки локомотивов, пункты осмотра и ремонта вагонов); - стоимость строительства сооружений электрификации транспорта (тяговые подстанции, контактная сеть); - стоимость подвижного состава (локомотивы, вагоны, путевые машины и механизмы). Эксплуатационные расходы состоят из расходов на содержание постоянных сооружений и устройств и подвижного состава: (5.3) где - стоимость содержания железнодорожных путей в год; - стоимость содержания станций в год; - стоимость содержания устройств СЦБ и связи; стоимость содержания ремонтного хозяйства; - стоимость содержания тяговых подстанций; - стоимость содержания контактной сети; - стоимость содержания штата управления транспортом; - стоимость содержания подвижного состава. При расчетах эксплуатационных расходов определяются нормы, зависящие от объема перевозок (в основном связанные с работой подвижного состава), и нормы расходов по содержанию постоянных устройств, не зависящие от объема перевозок. Исследуя технико-экономические показатели железнодорожного транспорта, можно выявить обобщенные закономерности, определяющие условия наиболее эффективного применения перспективных средств железнодорожного транспорта. С увеличением уклона путей становится целесообразным применение локомотивов увеличенной сцепной массы. Эта же зависимость наблюдается с увеличением глубины карьера. Лекция 10. Устройство железнодорожного пути План лекции 1. Нижнее строение железнодорожного пути. 2. Верхнее строение железнодорожного пути. 3. Трасса железнодорожного пути. Карьерные железнодорожные пути по назначению и месту расположения в карьере, а также условиям эксплуатации подразделяются на временные (со сроком службы до 1 года), перемещаемые по мере подвигания фронта горных работ, и постоянные (со сроком службы более 1 года). К временным (передвижным) путям относят погрузочные пути добычных и вскрышных уступов (т.е. забойные пути), разгрузочные пути породных отвалов и отвалов бедных руд (отвальные пути), а также пути скользящих и тупиковых съездов (пути по борту карьера, соединяющие траншейные и забойные пути, внутрикарьерных постов и разъездов и др.). К постоянным (стационарным) путям относят главные траншейные пути, поверхностные пути к пунктам разгрузки поездов, станционные (как главные и приемно-отправочные, так и экипировочные пути, пути ремонта и осмотра состава), а также пути ремонтных площадок, звеносборочных баз, хозяйственных грузов и др. На карьерах нашей страны эксплуатируется более 15 тыс. км железнодорожных путей, из которых 30-35 % - передвижные. Большая часть карьерных путей имеет балластное основание из щебня и гравия. Около 30 % всех путей уложены на криволинейных участках и более 20 % из них имеют уклоны, превышающие 10 %о. Различия в условиях эксплуатации передвижных и стационарных путей обусловливают различные ограничения скоростей движения по ним. Так, по передвижным участкам пути максимальная скорость движения состава огра- ничивается 15-25 км/ч (есть участки, где эти цифры еще меньше ~5 км/ч). На стационарных путях в траншеях и на поверхностных перегонах длиной 3 км и более, расположенных на незастроенной территории, скорость ограничивается 4565 км/ч, а на застроенной территории составляет 25-40 км/ч. При движении по стационарным путям скорость локомотива с вагонами, укрепленными сзади, ограничивают до 40 км/ч, а с вагонами вперед - до 25 км/ч. Скорость следования поезда при приеме на станцию должна быть не более 20 км/ч. В зависимости от годового грузооборота Г стационарные пути подразделяются на три категории: 22 млн т брутто ( < 65 км/ч), -Г = 10-22 млн т ( < 40 км/ч), < 10 млн т ( < 25 км/ч). Железнодорожный путь состоит из нижнего и верхнего строений. К нижнему строению относится земляное полотно (рис. 6.1) с искусственными сооружениями (мостами, путепроводами, эстакадами) и водоотводными системами (трубами, лотками, канавами, кюветами). Земляное полотно по форме поперечного профиля сооружают в виде насыпей (рис. 6.1, а), выемок (рис. 6.1, б), нулевых мест (рис. 6.1, в), полунасыпей (рис. 6.1, г), полувыемок (рис. 6.1, д), полунасыпей-полувыемок (рис. 6.1, е). Для отсыпки насыпей применяются материалы, обеспечивающие прочность и устойчивость земляного полотна. Это предварительно разрыхленные скальные дренирующие породы: галечные, гравийные, песчаные (за исключением пылевидных песков) грунты; шлаки; слабо дренирующие супеси; глины; легкие суглинки, содержащие не менее 50 % частиц крупнее 0,25 мм и не более 6 % глинистых частиц менее 0,050 мм; лёссовидные грунты. Часть земляного полотна, на которой размещается верхнее строение пути, называется основной площадкой. Ширина основной площадки (рис. 6.1) зависит от ширины колеи, числа путей и характеристики грунта. На отвалах, где применяются одноковшовые экскаваторы, в местах разгрузки думпкаров расстояние от оси железнодорожного пути до верхней бровки должно быть при грузоподъемности думпкара до 60 т не менее 1600 мм, а при грузоподъемности свыше 60 т - 1800 мм. При отработке уступов экскаваторами с верхней погрузкой расстояние от бровки уступа до оси железнодорожного пути устанавливается не менее 2,5 м. Для предохранения земляного полотна от разрушительного действия поверхностных и грунтовых вод предусматривают водоотводные сооружения, что имеет большое значение в карьерных условиях, особенно для отвода воды от земляного полотна забойных и отвальных путей. Водоотводные сооружения выполняют в виде кюветов, лотков и нагорных канав (рис. 6.1). При необходимости осушения выемки от грунтовых вод сооружают лотки глубиной 2 м. Нагорные канавы для ограждения земляного полотна от поверхностных вод в выемках и на станциях выполняют глубиной и шириной по дну не менее 0,6 м, с продольными уклоном - не менее 2 %о. При пересечении железной дорогой различных препятствий (рек, оврагов, автомобильных и железных дорог и т.д.) возводятся искусственные сооружения: мосты, путепроводы, эстакады, виадуки, тоннели и т.д. К верхнему строению пути относятся рельсы со стыковыми и промежуточными скреплениями, шпалы и балластный слой, противоугонные устройства. Рельсы служат для направления движущихся колес подвижного состава, восприятия и передачи давления нижележащим элементам верхнего и нижнего строения пути. Вертикальные (в основном) и горизонтальные усилия, передаваемые рельсам, вызывают их изгиб в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также кручение, смятие и истирание. Поэтому за основу рельса приняты двутавровые сечения, как обладающие наибольшим сопротивлением изгибу. На железных дорогах применяют широкоподошвенные рельсы, состоящие из головки 1, шейки 2 и подошвы 3 (рис. 6.2). Тип рельса определяется массой, кг, одного метра длины. На карьерных железнодорожных путях используют широкоподошвенные рельсы как новые - стандартные, так и старогодные, снимаемые с магистральных железных дорог. На путях с широкой колеей преимущественно используются рельсы Р-43, Р50, Р-65, Р-75. Длина рельсов, выпускаемых в настоящее время, составляет, в основном, 25 м, что обеспечивает высокую надежность работы и стабилизацию путевой решетки. Однако в некоторых случаях на забойных и отвальных путях при их передвижке и удлинении возникает необходимость применения рельсов длиной 12,5 м. При годовом грузообороте более 3-5 млн т брутто рекомендуется укладывать рельсы Р-50, при 15-30 млн т брутто - Р-65. При грузообороте более 30 млн т брутто в год и нагрузках на ось состава 300 кН и более - рельсы Р-75. Шпалы служат для соединения рельсовых нитей железнодорожной колеи и для передачи давления от подвижного состава на балластный слой. Шпалы карьерных железнодорожных путей изготавливают из дерева, железобетона и металла. Деревянные шпалы выпускаются двух видов: обрезные (А), у которых пропилены все четыре стороны, и необрезные (Б), у которых пропилены только постели. В зависимости от размеров поперечного сечения шпалы подразделяют на три типа (I, II и III). Толщина шпалы в зависимости от ее типа равна 180-150 мм, ширина верхней постели - 165-150 мм, нижней - 250-230 мм. Длина всех типов шпал равна 2750 мм, а шпал, изготовленных по спецзаказу, может быть равна 2800 мм и 3000 мм. Масса деревянных непропитан-ных шпал в сухом состоянии, соответственно, I, II и III типов составляет 5946 кг, а пропитанных - 70-55 кг. Шпалы I типа укладывают при грузонапряженности пути более 10 млн т брутто в год и нагрузке от оси подвижного состава более 250 кН, шпалы II типа при грузонапряженности более 10 млн т брутто в год и нагрузке от оси подвижного состава менее 250 кН, III типа - при грузонапряженности менее 10 млн т брутто в год. Шпалы выходят из строя, в основном, из-за механического износа, особенно на передвижных путях. Из-за большого расхода шпал в карьерах необходимо проводить мероприятия по увеличению их срока службы: пропитку антисептиками, обвязку концов шпал стальной полосой или проволокой и др. Долговечность стационарных путей повышается с применением железобетонных шпал. Использование их на передвижных путях затруднено вследствие их значительной массы и необходимости тщательного выравнивания земляного полотна и балластной призмы во избежание излома шпал. В эксплуатации находятся железобетонные шпалы, армированные проволочными струнами (струннобетонные - С-56-1, С-56-2, С-56-2М, С-56-3, С56-ЗМ), масса которых составляет 250 кг. В настоящее время выпускаются струннобетонные шпалы ШС-1 и ШС-2 (рис. 6.3). Железобетонные шпалы укладывают в путь под рельсы Р-50, Р-65 и Р-75 на щебеночный и асбестовый балласт на прямых и кривых (радиусом не менее 350 м) участках пути I и II категории. Металлические шпалы, имеющие ограниченное применение, выполняются сварными из листовой стали с ребрами жесткости. Число шпал на 1 км пути (называемое эпюрой шпал) зависит от нагрузки на ось подвижного состава, грузонапряженности дороги, типа рельсов, скорости движения поездов и для колеи 1520 мм принимается равным 1440, 1600, 1840, 2000 шт/км. На криволинейных участках стационарных путей число шпал на 1 км увеличивают по сравнению с примыкающим прямым участком до ближайшего большего значения. Рельсовые скрепления разделяют на промежуточные и стыковые. Промежуточные рельсовые скрепления, служащие для соединения рельсов со шпалами, состоят из подкладок, прикрепителей, в качестве которых применяют костыли, шурупы, клеммные или закладные болты и проти-воугоны. Подкладки под рельсы служат для передачи давления от рельсов на шпалы. Применение подкладки уменьшает износ шпал и увеличивает сопротивление боковому сдвигу рельсов, а значит, срок службы. Уклон подкладок 1:20 обеспечивает подуклонку рельсов, равную уклону поверхности катания колес подвижного состава. Прокладки под подошву рельса или под подкладку (резиновые или деревянные) обеспечивают смягчение ударов от подвижного состава. Промежуточные рельсовые скрепления (рис. 6.4) подразделяют на нераздельные, при которых рельс и подкладка прикрепляются к шпале одним и тем же прикрепителем (костылем или шурупом), раздельные, когда рельс и подкладка крепятся одним прикрепителем (например, клеммой и болтом), а подкладка к шпале прикрепляется другим (шурупом или болтом), и смешанные, при которых рельсы к шпале крепятся нераздельным способом, а под- кладка дополнительно прикрепляется к шпале отдельным прикрепителем (костылем или шурупом). Раздельные скрепления повышают устойчивость пути как в горизонтальном, так и в продольном направлениях. При деревянных шпалах иногда делают костыльное скрепление, но после многократного прохода поездов и передвижек путей костыли наддерги-ваются и прокладка свободно вибрирует между рельсом и шпалой, вызывая износ последних. Поэтому более рациональны обшивочные костыли, которые прижимают прокладку к шпале независимо от основных костылей (рис. 6.4, а), или установка вместо обшивочных костылей пружинных распорных (рис. 6.4, б). Раздельное скрепление (рис. 6.4, е) отличается тем, что прокладка прикрепляется к шпале шурупами, а рельс к подкладке - клеммами. Устойчивая работа узла крепления достигается применением пружинных клемм (рис. 6.4, г). Основные типы раздельных скреплений для железобетонных шпал показаны на рис. 6.4, д,е, рис 6.4, ж, з. Все перечисленные скрепления имеют много болтов, которые в процессе эксплуатации необходимо часто подтягивать и смазывать. Интересны специальные типы скреплений для металлических и железобетонных шпал с минимальным количеством деталей (рис. 6.4, и , к). Стыковые рельсовые скрепления (рис. 6.5) предназначены для соединения рельсов между собой. Они состоят из накладок и болтов с гайками и шайбами (рис. 6.5, а). На перемещаемых путях при передвижке путепередвигателями цикличного действия используют плоские или фартучные накладки. При перемещении путей путепередвигателями непрерывного действия применяют накладки специальной формы, позволяющие оставить свободной нижнюю часть головки рельса для пропуска зажимных роликов путепередвигателя (рис. 6.5, б). Противоугоны (пружинные или самозаклинивающиеся) применяются для предохранения железнодорожного пути от угона. Балласт служит для равномерного распределения давления, смягчения ударов от подвижного состава, отвода поверхностных вод, защиты земляного полотна от промерзания, увеличения сопротивления сдвигу рельсошпальной решетки. . Рис. 6.4. Промежуточные рельсовые скрепления: а - смешанное скрепление (типа ДО) с обшивочными костылями; б - смешанное скрепление (типа ДО) с распорными костылями; в раздельное скрепление с жесткой клеммой (тип Д2); г - раздельное скрепление с пружинной клеммой (тип Д4); д, е, ж, з - скрепление для железобетонных шпал, соответственно, типа КБ, ЖБ, ЖБР и БП; и, к - специальные типы скреплений (с минимальным количеством крепежных деталей), соответственно, для металлических шпал - РСМ-65: 7 - подкладка; 2 - закладная клемма; 3 - металлическая шпала и железобетонных -РСЖ-65: J - подкладка; 2 - прокладка под подкладку; 3 и 5 - закладные клеммаи шайба; 4 - пружинная скоба - Для балласта используют щебень с размером фракций 25-70 мм (в том числе и из металлургических шлаков); гравий, сортированный с размером фракций 5-60 мм; крупнозернистый песок с частицами 1-3 мм и даже 1-0,5 мм, а также асбестовые отходы и шлаки от сгорания каменного угля. Балластная призма железнодорожного пути имеет ширину (измеряется поверху), равную 3,1 м при однопутной линии, 7,2 м - при двухпутной и 12,2 м при трехпутной линиях. Толщина балластной призмы из щебня равна 0,25 и 0,15 м, а песчаной подушки (обычно укладываемой на стационарных путях) - 0,20 м. Откосы балластной призмы имеют крутизну 1:1,5, а песчаной подушки 1:2. Если земляное полотно состоит из скальных, крупнообломочных и песчаных грунтов, то щебеночный и асбестовый балласт укладывают без подушки. На открытых горных разработках Российской Федерации применяют стандартные широкую - 1520 мм и узкую - 750 мм колеи. Ограниченное применение имеют колеи шириной 1000 и 900 мм. В большинстве других стран стандартной является колея шириной 1435 мм. На криволинейных участках для облегчения прохождения подвижного состава уширение колеи выполняется в зависимости от радиуса кривой, но не может выходить за пределы 1540 мм. На путях с перемещаемой рельсо-шпальной решеткой на прямых и криволинейных участках применяется колея одинаковой ширины (1530 мм) с отклонениями по уширению +6 мм, по сужению -4 мм. Во избежание чрезмерного давления на наружный рельс при прохождении криволинейных участков малого радиуса у внутренней рельсовой нитки при радиусах 120 м и менее должны укладываться контррельсы, которые принимают на себя боковое давление и отжимают колесную пару от наружного рельса. Однако при этом увеличивается сопротивление движению поездов в кривых. На прямых участках пути верх головок рельсов обеих нитей должен быть на одном уровне. Допустимые отклонения на стационарных путях составляют до 4-8 мм, на передвижных - до 20 мм. На кривых участках выполняется возвышение наружного рельса над внутренним для компенсации возникающей центробежной силы. Допускаемое возвышение для широкой колеи равно 150 мм, для узкой - 40 мм. Возвышение рельса осуществляется поднятием на балласт наружных концов шпал или приданием уклона основной площадке. Для перевода подвижного состава с одного пути на другой применяются стрелочные переводы. Стрелочный перевод (рис. 6.6) состоит из остряков (перьев) 1, рамных рельсов 2, переводной кривой 3, контррельсов 4, необходимых для удержания ребер колес при прохождении мертвого пространства 5, крестовины 6 с сердечником. За крестовиной располагается предельный столбик 7, указывающий место остановки локомотива при ожидании встречного поезда. Положение предельных столбиков определяет полезную длину пути на станциях и разъездах. Все эти элементы стрелочного перевода можно объединить в три узла: стрелка, крестовинная часть и соединительные пути. Рамные рельсы, к которым прилегают остряки, являются продолжением путевых рельсов. Они укладываются на специальные подкладки или на сплошные металлические листы. Остряки (рельсы, заостренные с одной стороны) служат для направления поезда на тот или иной путь. При любом положении стрелки один из остряков прижимается к рамному рельсу, а другой - отодвигается, образуя зазор для прохода колес подвижного состава. Переводной механизм 8 служит для перевода стрелки из одного положения в другое. Стрелочные переводы укладываются на переводные брусья (длиной 27505500 мм), поперечное сечение которых то же, что и шпал. Стрелочный перевод называют правым (левым), если ответвленный путь, считая от стрелки к крестовине, отклоняется вправо (влево). Стрелочные переводы бывают симметричными (если оба пути отклоняются от первоначального направления под одинаковыми углами) и несимметричными. Стрелочные переводы являются пошерстными (более предпочтительное движение), если поезда движутся от крестовины к стрелке, и противо-шерстными при обратном движении. Длину стрелочного перевода определяет главный параметр стрелочного перевода - угол, под которым пересекаются грани сердечника крестовины (угол пересечения осей путей), - угол . Он определяет марку крестовины , которая представляет собой отношение основания сердечника крестовины к его высоте: На карьерном транспорте широкой колеи применяют крестовины марок ; узкой - 1:7 (длина ~ 12 м) и 1:9 (длина ~ 13 м). При переходе с меньшей марки (например, 1:11) на большую (1:9) уменьшается длина стрелочного перевода, но и снижается безопасность движения. Поэтому скорость движения на ответвляющийся путь по стрелочным переводам с крестовиной марки 1:11 должна быть не более 40 км/ч (для рельсов типа Р75, Р65 50 км/ч), а по стрелочным переводам с крестовиной марки 1:9 - 25 км/ч. Для обеспечения безопасного движения карьерных поездов необходима взаимная увязка предельных очертаний элементов пути, постоянных сооружений и подвижного состава. С этой целью устанавливают габариты. Различают габариты приближения строений, подвижного состава и погрузки. Габарит приближения строений - это предельное поперечное (перпендикулярное к оси пути) очертание, внутрь которого не должны заходить никакие части сооружений и устройств, находящихся вблизи железнодорожного полотна. Исключение могут составлять лишь устройства, предназначенные для непосредственного взаимодействия с подвижным составом (вагонные замедлители в рабочем состоянии, контактные провода с деталями крепления, поворачивающаяся часть колонки при наборе воды и др.). На территории промышленных предприятий сооружения и устройства путей должны удовлетворять требованиям габарита приближения строений Для отдельных путей, когда по условиям технологического процесса не могут быть выдержаны требования габарита , устанавливают специальные габариты приближения строений, утвержденные руководителями соответствующих отраслей. Так, для путей погрузки горной массы в вагоны с автосамосвалов утвержден габарит приближения строений . Габарит подвижного состава - это предельное поперечное очертание, в котором, не выходя наружу, должен помещаться как груженый, так и порожний подвижной состав, установленный на прямом горизонтальном пути. Для подвижного состава, допускаемого к обращению по путям общей сети железных дорог, а также внешним и внутренним путям промышленных и транспортных предприятий, установлены габариты Т и 1-Т. Причем габарит Т предназначен для вагонов, допускаемых к обращению только по отдельным замкнутым направлениям реконструируемых железных дорог, так как максимальный размер его по ширине равен 3750 мм, а габарит 1-Т предназначен для вагонов, допускаемых к обращению по всем дорогам Российской Федерации, так как максимальный размер его по ширине составляет только 3400 мм. Поэтому грузовые карьерные вагоны грузоподъемностью до 60 т выпускаются габаритом 1Т, а большей грузоподъемностью - обычно габаритом Т. Кроме того, вагоны с осевой нагрузкой, превышающей 220 кН, не допускаются к выходу на пути общего пользования, на карьерных же путях могут эксплуатироваться вагоны с нагрузкой от оси на рельсы до 350 кН. Габарит погрузки - это предельное поперечное очертание, в котором, не выходя наружу, должен размещаться груз (с учетом упаковки и крепления) на открытом подвижном составе при нахождении его на прямом горизонтальном пути. Трассирование железнодорожных путей в карьерах связывается со способом вскрытия месторождения, который, в свою очередь, определяется размерами и условиями залегания месторождения и рельефом местности. Трассой называется линия, определяющая положение оси железнодорожного пути в пространстве. Проекция трассы на горизонтальную плоскость называется планом пути, проекция развернутой трассы на вертикальную плоскость продольным профилем пути. План трассы определяется размерами карьерного поля, глубиной карьера и элементами продольного профиля. Трасса в плане имеет простой вид, если она имеет одно направление на всем протяжении. При необходимости преодолевать значительную разность отметок в пределах карьерного поля трассу приходится искусственно развивать. Если протяженность трассы больше длины борта карьера, то возможны два случая: 1) когда трасса размещается на одном борту карьера и отдельные ее прямые отрезки соединяются между собой тупиками, реже петлями; 2) когда трасса переводится с одного борта карьера на другой, образуя спираль. Прямые участки пути в плане соединяются круговыми кривыми различного радиуса. Для придания подвижному составу спокойного хода прямые участки пути с круговыми кривыми соединяют посредством переходных кривых, радиус которых плавно изменяется от бесконечности до радиуса кривой. По условиям движения желательно при трассировании линии применять возможно большие радиусы кривых, так как при этом повышаются скорость движения и плавность хода поездов, однако в условиях карьеров это приводит к значительному увеличению объема горно-капитальных работ. Наименьший радиус кривой назначается в соответствии с типом подвижного состава и главным образом локомотивов, так как вагоны допускают обычно меньшие радиусы. Минимальный радиус кривых на стационарных путях широкой колеи не должен быть менее 200 м. На передвижных путях минимальные радиусы принимаются в пределах 100-150 м. Железнодорожный путь в вертикальной плоскости состоит из горизонтальных (площадки) и наклонных (уклоны) участков. В зависимости от направления движения уклон может быть подъемом или спуском. Уклон пути измеряется в тысячных долях и определяется как отношение разности отметок конца и начала участка пути к горизонтальной проекции этого участка . Например, если = 40 м, а = 1000 м, то = ^ ° - = 0,04. 1000 Угол а мал, поэтому длину горизонтальной проекции принимают равной длине пути. Уклоны обозначаются как десятичной дробью, так и числом тысячных (промилле), например, величина 0,040 обозначается 40 %о. Для тяговых и эксплуатационных расчетов железнодорожного транспорта решающее значение имеет руководящий уклон. Руководящим уклоном называется наибольший затяжной уклон пути, по которому устанавливается масса поезда при движении с установившейся скоростью. Руководящий уклон выбирается на основании технико-экономического сравнения вариантов. Согласно правилам технической эксплуатации, руководящий уклон при электровозной тяге не должен превышать 45 %о. Положение железнодорожного пути в вертикальной плоскости характеризуется продольным профилем. Продольный профиль линии вычерчивается в следующих масштабах: горизонтальном - 1:10000 или 1:5000 и вертикальном 1:1000 или 1:500, т.е. с искажением 1:10. Отдельные участки продольного профиля с постоянным уклоном называются элементами профиля. Сопряжение элементов продольного профиля карьерных путей без переходных кривых допускается, если разность уклонов смежных элементов не превышает 8-9 %о. Радиус вертикальных кривых может быть принят равным 2000 м. Контрольные вопросы 1. Из каких элементов состоит рельсовый путь? 2. Какие допуски применяются по ширине колеи и высоте рельсов? 3. Что такое план и продольный профиль пути? 4. Как определяется величина уклона железнодорожного пути? 5. Какие типы рельсов, шпал и скреплений применяются на карьерном железнодорожном транспорте? 6. Из каких элементов состоит стрелочный перевод? Что называется маркой стрелочного перевода? 7. Какова последовательность операций при укладке и передвижке рельсовых путей? 8. В чем заключается принципиальное различие между переукладкой и передвижкой железнодорожного пути? Лекция 11. Железнодорожные вагоны План лекции 4. Классификация железнодорожных вагонов. 5. Основные схемы железнодорожных вагонов. 6. Основные параметры железнодорожных вагонов. Типажный ряд железнодорожных вагонов представлен большим количеством разнообразных по конструкциям и основным параметрам транспортных сосудов. Железнодорожные вагоны для открытых работ разделяются следующим образом: • по условиям эксплуатации - на вагоны общей сети железных дорог и вагоны промышленного транспорта, габариты и осевые нагрузки которых допускают обращение только на промышленных путях без выхода на общую сеть; • по типу конструкции - на крытые вагоны, открытые вагоны (полувагоны), платформы, цистерны и вагоны специального назначения; • по способу передвижения - на перемещаемые локомотивами или имеющие собственные тяговые двигатели. Вагоны различают также по габариту подвижного состава, ширине колеи, конструктивному исполнению. Принципиальное конструктивное отличие вагонов заключается в способе их разгрузки. В конструкции вагона могут быть предусмотрены какие-либо устройства для поворота кузова, открывания люков и т.д. (это, так называемые, саморазгружающиеся вагоны) или необходимые специальные стационарные поворотные средства (вагоноопрокидыватели), устанавливаемые в пунктах приема горной массы (несаморазгружающиеся вагоны). Универсальные полувагоны (гондолы) применяют для транспортирования легких мелкокусковых полезных ископаемых по внешней сети к потребителю и на обогатительную фабрику. Кузов такого вагона имеет вертикальные стенки и горизонтальный пол (рис. 7.1). Разгрузка может осуществляться при открывании запирающихся механизмов крышек люков, расположенных в горизонтальном полу и образующих в положении разгрузки две наклонные плоскости, по которым груз под действием собственного веса ссыпается по обе стороны от пути (саморазгружающийся универсальный полувагон). Открывание и, главным образом, закрывание разгрузочных люков представляет собой трудоемкую, в большей степени ручную операцию. Универсальные полувагоны имеют относительно простую конструкцию, технический коэффициент тары их невелик - 0,35-0,37. Несаморазгружающиеся полувагоны (с глухим кузовом) предназначаются не только для традиционных грузов, но и для тяжелых руд. Для упрощения выгрузки материала в некоторых случаях находят применение полувагоны с подъемным кузовом (рис. 7.2). Вагоны-самосвалы (думпкары) - это вагоны, разгружаемые наклоном кузова в сторону при одновременном опускании или поднятии борта, а также комбинации этих двух движений. Наклон кузова производится пневматическими цилиндрами, а открывание бортов - рычажным механизмом. Рис. 7.1. Универсальный полувагон: а - поперечное сечение в транспортном положении; б - то же в положении разгрузки; 1 - вертикальные стенки; 2 горизонтальный пол; 3 - разгрузочные люки Рис. 7.2. Полувагон с подъемным кузовом: а - поперечное сечение в транспортном положении; б - то же в положении разгрузки Думпкары используются для транспортирования вскрышных пород, а на рудных карьерах - и полезного ископаемого. Наибольшее распростране- ние получили думпкары с открывающимся бортом (рис. 7.3). Их используют при загрузке одноковшовыми экскаваторами и выполняют повышенной прочности, так как при загрузке возможно падение отдельных глыб до 3 т с высоты до 3 м. Рис. 7.3. Шестиосный думпкар с откидывающимся бортом (ВС-105): а - поперечное сечение в транспортном положении: J - автосцепка; 2 - лобовая стенка; 3 - продольный борт; 4 - нижняя рама; 5 - верхняя рама; 6 - тележка; 7 - пневматическая система; б - то же в положении разгрузки Недостатком думпкаров с откидывающимся бортом является ограниченная устойчивость при разгрузке, поскольку горная масса, ссыпаясь по борту, создает значительный опрокидывающий момент. Поэтому высота бортов вагонов самосвалов не превышает 900-1500 мм. У нас в стране основное распространение получили думпкары с двусторонней разгрузкой и откидывающимся бортом для транспортирования вскрышных пород и руд насыпной плотностью 1,9-2,2 т/м . Раму и кузов думпкаров выполняют массивными и с большой прочностью. Поэтому коэффициент тары таких думпкаров достаточно высок (0,40,5). Кузов думпкара состоит из верхней рамы (рамы кузова) с настилом пола, двух лобовых стенок и двух продольных бортов. Под настилом пола помещается амортизационная прокладка (например, из деревянных брусьев) для возможности погрузки крупных глыб. Наклон кузова производится пневматическими цилиндрами, закрепленными на кронштейнах нижней рамы вагона. Штоки цилиндров шарнирно соединены с рамой кузова (верхней рамой). Рама вагона (нижняя рама) опирается на ходовые тележки. При наклоне кузова борт (шарнирно соединенный с верхней рамой) при помощи рычажных механизмов (смонтированных в лобовых стенках кузова) откидывается и составляет продолжение пола кузова. Для обеспечения устойчивости думпкара открывание борта несколько опережает наклон кузова. В транспортное положение кузов возвращается под действием собственного веса или принудительно цилиндрами двойного действия. Калининградский вагоностроительный завод выпускает думпкары грузоподъемностью 60, 85, 105, 145 и 180 т. Большое распространение на карьерах получил вагон-самосвал 2ВС-105, предназначенный для перевозки рыхлых и скальных пород и руд с насыпной плотностью от 2 до 2,2 т/м при погрузке экскаваторами с ковшом вместимостью до 8 м . Конструкция допускает падение глыб массой 3 т с высоты до 3 м (на подсыпку горной массы мелких фракций). Ходовая часть вагона состоит из двух трехосных тележек типа УВЗ-11А, он оборудован автосцепкой СА-3 с усиленным фрикционным аппаратом и автоматическим тормозом. Наклон кузова осуществляется шестью пневматическими цилиндрами (по три с каждой стороны), из них два - двойного действия (по одному с каждой стороны). Вагон-самосвал ВС-145 (модель 34-66) предназначен для перевозки горной массы насыпной плотностью 1,7 т/м при погрузке экскаваторами с вместимостью ковша 12,5 м . Днище и стенки кузова выдерживают нагрузку от падения глыб массой до 2 т с высоты 2 м на подсыпку из мелких фракций. Ходовая часть вагона представляет собой две четырехосные тележки, каждая из которых состоит из двух двухосных тележек, соединенных специальной балкой. Наклон кузова осуществляется восемью (по четыре с каждой стороны) пневматическими телескопическими цилиндрами, из них два - двойного действия (по одному с каждой стороны). Вагон-самосвал ВС-180 используется для перевозки мягких и скальных пород и руд насыпной плотностью 1,75-2,25 т/м при погрузке экскаваторами с вместимостью ковшей до 12,5 м. В случае погрузки особо крупнокусковой горной массы - до 4 т в куске - необходима подсыпка слоем не менее 500 мм. Ходовая часть думпкара также состоит из двух четырехосных тележек. Остальные виды думпкаров получили в нашей стране ограниченное применение. Думпкары с подъемным бортом при разгрузке образуют щель (между поднявшимися бортом и наклонным днищем кузова) сравнительно ограниченных размеров, что может привести к застреванию крупных глыб и вызвать поломки бортов. Поэтому такие думпкары чаще эксплуатируются при транспортировании мягких и глинистых пород, а также угля. Калининградский вагоностроительный завод выпустил думпкар с поднимающимся при разгрузке бортом ВС-50 для легких условий эксплуатации (рис. 7.4). Механизм наклона кузова состоит из четырех пневматических цилиндров (по два с каждой стороны). Вместимость кузова составляет 22,6 м , собственная масса - 31,5 т, коэффициент тары - 0,63. Ходовая часть представлена двумя двухосными тележками. Рис. 7.4. Думпкар с подъемным бортом ВС-50: 1 - тележка; 2 - механизм опрокидывания; 3 - тормозной цилиндр; 4 - воздушный резервуар; 5 -нижняя рама; 6 -автосцепка; 7 тормозная площадка; 8 - торцевая стенка; 9 - настил пола кузова; 10 - верхняя рама кузова; 11 - трансмиссия; 12 - опоры; 13 - продольные борта; 14 - механизм запора; 15 - механизм открывания борта Думпкары с комбинированным бортом обладают теми же эксплуатационными преимуществами, что и думпкары с откидывающимся бортом, но имеют большую устойчивость, благодаря чему допускаются повышенные значения удельного объема кузова. Саморазгружающиеся вагоны типа тальбот имеют седлообразное дно и крышки в боковых бортах, закрывающие разгрузочные люки (рис. 7.5). При открывании люков транспортируемый материал разгружается под действием собственного веса. Разгрузка осуществляется одновременно по обе стороны железнодорожного полотна в разгрузочные бункеры (ямы). Открывание люков может производиться дистанционно. Хоппер - это вагон с кузовом в форме бункера с наклонными торцовыми стенками, по которым груз ссыпается через разгрузочные люки. На открытых разработках хоппер используют для транспортирования угля и в качестве дозаторов балласта для путевых работ (рис. 7.6). Днепродзержинский вагоностроительный завод выпустил хоппер для угля грузоподъемностью 90 т (модель 22-4003). . Для хозяйственных грузов используются хопперы этого же завода грузоподъемностью 35 и 65 т. Платформы (грузоподъемностью 63 и 90 т) используются на карьерах для доставки материалов, оборудования, при укладке звеньев пути кранами. Для перевозки тяжелого оборудования (экскаваторов и др.) применяются специальные многоосные платформы-транспортеры, грузоподъемность которых достигает 300 т. Находят применение на карьерах и четырехосные полувагон ТСВ-6 и вагон-самосвал УВС-22 (модель 47-641) для узкой колеи. Полувагон ТСВ-6 имеет грузоподъемность 12,5 т (масса тары 5,3 т), геометрическую вместимость кузова 25 . Разгрузка его осуществляется через четыре разгрузочных люка. Длина по осям автосцепок равна 8260 мм. Вагон-самосвал УВС-22 имеет грузоподъемность 22 т (масса тары 11 т) при геометрической вместимости кузова 10 . Длина по осям автосцепок составляет 6000 мм. Основные параметры вагонов Главными параметрами, характеризующими технические и эксплуатационные свойства вагонов, являются грузоподъемность, масса тары, коэффициент тары, вместимость (геометрическая) кузова, число осей, нагрузка на ось, коэффициент сопротивления движению и линейные размеры. Грузоподъемность вагона , т, - это наибольшая, допустимая к перевозке масса груза. Эта величина определяет рациональные параметры состава (число вагонов, длину, массу). С увеличением грузоподъемности вагонов, как правило, уменьшаются затраты на транспортирование, повышается производительность погрузочных устройств (экскаваторов, погрузчиков и др.), уменьшается число вагонов в составе, а также длина состава в целом. В настоящее время максимальная грузоподъемность думпкара составляет 180 т и эта величина имеет тенденцию к увеличению. Факторами, ограничивающими увеличение грузоподъемности вагона, являются габарит подвижного состава, нагрузка на рельсы, обусловленная состоянием верхнего строения пути, длина вагона, лимитируемая условиями вписывания в криволинейные участки пути. Масса тары , т, - это собственная масса вагона. Одной из главных тенденций в области вагоностроения является снижение массы тары при всех прочих равных условиях и особенно сохранении прочности, что возможно при использовании специальных материалов, легированных сталей, рациональной конструкции узлов. Основным параметром, характеризующим техническое совершенство вагона, является технический коэффициент тары - отношение массы тары к грузоподъемности вагона: .(7.1) С уменьшением этого коэффициента повышается экономичность перевозок, так как снижается доля бесполезной (относительно перевозимого груза) массы поезда. Однако технический коэффициент тары не всегда отражает эксплуатационные качества вагона, так как не учитывает фактическое использование его грузоподъемности. Поэтому применяют погрузочный коэффициент тары , учитывающий фактический объем груза в вагоне , и насыпную плотность транспортируемого материала : .(7.2) Так как насыпная плотность горных пород в карьерах колеблется в диапазоне 1-2,5 т/м, то для различных пород необходимо использование разных вагонов. Наибольший эффект дает применение вагона с техническим коэффициентом тары, близким к значению погрузочного коэффициента тары. Число осей вагона обусловливается нагрузкой на ось, которая ограничивается несущей способностью железнодорожных путей. В карьерах, где земляным полотном служат различные горные породы и движение происходит по балластированным и небалластированным путям, допустимое давление на грунт составляет 0,25-0,3 МПа, что соответствует допустимым нагрузкам на ось [Р] = 250-320 кН. Тогда число осей вагона . Для уменьшения жесткой базы вагона и улучшения вписывания в кривые малого радиуса при числе осей вагона более двух их объединяют (по две-три оси) в ходовые тележки. Размеры вагона определяются принятым габаритом подвижного состава. Устойчивость вагона ограничивает высоту бортов, так как с их увеличением повышается положение центра тяжести. Длина вагона определяется по заданной грузоподъемности, насыпной плотности, для которой рекомендуется вагон, и поперечному сечению кузова. Геометрическая вместимость кузова вагона выбирается с таким расчетом, чтобы при нормальной загрузке кузова грузоподъемность использовалась полностью. Фактический объем перевозимого груза складывается из двух частей: первая размещается в пределах геометрической вместимости, вторая представляет собой призму («шапку»), расположенную выше уровня бортов. Даже при тщательной загрузке вагона использовать геометрическую вместимость можно только на 90-95 % из-за неполной загрузки торцовых частей кузова и неполного использования высоты бортов во избежание просыпания груза при движении поезда. Объем шапки составляет 20-25 % геометрической вместимости кузова. Поэтому коэффициент использования геометрической вместимости кузова . Таким образом, требуемая геометрическая вместимость кузова для грузов с насыпной плотностью при грузоподъемности определяется по формуле.Для производительного использования экскаватора линейная вместимость ковша должна быть меньше или равна удельной вместимости кузова (отношение вместимости вагона с «шапкой» к внутренней длине кузова). Карьерные экскаваторы ЭКГ-5, ЭКГ-8, ЭКГ-12,5, ЭКГ-20 имеют линейную вместимость ковшей, соответственно, 2, 3, 4, 6 . Удельная вместимость думпкаров грузоподъемностью 60, 85, 105, 145 и 180 т составляет 3,0; 4,1; 4,2; 4,8; 4,1 . Контрольные вопросы 1. 2. 3. 4. 5. Какие типы вагонов применяются в горной промышленности? Каковы основные параметры вагонов? Что такое коэффициент тары вагона и как он определяется? Из каких основных элементов состоит думпкар? Каков принцип действия автосцепки? Лекция 12. Устройство локомотивов План лекции 1. Общее устройство локомотивов. 2. Схемы питания электроэнергией электроподвижного состава железнодорожного транспорта. Общие сведения о локомотивном транспорте На открытых разработках получили распространение локомотивы на электрической и тепловозной тяге, а также их комбинация, использующая преимущество обоих видов. Электрическая тяга на карьерах имеет ряд преимуществ, основными из которых являются возможность преодоления значительных подъемов без существенного снижения скоростей движения (до 45 %о, а при тяговых агрегатах до 60 %о), высокая удельная мощность (10-18 кВт) и способность выдерживать значительные кратковременные перегрузки, возможность увеличения сцепной массы объединением нескольких секций, высокая экономичность (коэффициент полезного действия электрического локомотива составляет 0,86-0,88), незначительная зависимость от климатических условий и свойств транспортируемого груза. Электрическая тяга осуществляется при различных системах тока и напряжениях. При постоянном токе используется напряжение 1500 и 3000 В на токоприемнике электровоза, при переменном токе получила распространение система однофазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц напряжением 10 и 25 кВ. С ростом глубины и грузооборотов карьеров и, следовательно, увеличением сцепной массы и мощности локомотивов для уменьшения потерь энергии в контактной сети потребовалось увеличение напряжения в ней. Переход на напряжение 3000 В при постоянном токе обусловливает последовательное соединение тяговых двигателей (так как они рассчитаны на напряжение 1500 В), что приводит к снижению реализуемого коэффициента сцепления колес локомотива с рельсами. Применение тиристорных преобразователей напряжения позволяет существенно увеличить коэффициент сцепления. При системе однофазного переменного тока по контактному проводу подается напряжение в 10-25 кВ с понижением и выпрямлением его на локомотиве, что несколько усложняет конструкцию локомотива, но значительно упрощает систему электроснабжения. Если при питании локомотивов постоянным током на тяговой подстанции производится понижение напряжения и преобразование переменного тока в постоянный, то при переменном токе на тяговой подстанции производится только понижение напряжения до 10-25 кВ. Расположение и число тяговых подстанций определяются длиной, раз-ветвленностью и характером трассы, а также величиной грузопотока. Тяговые подстанции могут быть стационарными (расположенными на одном из бортов карьера) и передвижными (передвигающимися вслед за развитием горных работ). Контактная сеть в карьерах также подразделяется на стационарную (на стационарных участках пути) и передвижную (на передвижных участках, забойных или отвальных). Основными элементами контактной сети являются опоры и медный контактный провод. Стационарная контактная сеть подвешивается над осью пути на высоте 5,756,25 м от головки рельса на металлических или железобетонных опорах, устанавливаемых с шагом 35-50 м. Передвижная контактная сеть, перемещаемая вслед за продвиганием фронта работ, располагается сбоку от железнодорожного полотна на расстоянии 2,7-4,6 м от оси пути (в зависимости от типа экскаватора), чтобы не мешать экскаваторной загрузке вагонов, на высоте 4,4-5,3 м с шагом установки опор не более 18 м (на криволинейных участках пути шаг сокращается до 7-10 м). Локомотивы на электрической тяге представляют собой одно-или многосекционные локомотивы - электровозы, а на тепловой тяге - тепловозы. На карьерах применяются одиночные электровозы постоянного тока EL1 и EL2 германского и 26Е чешского производства, а также электровоз переменного тока Д94 Днепропетровского электровозостроительного завода (НПО «ДЭВЗ»). Большое распространение получила комбинация этих двух видов тяги, реализованная в тяговых агрегатах - многосекционных локомотивах, каждая из секций которых развивает соответствующую часть тягового усилия и имеет определенное функциональное назначение. В состав тягового агрегата могут входить следующие секции: электровоз управления (ЭУ), секция автономного питания (дизельная секция - ДС) и моторный думпкар (МД) (рис 8.1). Электровоз управления тягового агрегата так же, как и электровоз, содержит аппаратуру для управления и питания всех двигателей тягового агрегата. На электровозе управления тягового агрегата переменного тока (рис. 8.2) расположены пульт управления (кабина машиниста 1 и его помощника 2 с измерительными приборами 3 и механизмами управления), тяговый трансформатор 4, выпрямительные установки 5 со сглаживающим реактором 6, пуско-тормозные сопротивления 7, мотор-компрессор 8 (для снабжения поезда сжатым воздухом) и блок мотор-вентилятора 9. На электровозе управления тягового агрегата постоянного тока также имеется пост управления, пуско-тормозные сопротивления, компрессорная и вентиляторная установки (но отсутствуют трансформатор и выпрямительная установки). Секция автономного питания имеет дизель-генераторную установку мощностью 1000-1500 кВт для питания всех секций тягового агрегата при движении по неэлектрофицированным (забойным или отвальным) путям. На секции автономного питания размещены дизель-генераторная группа 2, аккумуляторная группа 3, вентилятор 4, а также кабина 1 (для автономного управления с секции) и различная измерительная аппаратура и аппаратура защиты (рис. 8.3). Моторный думпкар представляет собой комбинацию думпкара (вагона для перевозки груза) и тяговой единицы, так как оси его приводные, т.е. оборудованы тяговыми электродвигателями (рис. 8.4). . Рис. 8.2. Размещение оборудования на электровозе управления тягового агрегата переменного тока: 1, 2 - кабины машиниста и помощника; 3, 4 - приборы управления, тяговый трансформатор; 5, 6 - выпрямительная установка, сглаживающий реактор; 7 - пуско-тормозные сопротивления; 8 мотор-компрессор; 9 - блок мотор-вентилятора Рис. 8.3. Размещение оборудования на секции автономного питания тягового агрегата ОПЭ1: 1 - кабина управления; 2 - дизель-генераторная группа; 3 - аккумуляторная группа; 4 - вентилятор . Рис. 8.4. Схема расположения оборудования на моторном думпкаре: 1 - блок тормозных сопротивлений; 2 - тормозной переключатель; 3 - реверсивный переключатель; 4 - кузов; 5 жалюзи; 6 - шаровая связь; 7 - цилиндр опрокидывания; 8 - трехосная тележка Компоновка оборудования локомотива выполняется с учетом равномерного распределения нагрузок на колесные пары, удобства обслуживания, группировки аппаратов в блоки и безопасности обслуживания. При различном сочетании секций тягового агрегата допускаются следующие режимы его работы: 1) электровоз управления как самостоятельная тяговая единица (работают 4 тяговых двигателя) в контактном режиме; 2) электровоз управления в сцепе с секцией автономного питания (работают 8 тяговых двигателей) в контактном режиме; 3) секция автономного питания как самостоятельная тяговая единица (работают все двигатели - 8 или 12) в автономном режиме; 4) электровоз управления в сцепе с секцией автономного питания и моторным думпкаром - основное сочетание тяговых единиц (работают все 12 двигателей) в контактном или автономном режиме; 5) электровоз управления с одним или двумя моторными думпкарами (работают 8 или 12 двигателей). Тяговые агрегаты оборудованы, как правило, следующими видами тормозов: пневматическим поездным, ручным с приводом на все колесные пары, электромагнитным рельсовым и электрическим реостатным. Для экстренной остановки поезда применяют обычно пневматический (механический) и электромагнитный рельсовый (если он имеется) тормоза. Ручной тормоз служит для удерживания тягового агрегата при длительной стоянке. Электрический реостатный тормоз, являясь основным рабочим тормозом современных агрегатов, служит для поддержания скорости и ее регулирования при движении поезда. Широкое распространение получили отечественные тяговые агрегаты постоянного (шифр ПЭ) и переменного (шифр ОПЭ) тока, а также немецкие тяговые агрегаты переменного тока EL10 и EL20. Основные узлы локомотивов Локомотив состоит из механической, пневматической и электрической частей. К механическому оборудованию относятся тележки и кузов. Кузов карьерного локомотива может быть будочного или вагонного типа. Электровоз Д-94, электровозы управления тяговых агрегатов ОПЭ1А, ОПЭ1Б, ПЭ2М, ПЭЗТ и другие имеют кузов будочного типа, а электровозы управления тяговых агрегатов ОПЭ1, EL10, EL20 - вагонного. Кузов будочного типа имеет центрально расположенную кабину управления и два скоса по обе стороны от нее. В кабине размещаются посты управления (с правой стороны по ходу поезда) и контрольные приборы, в скосах - основное оборудование. Для обеспечения хорошей видимости и кругового обзора с любого поста управления кабина машиниста уширена по отношению к скосам кузова, а все оборудование размещено на крыше кабин машиниста. У кузова вагонного типа кабины управления расположены по торцам, а оборудование - в центре. Кузов электровоза опирается центральной пятой и двумя боковыми скользящими опорами на каждую из ходовых тележек. Центральные опоры предназначены для передачи давления кузова на тележки, боковые - для придания кузову поперечной устойчивости. Тележки электровозов, электровозов управления, секций автономного питания и моторных думпкаров унифицированы. Тележка состоит из рамы 1, колесных пар 2 с буксами 3, рессорного подвешивания 4 и тормозной системы (рис. 8.5). Кроме того, между боковинами рамы на каждой оси размещается тяговый электродвигатель и тяговая передача 6, приводящие ходовую ось во вращение. Рама тележки объединяет все узлы и служит для распределения веса кузова с оборудованием и боковых усилий, возникающих при прохождении криволинейных участков трассы, через рессоры на колесные пары (рис. 8.6). Колесная пара состоит из оси 1, двух колесных центров 2 с бандажами 3 и одного или двух (при мощности тягового двигателя более 250 кВт применяется двусторонняя зубчатая передача) зубчатых колес 4 (рис. 8.6, а). В зацепление с зубчатыми колесами 4 входят шестерни 5, насаженные на оба конца вала 7 тягового электродвигателя 6, закрепленного проушинами 8 на оси 1 и механизмом 9 к раме тележки 10 (рис. 8.6, б). На концах оси предусмотрено закрепление буксовых подшипников шайбами. Буксы служат для передачи усилий от колесных пар к раме тележки. На одиночных электровозах применена традиционная для локомотивов (и для вагонов) челюстная букса, корпус которой вертикально перемещается в вырезе рамы. На электровозах Д-94 и большинстве тяговых агрегатов используются буксы с подшипниками качения, которые состоят из корпуса 1 , двух подшипников 2 с роликами 3, лабиринтного уплотнения 4, торцевого бортового кольца 5 для передачи осевых сил на шейку корончатой гайки со стопорным кольцом 6 и смотровой крышкой 7 (рис. 8.7). Рессорное подвешивание обеспечивает смягчение динамических усилий, передаваемых от колесных пар, и равномерное распределение нагрузки между осями. Для смягчения ударов используются листовые рессоры 1 , так как трение в них способствует быстрому затуханию колебаний, и цилиндрические пружины 2, амортизирующие удары при прохождении небольших неровностей пути. в Рис. 8.5. Тележки тяговых агрегатов и локомотивов: а - ПЭ2М, ПЭЗТ, ОПЭ2, ОПЭ1А, ОПЭ1Б; б ОПЭ1В; в - 26Е: 1 - рама; 2 - колесная пара; 3 - буксы; 4 - рессорная подвеска; 5 - тормозная система; 6 - тяговая передача . Рис. 8.6. Колесная пара электровоза (а) и подвеска тягового двигателя (б): 1 - ось; 2 - колесные центры; 3 - бандажи; 4 - зубчатые колеса; 5 - шестерни; 6 - электродвигатели; 7 - вал тягового электродвигателя; 8 - проушины; 9 - механизм закрепления; 10 - рама тележки Рис. 8.7. Букса с подшипником ка- Рис. 8.8. Схема рессорной балансирной подвески чения (электровоз Д-94): J - кор- тележек электровоза: J - листовая рессора; 2 - ципус; 2 - подшипники; 3 - ролики; линдрические пружины; 3 - балансиры 4 - лабиринтное уплотнение; 5 торцевое бортовое кольцо; 6 стопорное кольцо; 7 - смотровая крышка Нагрузки распределяются балансирами 3, соединяющими рессоры отдельных осей (рис. 8.8). Балансиры выполняются в виде листовых рессор или жестких балок. Группа сбалансированных рессор представляет собой одну точку подвешивания. Каждая тележка имеет индивидуальную тормозную систему, состоящую из двух тормозных цилиндров, тормозной рычажной передачи, тормозных башмаков, в которых укрепляются тормозные колодки. Пневматическая часть электровоза и тягового агрегата состоит из следующих систем: • тормозной, служащей для воздушного торможения локомотива и состава; • управления, обслуживающей сжатым воздухом приборы управления с пневматическим приводом (токоприемник и аппараты); • вспомогательной, обслуживающей сигнализацию, сеть пескоподачи и разгрузки думпкаров. Сжатый воздух, получаемый от установленных на электровозе компрессоров, подается в резервуары и питательную магистраль. Включение и выключение компрессоров производится автоматически при помощи регулятора давления в зависимости от давления воздуха в магистрали. От питательной магистрали воздух подводится к кранам машиниста на каждом посту управления. Краном производится зарядка тормозной магистрали, откуда сжатый воздух подается во все распределители и запасные резервуары вагонов. Тормозная система представляет собой систему рычагов, связывающих тормозные колодки с рабочим тормозным цилиндром. На локомотивах применяют пневматические и автоматические прямодействующие и непрямодействующие тормоза. Схема автоматического непрямодействующего тормоза показана на рис. 8.9. Она включает резервуары 1 и тройные клапаны 2. При зарядке тормозной системы магистраль 7 соединяется с главным резервуаром 9. Под давлением воздуха тройные клапаны приходят в действие и соединяют магистраль 7 с запасными резервуарами, а тормозные цилиндры 4 с атмосферой. При этом колодки 5 отходят от колес и растормаживают их. При повороте крана 8 в положение, соответствующее торможению, или при разрыве воздушной магистрали давление воздуха в системе резко понижается, тройные клапаны отключают магистраль от запасных резервуаров и соединяют с тормозными цилиндрами. Воздух из запасных резервуаров поступает в тормозные цилиндры и, передвигая поршни 3, прижимает колодки к колесам. Автоматический прямодействующий тормоз содержит дополнительный обратный клапан 6, обеспечивающий прохождение воздуха в запасные резервуары при торможении и препятствующий выходу воздуха из запасных резервуаров в магистраль. . Рис. 8.9. Схема автоматического непрямодействующего тормоза: J - резервуары; 2 тройные клапаны; 3 - поршни; 4 - тормозные цилиндры; 5 - колодки; 6 - обратный клапан; 7 магистраль; 8 - кран; 9 - главный резервуар Локомотивный транспорт является основным видом транспорта на шахтах горнодобывающей промышленности и служит для перевозки основных и вспомогательных грузов, перевозки людей и производства маневровых работ. Локомотивная откатка применяется в выработках с уклоном до 0,005, а при выполнении специальных мероприятий ее разрешается применять в выработках с уклоном до 0,05. В настоящее время используются следующие виды локомотивов: аккумуляторные и контактные электровозы постоянного тока; электровозы переменного тока повышенной частоты с бесконтактным съемом энергии с питающей линии (неправильно называемые «высокочастотными электровозами»); инерционные локомотивы (гировозы); дизелевозы. Шахтные локомотивы имеют следующие виды исполнения: рудничное нормальное РН (контактные электровозы); рудничное повышенной надежности РП (аккумуляторные электровозы и электровозы переменного тока); рудничное взрывобезопасное РВ (гировозы, взрывобезопасные аккумуляторные электровозы, взрывобезопасные дизелевозы). Область применения локомотивов различных уровней взрывозащиты определяется правилами безопасности. Действующие в горнодобывающих отраслях промышленности «Правила безопасности» разрешают откатку контактными электровозами в исполнении РН по всем выработкам всех горизонтов негазовых шахт и рудников и шахт, не опасных по взрыву угольной пыли, а также в шахтах I и II категорий по газу и опасных по пыли по главным откаточным выработкам со свежей струей воздуха. Применяемые на угольных шахтах I и II категорий контактные электровозы в целях уменьшения искрения должны быть оснащены токосъемниками с двумя токосъемными элементами. На пластах, опасных по взрыву угольной пыли, подход контактных электровозов к погрузочным пунктам разрешается не ближе 50 м. При наличии оросительных устройств допускается подход контактных электровозов к погрузочным пунктам, а также проезд мимо них. Во всех остальных выработках шахт должны применяться другие типы локомотивов в исполнении, допущенном для газовых шахт. Аккумуляторные электровозы в исполнении РП используются во всех выработках шахт I и II категорий по газу (метану) или опасных по взрыву угольной пыли, в выработках со свежей струей воздуха шахт III категории и сверхкатегорных по газу, в выработках с исходящей струей воздуха, а также в подготовительных выработках, проветриваемых вентиляторами местного проветривания, шахт III категории и сверхкатегорных по газу при условии концентрации метана в исходящей струе не более 0,75 %. Временно допускается применять эти машины в выработках со свежей струей воздуха на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, и с суфлярными выделениями при условии подхода электровозов к опасным забоям не ближе 50 м. Аккумуляторные электровозы во взрывобезопасном исполнении РВ используются во всех выработках шахт I, II, III категорий и сверхкатегорных по газу или опасных по пыли; в выработках с исходящей струей воздуха, а также в подготовительных выработках, проветриваемых вентиляторами местного проветривания, шахт III категории и сверхкатегорных по газу при концентрации метана не более 1 %, в выработках пластов, опасных по внезапным выбросам угля, газа и с суфлярными выделениями метана. Бесконтактные электровозы переменного тока повышенной частоты разрешается применять в выработках, допускающих по пылегазовому режиму эксплуатацию электровозов в исполнении РП. Инерционные локомотивы (гировозы) предназначены для эксплуатации по вентиляционным выработкам сверхкатегорных шахт, а также в выработках шахт, опасных по внезапным выбросам угля или газа и по суфлярным выделениям метана. Взрывобезопасные локомотивы с дизельным приводом разрешается применять на всех выработках шахт, опасных по газу или пыли, на свежей и на исходящей струе воздуха. В зависимости от условий откатки локомотивы различной массы применяются так: по вентиляционным выработкам и горизонтам и по участковым выработкам (ярусных, подэтажных и этажных штрекиах) - локомотивы массой 7-10 т, по выработкам основных горизонтов (горизонтам околоствольного двора) массой 14-28 т при ширине колеи рельсового пути 750 и 900 мм и 7-10 т при ширине колеи 600 мм. К преимуществам локомотивного транспорта относятся: многофункциональность; практически неограниченная производительность, зависящая от числа локомотивов; высокая экономичность; маневренность; возможность раздельного и бесперегрузочного транспортирования по разветвленной трассе практически на неограниченные расстояния; высокий коэффициент готовности откатки. Недостатками локомотивного транспорта являются: цикличность; зависимость производительности от уровня организации; ограниченность применения по углам наклона (3-4 %о); затруднение в обеспечении безопасности работы при завышенных (более 5 %о) профилях пути; наличие сложного аккумуляторного хозяйства при использовании аккумуляторных электровозов. На основе анализа преимуществ и недостатков различных видов локомотивов, горно-геологических условий шахты и прогноза развития горнодобывающей промышленности определен типоразмерный ряд шахтных локомотивов по категории взрывобезопасности. При этом намечается тенденция использовать на магистральном транспорте шахт с колеей 900 и 750 мм аккумуляторные, высокочастотные и контактные электровозы массой 14 и 28 т и шахт с колеей 600 (575, 550) мм - электровозы массой 10 т. На вспомогательном транспорте применяют аккумуляторные электровозы и дизельные локомотивы массой 7 т и контактные - массой 10 т. По типоразмерному ряду созданы или создаются следующие типы электровозов: АРП7, АРВ7, АРП10, АРП14, АРП28, К10, К14, КТ14, КТ28 и B14. Основное внимание при создании новых локомотивов уделено повышению скорости движения электровозов, увеличению энергоемкости аккумуляторных батарей, повышению тяговых и тормозных свойств; унификации узлов и деталей, обеспечению безопасности движения и комфортности работы машиниста. На шахтах, где группы пластов вскрывают концентрационными и полевыми штреками, необходимо предусматривать разделение электровозной откатки на магистральную (по главным откаточным выработкам) и сборочную. Кроме того, в ряде случаев целесообразно выделять отдельные маневрово-сборочные электровозы малой массы для работы в околоствольных дворах и по откаточным штрекам, имеющим выход на основной горизонт, через наклонные выработки. Выбор локомотива, соответствующего категории взрывобезопасности шахт, производится на основании технико-экономического расчета по условию минимума приведенных затрат на локомотивную откатку. Производственная мощность шахты (горизонта) и расстояние транспортирования являются основными факторами, влияющими на выбор массы локомотива, а также типа и грузоподъемности откаточного сосуда. Основными типами откаточных сосудов для транспортирования угля, руды и породы по подземным горным выработкам на ближайшую перспективу развития горнодобывающей промышленности можно считать следующие: для откатки угля по главным горизонтальным выработкам - секционные поезда с донной разгрузкой; для откатки угля (горной массы), породы из подготовительных забоев - вагонетки с донной разгрузкой типа ВДК, которые могут применяться для транспортирования основного грузопотока по магистральным выработкам при малых нагрузках на погрузочные пункты, а также для перевозки закладочных и балластировочных материалов; при соответствующих обоснованиях (реконструкции шахты, непригодности углей по их физико-механическим свойствам к разгрузке из сосудов с откидными днищами и т. п.) на шахтах угольной промышленности - вагонетки с глухим кузовом типа ВГ; для откатки руд и породы по магистральным выработкам основных горизонтов рудников черной и цветной металлургии - вагонетки с глухим кузовом типа ВГ; для откатки руды на штольневых и промежуточных горизонтах на небольшие расстояния при малых грузопотоках в технически обоснованных случаях - вагонетки с боковой разгрузкой кузова типа ВБ и вагонетки с опрокидным кузовом типа ДВО. Типоразмеры подвижного состава в зависимости от годовой производственной мощности рудника (горизонта) регламентированы отраслевыми документами. При этом вагонетки для откатки руды и породы, как правило, следует принимать одинакового типоразмера. При использовании большегрузных вагонеток (4,5 и выше) для откатки руды и породы на подготовительных работах допускается использовать вагонетки меньшей вместимости. К электрическому оборудованию относятся электродвигатели, пуско-регулирующая аппаратура, токоприемники и электромагнитные тормоза. На карьерных электровозах применяются двигатели постоянного тока последовательного (сериесного) возбуждения, так как они характеризуются простотой конструкции, большой перегрузочной способностью (возможностью возрастания силы тяги при трогании), автоматическим снижением частоты вращения (скорости) при увеличении нагрузки (т. е. незначительном росте мощности при увеличении нагрузки). Тяговые электродвигатели характеризуются часовым режимом. Часовой мощностью называется наибольшая мощность, которую двигатель может развивать в течение часа без перегрева какой-либо его части выше нормы. Соответствующие этому режиму ток двигателя и силу тяги называют также часовыми. В карьерных условиях расчетным может быть принят 15-минутный (или 30-минутный режим), так как этого времени может в ряде случаев быть достаточно для преодоления наиболее тяжелых участков трассы, где требуется повышенное тяговое усилие локомотива (за счет перегрузочной способности двигателей). Схемы питания Рис. 8.10. Схемы питания электроэнергией электроподвижного состава: 1 - линии электропередач; 2 - тяговая подстанция; 3 - кремневые выпрямители; 4 - питающие линии; 5 - отсасывающая линия; 6 - контактная сеть; 7 - рельсы электроэнергией электроприводов и тяговых агрегатов приведена на рис. 8.10. Управление локомотивом включает трогание с места, регулирование скорости, изменение направления движения и торможение. При трогании с места локомотивов переменного тока на одних (электровоз Д-94, тяговый агрегат ОПЭ1) из них различными комбинациями включения вторичных обмоток трансформатора осуществляется ступенчатое повышение напряжения, подаваемого через кремневые выпрямители на тяговые двигатели (соединенные параллельно), на других (тяговые агрегаты ОПЭ2, ОПЭ1А, ОПЭ1Б) блок полупроводниковых выпрямителей не только преобразует переменный ток в постоянный, но и плавно регулирует напряжение в пределах каждой ступени трансформатора (что на 7-10 % повышает реализуемую силу тяги). Для трогания с места локомотивов постоянного тока двигатели соединяются последовательно или последовательно-параллельно и в их цепь дополнительно включаются резисторы, ограничивающие пусковой ток. Повышение напряжения на зажимах двигателя, а значит, и скорости достигается последовательным выключением секций пусковых резисторов. Дальнейшее увеличение скорости движения осуществляется переходом на параллельное соединение двигателей и опять-таки выведением пусковых резисторов (электровозы ELI, EL2, 26Е, тяговые агрегаты ПЭ2, ПЭ2М). На тяговом агрегате ПЭЗТ применено плавное тиристорно-импульсное регулирование напряжения при постоянном параллельном соединении тяговых двигателей, что позволяет несколько увеличить реализуемую силу тяги. Электрическое торможение производится при вращении посредством зубчатой передачи якорей двигателей и обращении последних в генераторы постоянного тока. При поглощении энергии, вырабатываемой генераторами, сопротивлениями (включенными в цепь генераторов) и превращении ее в тепло возникает тормозной эффект. Электромагнитный тормоз состоит из тормозного башмака, имеющего три секции стальных магнитопроводов - полюсов 2 и катушек 3, питаемых напряжением 50 В. К магнитопроводам крепятся съемные накладки 4, трущиеся о рельс. На каждой тележке электровоза или моторного вагона размещается по два башмака (рис. 8.11). Рис. 8.11. Тормозной башмак электромагнитного рельсового тормоза: 1 - тормозной башмак; 2 стальной магнитопровод-полюс; 3 - катушка; 4 - съемная накладка; 5 -токопровод; 6 диамагнитная вставка Для питания электрической энергией силовая цепь подключается с одной стороны к контактной сети через токоприемники, а с другой - через ходовые части подвижного состава к рельсам, служащим обратным проводом, крепятся съемные накладки 4, трущиеся о рельс. На каждой тележке электровоза или моторного вагона размещается по два башмака. В ОАО ВЭлНИИ совместно с ОАО НЭВЗ разработан проект нового тягового агрегата переменного тока 10 кВ, 50 Гц типа НП1, схемные решения которого во многом аналогичны тяговому агрегату ОПЭ1. Тяговый агрегат состоит из трех четырехосных секций (3(2о-2о)) электровозной (ЭУ) и двух моторных думпкаров (МД) грузоподъемностью 40 т каждый. Сцепная масса каждой секция составляет 124 т. Мощность 15-минутного режима достигает 7600 кВт, скорость - 25,3 км/ч. Допускаемый уклон равен 60 %о, минимальный радиус кривых при скорости 10 км/ч - 60 м. Предусмотрен электромагнитный тормоз. Управление агрегатом осуществляют микропроцессорной системой управления тяговым приводом, выполненной с двойным резервированием. Для узкоколейных железных дорогах создан электровоз управления ПЭУ1, работающий на постоянном токе напряжением 550 В. Контрольные вопросы и задания 1. Дайте классификацию карьерных и рудничных локомотивов. 2. Назовите основные параметры локомотивов. 3. Изобразите схемы питания электроэнергией электровозов постоянного и переменного тока. 4. Что такое сцепной вес локомотива? 5. Опишите общее устройство электровоза. 6. В чем принципиальное отличие между локомотивами, работающими на постоянном и переменном токе? 7. Какие виды торможения применяются на карьерных локомотивах? 8. Опишите общее устройство тепловоза. Лекция 13. Основные параметры локомотивов План лекции 3. Общее устройство локомотивов (часть 2). 4. Основные параметры локомотивов. Рассмотрим общее устройство и ознакомимся с основными параметрами тепловозов. Локомотивы на тепловой тяге, оборудованные двигателем внутреннего сгорания, - тепловозы - подразделяют на имеющие механическую (мотовозы), гидромеханическую и электромеханическую передачи. Тепловозы с механической и гидромеханической передачами, передающие незначительные мощности - соответственно, до -300 и -900 кВт, имеют ограниченное применение на карьерах (обычно на вспомогательных работах). Основное применение получили тепловозы с электромеханическими передачами (при этом система дизель-генератор постоянного или переменного тока питает электрической энергией тяговые осевые электродвигатели и вспомогательные машины). Тепловозы ТЭМ1, ТЭМ2 и ТЭМЗ с электрической передачей имеют сцепную массу 120-122 т и дизель мощностью 735-880 кВт. Оборудование тепловозов смонтировано на раме, установленной на двух трехосных тележках. Кузов тепловоза состоит из пяти частей: кабины машиниста (где установлен пульт с приборами управления тепловозом); машинного отделения (где на валу дизеля установлен главный генератор, кроме того, от дизеля приводится в движение компрессор, вентиляторы охлаждения тяговых двигателей, генераторы для питания цепей управления и освещения и вентилятор холодильника); холодильной камеры; высоковольтной камеры; аккумуляторной. Тяговые двигатели соединены последовательно в две группы по три в каждой. Топливный бак рассчитан на пять с половиной тонн топлива. Тепловоз ТЭЗ (рис. 9.1) может работать в одном и двухсекционном исполнении (2ТЭЗ). Каждая секция сцепной массой 127 т имеет дизель мощностью 1470 кВт. Дизель 5 и главный генератор 4 установлены в центре тепловоза на общей раме 10 и представляют собой единый силовой агрегат - дизель-генератор, общая масса которого достигает 30 т. Мощность от вала дизеля отбирается через передний 3 и задний 6 редукторы для привода агрегатов вспомогательного оборудования. С передним редуктором связаны вентилятор 2, служащий для охлаждения двигателей передней тележки и двухмашинный агрегат 1 , состоящий из возбудителя, питающего обмотку главных полюсов, и вспомогательного генератора низкого напряжения для управления, освещения и т. д. С задним редуктором связан вентилятор для охлаждения двигателей задней тележки 7, тормозной компрессор 8 и вентилятор холодильника 9 (для охлаждения воды и масла). Между кабиной и машинным отделением расположена высоковольтная камера, в которой размещены электрические аппараты тепловоза. По обеим сторонам дизеля (под полом) размещены аккумуляторные батареи. Рама тепловоза опирается на две трехосные тележки 11 с электродвигателями постоянного тока и последовательного возбуждения на трамвайной подвеске. По конструкции механической части тепловоз с электромеханической передачей аналогичен электровозу (рис. 9.1). Для эксплуатации в условиях холодного климата выпускаются тепловозы ТЭ10С, оборудованные котлом подогрева рабочих жидкостей. Тепловозы характеризуются автономностью работы (нет контактной сети) и сокращением времени на переукладку неэлектрифицированных путей, что повышает производительность погрузочно-транспортного оборудования на 10-15 %. Вместе с тем капитальные затраты на приобретение их выше на 15-20 %, а преодолеваемые уклоны ниже, чем при электрифицированном транспорте из-за небольшой удельной мощности. Поэтому тепловозы эффективны в сравнительно неглубоких карьерах, при большой протяженности передвижных путей, а также в местах, удаленных от электростанций. Основными параметрами локомотивов являются ширина колеи, сцепная масса, мощность тяговых двигателей, осевая формула, конструктивная скорость движения, минимальный радиус поворота и линейные размеры. Сцепная масса (сцепной вес) - это масса (вес) локомотива, приходящаяся на его ведущие колеса. Сцепная масса тепловозов и электровозов составляет 90-180 т; тяговых агрегатов - 360-375 т. Чем больше сцепная масса, тем больше производительность состава и тем больший подъем можно преодолеть. Мощность двигателя определяется режимом его работы. Различают часовой и длительный режимы работы двигателя. Первому соответствуют часовые значения тока, силы тяги, скорости движения, второму - длительные ток, сила тяги и скорость. Часовой ток - это условно постоянный ток, протекающий по обмоткам тяговых двигателей в течение часа при условии, что ни одна часть двигателей не перегревается. Длительный ток условно протекает по обмоткам двигателя в течение смены. Показателем энерговооруженности локомотива является удельная мощность. Осевая формула показывает число ходовых тележек, которые соединены между собой или нет, и число осей в тележке. Минимальный радиус поворота составляет 50 м, конструктивная скорость движения - 60 км/ч. К линейным размерам относятся длина, ширина и высота, которые должны соответствовать габаритам приближения строений и подвижного состава. Контрольные вопросы 1. Что такое «сцепной вес»? 2. Что такое «осевая формула»? 3. Какие режимы работы двигателей локомотива вы знаете? Лекция 14. Силы сопротивления движению поезда План лекции 1. Силы, действующие на локомотивосостав при его движении. 2. Сила тяги локомотива: как реализуется, регулируется, чем ограничивается. 3. Электромеханическая характеристика. Во время движения на поезд действуют суммарные силы тяги, силы сопротивления движению и силы торможения. Силой тяги локомотива называется искусственно создаваемая внешняя регулируемая сила, приложенная к центру колеса и направленная в сторону движения поезда. Приложив к колесу вращающийся момент (пару сил) и поставив его на опору (рельс), под действием сцепного веса в точке касания колеса и рельса получили возникающую, исходя из третьего закона Ньютона, касательную силу тяги. Именно эта сила определяется в ходе приведения тяговых расчетов железнодорожного транспорта. Сила тяги , H, локомотива ограничивается сцепной массой локомотива, источником энергии, мощностью двигателя и максимально допустимым током двигателя. Общей для всех локомотивов является зависимость силы тяги от сцепной массы, т.е. , (10.1) где - сила тяги локомотива, Н; - масса локомотива, т; - коэффициент сцепной массы, зависящий от доли сцепных осей в локомотиве; - ускорение свободного падения, ; - коэффициент сцепления колес локомотива с рельсами, зависящий в основном от состояния поверхностей рельсов и колес, способа соединения тяговых двигателей локомотива, регулирования скорости и т.д. Учитывая, что все оси современных локомотивов сцепные, т.е. = 1, имеем . (10.2) Исследования показали, что при последовательно-параллельном соединении тяговых двигателей и ступенчатом регулировании скорости (электровозы EL1, 2IE, 26E, тяговый агрегат ПЭ2М) коэффициент сцепления при движении в интервале скоростей 15-30 км/ч составляет 0,22-0,23, при трогании с места - 0,28-0,3. При параллельном соединении тяговых двигателей и ступенчатом регулировании скорости (электровоз Д-94, тяговый агрегат ОПЭ1) коэффициент сцепления при движении изменяется от 0,25 до 0,26, при трога-нии - от 0,32 до 0,34. При параллельном соединении тяговых двигателей и плавном регулировании скорости (тяговые агрегаты ОПЭ2, ОПЭ1А, ОПЭ1Б, ПЭЗТ) коэффициент сцепления при движении изменяется от 0,27 до 0,29, при трогании - от 0,34 до 0,36. Зависимости скорости движения локомотива , км/ч, и силы тяги тока двигателя , А, , кН, от (10.3) называют электромеханической характеристикой тягового двигателя (рис. 10.1). Зависимость называют тяговой характеристикой локомотива. Тяговые и тормозные характеристики тяговых агрегатов ОПЭ2, ОПЭ1 А и ОПЭ1Б приведены на рис. 10.2, а тягового агрегата ПЭ2М - на рис. 10.3. Сила тяги тепловоза или тепловозной секции тягового агрегата зачастую ограничивается мощностью дизеля (иногда нагревом генератора). В этом случае касательная сила тяги , H, . , (10.4) где - мощность на валу дизеля, кВт; - КПД генератора; - коэффициент, учитывающий потери энергии на вспомогательные машины (привод вентилятора и т.д.); - КПД электродвигателя и зубчатой передачи. Чаще всего в тяговых расчетах железнодорожного транспорта пользуются универсальной электромеханической характеристикой электровозов, в которой по осям абцисс и ординат отложены относительные единицы (действительные значения силы тяги, скорости и тока, отнесенные к соответствующим параметрам часового режима). Рис. 10.2. Тяговые (а) и тормозные (6) характеристики локомотивов ОПЭ2, ОПЭ1А и ОПЭ1Б: I по наименьшему току возбуждения; II - по наибольшей скорости; III - по наибольшему току тормозных резисторов; IV - по сцеплению при груженых моторных думпкарах; V - по сцеплению при порожних моторных думпкарах; VI - по наибольшему току возбуждения Контрольные вопросы 1. 2. 3. 4. Какие внешние и внутренние силы действуют на движущийся поезд? Что такое сила тяги и как она регулируется? Как реализуются сила тяги и тормозная сила поезда. Чем ограничиваются сила тяги и тормозная сила? Суммарная сила сопротивления движению поезда состоит из силы основного сопротивления и дополнительных (дополнительного сопротивления от уклона, на криволинейном участке, при трогании и т.д.). Сила основного сопротивления , т.е. сопротивления на прямолинейном горизонтальном участке пути, состоящая из внутреннего сопротивления состава (в основном сопротивление от трений в буксах), сопротивления пути и сопротивления воздушной среды (для карьерных составов, скорости которых не превышают 30-40 км/ч, в расчетах обычно не учитываются), определяется по формуле (11.1) где - масса прицепной части поезда, т; - соответственно, основное удельное сопротивление движению локомотивов и вагонов, Н/кН. Значения основного удельного сопротивления движению вычисляются по эмпирическим формулам. Эта величина в среднем при движении груженого поезда по постоянным путям карьера составляет 2,5 Н/кН, порожнего - 3,5 Н/кН, по временным путям равна, соответственно, 4,0-6,0 Н/кН и 5,5-8,0 Н/кН. Сила дополнительного сопротивления определяется через соответствующие удельные значения. Дополнительное удельное сопротивление от уклона численно равно величине тысячных уклона, т.е. , Н/кН. Дополнительное удельное сопротивление движению поезда по криволинейным участкам , Н /К Н , вычисляется по эмпирическим формулам: для кривых радиусом м по формуле ; для кривых радиусом длине кривой по формуле (11.2) м при длине поезда меньше или равной ; (11.3) при длине поезда больше длины кривой по формуле . (11.4) Для передвижных путей величины увеличиваются в 1,5 раза из-за более низкого качества укладки и рихтовки путей. Полное сопротивление при движении состава . (11.5) Значения всех сопротивлений движению поезда определяются на каждом участке трассы в грузовом и порожняковом направлениях. Контрольные вопросы 1. Какие силы сопротивления действуют на поезд? 2. От чего зависит удельное основное сопротивление движению поезда? 3. Как определяется сопротивление движению поезда на уклонном участке? Лекция 15. Тормозная сила поезда План лекции 3. Виды торможения. 4. Тормозная сила поезда: как реализуется, регулируется, чем ограничивается? Сила торможения поезда В, Н, возникает при фрикционном торможении (воздействии тормозных колодок на колесо или рельс) и электрическом торможении (при переключении двигателей на генераторный режим и переводе энергии в тепло на сопротивлениях, реостатном торможении или подаче энергии в контактную сеть, рекуперативном торможении). На карьерах электрическое реостатное торможение применяется для поддержания установившейся скорости при спуске на уклонах, но при малых скоростях движения состава тормозное действие прекращается. Рекуперативное торможение на карьерах не применяется из-за низкой его надежности. Экстренное торможение и полная остановка поезда осуществляется фрикционным торможением. Полная тормозная сила поезда В при этом определяется как сумма нажатия тормозных колодок К, кН, на расчетный коэффициент трения колодки о колесо: (12.1) Коэффициент трения колодки о колесо для карьерного железнодорожного транспорта вычисляют по эмпирическим формулам: для чугунных стандартных колодок для композиционных колодок Расчетные значения силы нажатия тормозных колодок на каждые 100 т массы поезда составляют при скорости движения 25-30 км/ч, соответственно, 230250 кН (для композиционных колодок) и 450-500 кН (для чугунных). Значение расчетного коэффициента трения фк при изменении скорости движения от 5 до 60 км/ч при композиционных колодках лежит в пределах 0,329-0,264, а при чугунных составляет 0,210-0,100. Удельная тормозная сила (12.2) На современных тяговых агрегатах применяются магниторельсовые тормоза (МРТ). Дополнительное тормозное усилие от МРТ , (12.3) где - число тормозных башмаков; - действительная сила нажатия башмака на рельс, Н; - коэффициент трения башмака о рельс. Коэффициент трения башмака о рельс можно найти по эмпирической формуле . (12.4) Значение основных параметров ЭМРТ на современных тяговых агрегатах следующие: = 12, = 75 кН. Полная тормозная сила тяговых агрегатов, оборудованных колодочными и магниторельсовыми тормозами, Тормозную силу поезда определяют на тех участках трассы, где состав движется на спуск или останавливается. Контрольные вопросы 1. От чего зависит и как определяется тормозная сила поезда? 2. Как регулируется тормозная сила поезда? 3. Чем ограничивается тормозная сила поезда? Лекция 16. Основное уравнение движения поезда План лекции 3. 4. Вывод основного уравнения. Анализ режимов движения поезда. Все основные практические задачи, связанные с движением локомотивосостава, решаются с помощью основного уравнения движения, устанавливающего связь между силами, действующими на поезд, и режимом его движения, т.е. (13.1) Выражая приведенную (к центру масс) массу поезда через массу локомотива , вагонов и коэффициент инерции вращающихся масс поезда 5, имеем (13.2) Для эксплуатационных расчетов принимают средневзвешенное значение для локомотивосостава равным 1,08. Поделив обе части равенства (13.2) на и обозначив (удельная сила тяги), (удельное сопротивление движению), а , получаем .(13.3) Выражение (13.3) называют уравнением движения поезда в удельной форме. Разность называют ускоряющим усилием. В самом деле, если , то ( , следовательно, движение ускоренное; если , то и движение замедленное; если , то и движение равномерное. При торможении выражение (13.3) примет вид В том случае, когда движение происходит без приложения силы тяги и силы торможения, , движение может быть замедленным или ускоренным (в зависимости от знака ). В общем случае в зависимости от соотношения силы тяги и сопротивления возможны следующие режимы движения поезда: равномерное движение (сила тяги полностью затрачивается на преодоление сопротивления); ускоренное движение (сила тяги больше сопротивления); ускоренное или замедленное без приложения тягового усилия и торможения; замедленное движение с применением торможения. Контрольные задания 1. Сделайте вывод основного уравнения движению поезда. 2. Напишите основное уравнение движения поезда для различных режимов - равномерного, выбега, торможения. Лекция 17.. Тяговый расчет железнодорожного транспорта План лекции 3. Цель расчета. 4. Порядок расчета. Целью расчета является выбор типа подвижного состава для заданных условий транспортирования груза. Порядок расчета: 1) предварительный выбор типов локомотива и вагона по исходным данным; 2) определение массовой нормы поезда; 3) определение числа вагонов в составе; 4) определение значений силы тяги (тормозной силы), тока двигателя, скорости и времени движения поезда на каждом участке трассы в грузовом и порожняковых направлениях. Проверка максимального значения силы тяги по условию сцепления колеса локомотива с рельсом; 5) расчет тормозного пути на спусках; 6) проверка тяговых электродвигателей на нагревание; 7) определение расхода электроэнергии. При тяговых расчетах обосновывается тип локомотива и вагона, прицепная масса поезда, скорость движения по различным участкам трассы и время движения, а при эксплуатационных устанавливается полное время цикла (рейса, оборота) состава, его производительность, расход энергии, а также необходимый для обеспечения заданного грузооборота локомотивный и думпкарный парк. 1. При выборе типа локомотива руководствуются условиями их эффективного применения в зависимости от глубины карьера, грузооборота и уклона выездной траншеи. Одиночные электровозы (или одна секция тягового агрегата) успешно эксплуатируются при глубине карьера до 150 м и грузообороте 15-20 млн т горной массы в год и подъемах трассы с уклоном не более 45 %о. В карьерах производственной мощностью 30-50 млн т горной массы в год и глубиной до 150 м целесообразны тяговые агрегаты на постоянном токе напряжением 3000 В или переменном - 10 кВ. Обычно на реконструируемых карьерах, работающих на постоянном токе напряжением 1500 В, переходят на 3000 В, а на вновь строящихся карьерах - на переменный напряжением 10 кВ. На крупных карьерах с производственной мощностью по горной массе 60100 млн т в год и более и глубине разработки более 150-200 м эффективны тяговые агрегаты переменного тока напряжением 10 и 25 кВ. Тяговые агрегаты способны преодолевать подъемы с уклоном 60-80 %о. Тепловозы рациональны в карьерах, глубина которых не превышает 100 м и уклоны бывают не более 25-30 %о . 2. При выборе типа вагона следует иметь в виду, что основное применение на карьерах страны находят думпкары и универсальные полувагоны. Из-за простоты разгрузки при транспортировании вскрыши предпочтителен думпкар. При транспортировании тяжелого, крупнокускового полезного ископаемого (железные руды, известняк и т.д.) также рационален думпкар, а для легких, мелкокусковых грузов ( < 1,3 т/м ) - универсальный полувагон. При выборе типоразмера вагона учитывают, что как по прочности, так и по организационным соображениям в нем должно уместиться не менее 4-5 ковшей экскаватора (или погрузчика). Таким образом, расчетная грузоподъемность вагона , a расчетная геометрическая (паспортная) вместимость , где - предполагаемое число ковшей, которое должно уместиться в вагоне; - геометрическая вместимость ковша экскаватора; - соответственно, коэффициент наполнения ковша экскаватора и вагона . Подобрать типоразмер вагона с точными значениями полученных параметров практически невозможно, поэтому выбирается ближайший больший типоразмер. Параметры выбранного вагона отличаются от расчетных, но соотношения между ними должны сохраняться. После выбора типоразмера вагона вычисляют коэффициент использования его грузоподъемности: (14.1) который при правильном использовании и выборе вагона должен быть близок к единице. Перегрузка вагона более чем на 5-10 % недопустима. 3. Прицепная масса поезда , т, определяется из условия возможности равномерного движения по руководящему уклону (согласно основному уравнению движения это выполнимо при ), т.е. ,(14.2) с полным использованием сил сцепления (это ). Решая совместно эти два уравнения, получаем: .(14.3) Принятая масса состава проверяется по условию трогания на руководящем (если остановка поезда производится на руководящем уклоне) или смягченном уклонах: , (14.4) где - коэффициент сцепления колес локомотива с рельсами при трогании; а ускорение при трогании, ; - уклон, на котором производится трогание состава, %о. Если , то число вагонов выбирают по величине и наоборот. Число вагонов в поезде , где - собственная масса вагона, т. Величина округляется до ближайшего меньшего целого числа. Тогда уточненная прицепная масса . Полезная масса поезда . При наличии в составе моторных думпкаров полезная масса состава ,(14.5) где и - соответственно, число и грузоподъемность, т, моторных думпкаров. При использовании тепловозов масса прицепной части проверяется по мощности дизеля: , (14.6) где - эффективная мощность дизеля, кВт; - КПД генератора; - коэффициент, учитывающий потери энергии для вспомогательных машин; -КПД электродвигателя и зубчатой передачи; - скорость движения по руководящему уклону. 4. При обосновании режимов движения поезда скорость движения поезда определяется по тяговым или электромеханическим характеристикам локомотива, а при отсутствии последних - по мощности источника питания (тяговая способность машины обычно является лимитирующим фактором при подъеме и на горизонтальных участках трассы): ,(14.7) где - мощность источника питания, кВт; - суммарный КПД передачи от двигателя к ведущим колесам; - сила тяги на рассматриваемом пути с уклоном , Н. При этом необходимо учитывать, что при определении скоростей движения состава во главе с тяговым агрегатом, имеющим автономный источник энергии, по временным (забойным и отвальным) путям движителем является автономный источник энергии. При расчете силы тяги пользуются приближенным методом установившихся скоростей, основанным на предположении, что в пределах каждого элемента профиля (с уклоном , %о) поезд движется равномерно, мгновенно меняя значения скорости при переходе на следующий элемент профиля, т. е. .(14.8) При движении по стационарным горизонтальным или слабо наклонным путям (участки поверхности или до перегрузочного пункта) скорость, определенная по тяговым характеристикам (или по мощности привода), проверяется по условию обеспечения безопасности при торможении. При движении по крутым спускам скорость лимитируется только условиями безопасности при торможении, по крутым подъемам - только по условиям тяги. При этом скорость по временным путям ограничивается правилами технической эксплуатации и равняется 10-15 км/ч, а по стационарным дорогам (в зависимости от категории путей) - 35-45 км/ч. Значения основного удельного сопротивления движению вычисляются по эмпирическим формулам. Величины и на передвижных путях принимают на 30 % больше, чем на стационарных. При движении вагонами вперед сопротивления увеличиваются на 20-25 %. Скорость движения при расчетах принимают 20-25 км/ч. Скорость, удовлетворяющая условию безопасности при торможении, должна обеспечивать остановку поезда на длине, не превышающей нормированную величину тормозного пути (в карьерных условиях это 300 м). Полный тормозной путь равен сумме подготовительного ( - путь, проходимый составом за время реакции водителя, и время приведения тормозов в действие ) и действительного ( - путь, проходимый составом за время поглощения его кинетической энергии) тормозных путей: .(14.9) С некоторыми допущениями принято считать, что (здесь , км/ч; , с; получаем в м). Время подготовки тормозов к действию для поездов карьерного железнодорожного транспорта с пневматическими тормозами составляет с, а для поездов с электропневматическими тормозами с. Принимая силу ( ) в пределах скоростей постоянной, из уравнения движения поезда получаем зависимость пути действительного торможения от скорости , т.е. Считая (остановка поезда) и учитывая, что скорость удобно принимать в км/ч, а тормозной путь в м, имеем Скорость, безопасная по условию торможения, может быть определена из условия м. Удельная тормозная сила , где - тормозной коэффициент поезда, равный или , а - коэффициент трения колодок об обод колеса. Расчетные значения (коэффициента трения колодок о колесо) для чугунных колодок составляют 0,183-0,122, а для композиционных - 0,320,286 при изменении скорости движения состава 10-35 км/ч. Контрольные вопросы 1. 2. 3. 4. 5. Как определить массовую норму поезда? Для каких условий производится проверка массовой нормы поезда? Как определяется тормозной путь поезда? Как определяется сила тяги и скорости движения поезда? В чем заключается проверка тяговых двигателей на нагрев? 6. Какова методика определения времени рейса и производительности локомотивосостава? Лекция 18. Средства связи, сигнализации, централизации и блокировки План лекции 1. Средства связи на железнодорожном транспорте. 2. Средства СЦБ. Для обеспечения нормальной работы железнодорожного транспорта, характеризующегося разветвленной системой коммуникаций с большим числом поездов, находящихся на линии, необходима связь диспетчера с раздельными пунктами, отправляющими и принимающими поезда, а также связь локомотивных бригад с диспетчером и погрузочными пунктами. Основное средство связи работников службы движения поездов - это телефонная (проводная) связь. Кроме того, в карьерах получает применение радиосвязь. Пользуясь радиосвязью, диспетчер может заблаговременно давать указания машинистам локомотивов о предстоящих маневрах на станции, а машинисты могут передавать необходимую информацию диспетчеру. Радиосвязь используется также для связи диспетчера с экскаваторными бригадами. В качестве основных постоянных сигналов на карьерном железнодорожном транспорте применяют светофоры. Все сигналы устанавливают с правой стороны пути по направлению движения поездов или над осью ограждаемого ими пути. В зависимости от назначения светофоры используют в качестве входных, запрещающих или разрешающих вход поезда на станцию, выходных, запрещающих или разрешающих отправление поезда на перегон, и проходных, запрещающих или разрешающих поезду следовать с одного блок-участка на другой. Показания сигналов должны быть отчетливо видны на расстоянии не менее длины тормозного пути. Если такая видимость не обеспечивается, то на расстоянии тормозного пути от сигнала устанавливают предупредительные сигналы, повторяющие показания основных сигналов. Регулирование движения поездов обеспечивается переключением сигналов и стрелочных переводов соответственно маршрутам отдельных поездов. Основное правило организации движения то, что на каждом перегоне железнодорожной линии может находиться одновременно только один поезд. Вследствие этого с каждой станции (разъезда, поста) поезд может быть отправлен на перегон лишь по получении согласия с соседней станции (разъезда, поста) на прием этого поезда. В зависимости от применяемых средств используют различные системы регулирования движения поездов. Телефонный способ заключается в следующем. Дежурный по станции связывается с отдельными постами и разъездами, получает сведения о местонахождении поездов и дает распоряжения об их пропуске, приеме или отправлении. На основании телефонного согласования между раздельными пунктами машинисту локомотива выдается письменное разрешение на занятие перегона. Телефонный способ связи находит применение при небольшой интенсивности движения, в частности, для приема и отправления поездов с уступных и отвальных путей. Этот способ наименее совершенен и требует на согласование 0,75-1 мин. Полуавтоматическая блокировка применяется для регулирования движения поездов на однопутных и двухпутных участках. Разрешением на занятие перегона при полуавтоматической блокировке является открытое положение выходного или проходного сигнала. Действие полуавтоматической блокировки заключается в том, что поезд, проходя мимо открытого выходного сигнала, нажимом на педаль (электромеханическая или релейная) закрывает этот сигнал. Вторичное открывание сигнала дежурным по станции возможно только после того, как дежурный по соседней станции подтвердит прибытие поезда и деблокирует закрытый сигнал. Полуавтоматическая блокировка сокращает время на связь между отдельными пунктами до 0,1 мин, однако на внутрикарьерном транспорте с короткими перегонами она применения не получила. Используется эта система на железнодорожных путях, обслуживающих перевозку полезного ископаемого на поверхности по пути к железной дороге общего пользования. Автоблокировкой называется система регулирования движения поездов на однопутных и двухпутных линиях, при которой открывание и закрывание светофоров производится автоматически в зависимости от местонахождения движущегося поезда. Принцип работы автоблокировки с двухзначной сигнализацией иллюстрируется на рис. 16.1. Каждый перегон разбивается на блокучастки, на границах которых устанавливают светофоры. В пределах каждого блокучастка имеется электрическая рельсовая цепь с источниками питания и путевыми реле. Для разделения рельсовых цепей рельсы соседних блок-участков соединены изолированными стыками. Рельсовая цепь каждого блок-участка состоит из путевой батареи ПВ и сигнальной СВ, устанавливаемых, соответственно, в конце и начале блок-участка, и путевого реле ПР. Когда на первом блок-участке нет поезда, ток путевой батареи протекает по нижней (на схеме) рельсовой нити через обмотку путевого реле, возвращаясь к минусу путевой батареи по верхней рельсовой нити. При этом якорь путевого реле, притягиваясь к полюсам магнита, замыкает верхний контакт В и включает лампу зеленого огня 3 светофора от сигнальной батареи СВ. В результате в начале блок-участка горит зеленый сигнал, разрешающий движение. Если на второй блок-участок приходит поезд, то колесные пары, будучи проводником электрического тока, соединяют между собой рельсы. В путевое реле при этом попадает ничтожно малый ток, якорь электромагнита отпадает от полюсов, замыкает нижний контакт Н и включает лампу красного огня светофора К. Блок-участок занят. Светофор находится в закрытом положении, пока поезд не покинет блок-участок, после чего автоматически красный сигнальный огонь переключится на зеленый. Автоматическое закрывание сигнала происходит не только при вступлении поезда на блок-участок, но также и в случае нарушения целостности рельсовой цепи: при лопнувшем рельсе, истощении батареи, обрыве соединительных проводов и т.п. В настоящее время получают распространение кодовые системы автоблокировки, при которых в качестве каналов связи используют рельсы. По рельсовым цепям передаются импульсы тока, образующие сигнальный код. Кодовые системы позволяют отказаться от линейных сигнальных проводов. При электровозной тяге на постоянном или переменном токе, когда рельсы служат обратным проводом для тока, применяют рельсовые дроссельтрансформаторные цепи с питанием от специальной линии переменного тока. При автоблокировке время на связь сокращается до 0,1 мин на однопутных линиях и практически равно нулю на двухпутных. Автоблокировка успешно применяется на крупных карьерах, благодаря чему значительно повышаются безопасность движения и пропускная способность карьерных путей. Однако в карьерах автоблокировкой оборудованы только стационарные пути, т. е. участки с постоянным расположением блокпостов. Для передвижных путей должна быть создана специальная система автоблокировки, учитывающая изменение схем путевого развития в процессе эксплуатации транспорта, а также состояние передвижных путей. Централизация стрелок и сигналов бывает механической и электрической. При механической централизации управление стрелками и сигналами осуществляется гибкими стальными тягами, приводимыми в движение стрелочными и сигнальными рычагами из помещения дежурного по станции. Еще более совершенна электрическая централизация стрелок и сигналов. В качестве сигналов при этом применяют светофоры, а для перевода и контроля положения стрелок - стрелочные электроприводы. Роль дежурного сводится к управлению двигателями стрелочного электропривода, т.е. к пуску их в ход переводом рукояток или нажатием кнопок сигналов. Это позволяет расширить радиус действия централизованного поста, включить в централизацию большое число стрелок, создать лучшие условия труда и повысить безопасность движения поездов. Кроме того, при электрической централизации значительно ускоряется процесс приготовления маршрутов, так как система электрической централизации сокращает это время до 10-12 с. На станции с электрической централизацией устанавливают аппаратуру и источники питания. В релейной централизации с индивидуальным управлением стрелками применяют централизованные аппараты в виде пульта-табло, т.е. в виде схематического плана путей станции в однониточном изображении. Непосредственно на табло размещаются стрелочные рукоятки и кнопки управления сигналами. Пути станции выполняются в виде желобов с размещением в каждом из них красной и белой лампочек. Лампочки загораются при установке маршрута (белые лампочки) и при занятости пути (красные лампочки), образуя светящуюся полосу. Направление горящей полосы зависит от положения стрелок и точно отображает конфигурацию установленного маршрута (маршрутом называют путь следования поезда в пределах станции при определенном положении стрелок и открытом положении сигнала). Для безопасности движения между стрелками и сигналами, входящими в каждый маршрут, а также между различными маршрутами предусматривается блокировка, исключающая приготовление враждебных маршрутов, проходя по которым одновременно поезда могут столкнуться. Автоматическая локомотивная сигнализация представляет собой систему устройств, посредством которых в кабине управления локомотива осуществляется сигнализация, автоматически повторяющая показания проходных и станционных сигналов при приближении к ним поезда. Для осуществления связи локомотивных устройств с путевыми используются электрические рельсовые цепи. Сигналы с пути на локомотив передаются индуктивной связью локомотивного приемника (приемных катушек) с рельсовыми цепями (путевыми передатчиками), по которым от каждого проходного светофора навстречу поезду подается переменный кодированный ток. Автостоп - это устройство, автоматически останавливающее поезд перед закрытым сигналом, если машинист не принял мер к торможению и остановке поезда. Автомашинист - устройство, автоматически регулирующее скорость движения поезда и осуществляющее остановки и трогания по заданному графику движения, а также в соответствии с требованиями сигнала. Для этого на локомотиве устанавливаются программное и счетно-решающее устройства. На основании заданной программы (расчетное время прохождения отдельных участков, остановки поезда и т.п.), а также фактических данных движения счетнорешающее устройство решает дифференциальное уравнение движения и выбирает наивыгоднейший режим движения. Соответствующие сигналы передаются в оперативный блок схем, через который происходит управление тяговым и тормозным режимами работы локомотива. Управление электровозом по радио осуществляют при маневровой работе, например, при экскаваторной погрузке составов. Получает применение система управления электровозом с помощью ультракоротких волн с многочерпаковых и роторных экскаваторов для согласования скорости движения состава с производительностью экскаватора. Управление стрелками с локомотива становится целесообразным в случае обслуживания одиночных стрелок на рабочих горизонтах в карьерах или на отвалах. Стрелка, оборудованная электроприводом, управляется с помощью датчиков электромеханического типа. Телевидение на карьерном железнодорожном транспорте используется для обзора и передачи в кабину машиниста или в помещение дежурного по станции изображения впереди лежащих или станционных путей. Контрольные вопросы 1. Что такое автоматическая локомотивная сигнализация? 2. Какие типы светофоров применяются на железнодорожном транспорте? Лекция 19. Эксплуатационный расчет железнодорожного транспорта План лекции 4. Цель расчета. 5. Порядок расчета. 6. График движения поездов. Целью эксплуатационного расчета является определение рабочего и инвентарного парков локомотивов и вагонов. Эксплуатационный расчет предусматривает: 1) определение времени рейса и производительности одного локомотивосостава; 2) расчет локомотивного и вагонного парков; 3) определение пропускной и провозной способности карьерных железнодорожных перегонов. После выполнения эксплуатационного расчета производится построение графика движения поездов. Время рейса, оборота, цикла локомотивосостава , мин, определяется в соответствии с формулой »(17.1) где - время погрузки состава, мин; - время движения за рейс, мин; -время разгрузки состава, мин; - время задержек в пути, мин. Время, затрачиваемое на погрузку, рассчитывается по выражениям, зависящим от насыпной плотности транспортируемого груза. Если насыпная плотность транспортируемого груза , то время погрузки , мин, определяется грузоподъемностью вагона: ,(17.2) где - время цикла экскаватора, мин; - коэффициент наполнения ковша экскаватора; - вместимость ковша экскаватора. Если (вместимостью кузова вагона ), то ,(17.3) где - коэффициент заполнения кузова вагона. Время, мин, на движение в грузовом и порожняковом направлениях характеризуется длиной, км, каждого участка в грузовом и порожняковом направлениях и скоростями, км/ч, движения по соответствующим участкам: Время разгрузки определяется порядком разгрузки. При поочередной разгрузке каждого вагона . Время разгрузки одного вагона для думпкаров составляет 1,5-2 мин в летних условиях и 3-5 мин в зимних; для универсальных полувагонов при донной разгрузке оно равно 5-7 мин. В том случае, когда вагоны разгружаются партиями по в каждой, . При отправке угля или руды на сборочную станцию с целью перецепки карьерного локомотива на магистральный и переформирования состава для дальнейшей отправки потребителю вместо времени разгрузки появляется время, затрачиваемое на перечисленные операции (20-25 мин). Дополнительное время определяется схемой путевого развития и отнесенное к одному обороту состава составляет ~ 10-15 % от времени оборота. Суточная производительность локомотивосостава , т/сут, ,(17.4) где - время работы железнодорожного транспорта в сутки (~ 20-22 ч). Локомотивный парк, необходимый для карьера с определенным объемом перевозок (так называемый, инвентарный парк), ,(17.5) где - соответственно, число локомотивов, занятых работой по вывозу основного грузопотока (вскрыши и полезного ископаемого), находящихся на ремонте, в резерве и занятых на хозяйственных работах. Число локомотивов, необходимых для вывоза основного грузопотока, ,(17.6) где - суточный грузооборот карьера, т; - коэффициент неравномерности суточного грузооборота, . По практическим данным Число рабочих вагонов . Инвентарный парк вагонов . , где - коэффициент, учитывающий вагоны, находящиеся в ремонте, резерве и т.д., = 1,25-1,3. График движения представляет собой масштабную сетку, на которой условно прямым и наклонными линиями изображается движение каждого поезда (рис. 17.1). Горизонтальные линии сетки графика соответствуют осям раздельных пунктов: станций, разъездов, постов. По вертикали сетка графика разделяется на часовые полосы с подразделением на 10-минутные интервалы. Движение поездов изображается наклонными линиями в предположении постоянной скорости в пределах данного участка, стоянки на раздельных пунктах горизонтальными отрезками. На каждом перегоне однопутной линии одновременно может находиться только один поезд, поэтому на однопутном графике линии движения могут пересекаться только на раздельных пунктах. На двухпутных линиях, где поезда встречных направлений движутся одновременно, линии движения разных поездов на графиках могут пересекаться на перегонах. Перегонное время определяется тяговыми расчетами отдельно для каждого перегона и направления; время простоев в пунктах погрузки и разгрузки производительностью экскаваторов и числом вагонов в составе; время стоянки на станциях, разъездах, постах - числом обращающихся поездов и схемой путевого развития. Станционными интервалами (рис. 17.2) называют минимальные промежутки времени, необходимые для приема, отправления или пропуска поездов (1, 2, 3). Станционные интервалы устанавливаются способом связи между раздельными пунктами. Основными видами станционных интервалов для условий карьерного транспорта являются: интервал неодновременного прибытия поездов тн - минимальный промежуток времени, который можно допустить между прибытием на раздельный пункт однопутного участка поезда одного направления и прибытием или проследованием через этот раздельный пункт поезда встречного направления (рис. 17.2, а); интервал скрещения - минимальный промежуток времени между проследованием или прибытием на станцию с однопутного перегона поезда и отправлением на тот же перегон поезда встречного направления; интервал попутного следования поездов тпс - минимальный промежуток времени между прибытием поезда на раздельный пункт и отправлением с данной станции на этот же перегон следующего поезда того же направления (рис. 17.2, б). В карьерных условиях интервал скрещения составляет 46 мин при телефонном способе связи поездов, 3-4 мин при полуавтоматической блокировке и 11,5 мин при автоблокировке. Интервал попутного следования принимается при телефонном способе связи 3-4 мин, при полуавтоматической блокировке 1-2 мин, при автоблокировке равным нулю. Построение графиков движения начинают с погрузки составов. При этом следует выдержать минимальный интервал при обмене поездов у экскаваторов, чтобы повысить производительность последних. При наличии нескольких погрузочных пунктов (нескольких экскаваторов) графики строятся исходя из прикрепленного, обезличенного или смешанного движения поездов. Прикрепленное обращение поездов (замкнутый цикл) - это организация движения, при которой каждый поезд закрепляется за определенным экскаватором и в течение смены обслуживает только его. Такая схема создает наиболее простую и четкую организацию движения, максимально упрощая диспетчерское управление. Движение прикрепленных поездов целесообразно при двух-трех работающих экскаваторах, а также когда для обслуживания каждого экскаватора требуется целое число составов. В противном случае возникает необходимость в вынужденных простоях подвижного состава, снижающих его производительность. Обезличенное обращение поездов (открытый цикл) - это организация работы, при которой поезда в процессе работы подаются к любому свободному экскаватору. Организация движения в этом случае требует четкого диспетчерского управления. Однако при этом экскаваторы и подвижной состав используются более производительно. При смешанном обращении поездов часть экскаваторов обслуживается поездами по замкнутому циклу, часть - по открытому. Такая организация движения принимается обычно в карьерах с большим числом работающих экскаваторов, если группа экскаваторов работает на обособленном участке. Работа железнодорожного транспорта в карьерах может быть организована по исполнительному или принудительному трафику. Исполнительный график составляется диспетчером в процессе работы и отражает фактическое положение дел. Оперативное руководство работой со стороны диспетчера направлено на выполнение плана и ликвидацию простоев экскаваторов и локомотивосоставов. Принудительный график - более высокая форма организации движения, он составляется заранее и обязателен для исполнения. В основу составления принудительного графика закладываются прогрессивные нормы времени на выполнение операций, обеспечивающие производительное использование экскаваторов и подвижного состава с учетом необходимых вспомогательных работ. Работа диспетчера при управлении работой транспорта на современном карьере очень трудоемка. Диспетчеру приходится учитывать беспрерывно изменяющиеся условия работы экскаваторов и движения поездов и выбирать наиболее выгодные варианты пропуска поездов. Такая задача является частью более общей в составе автоматизированной системы управления (АСУ). Контрольные вопросы 1. Какие средства СПБ применяются на железнодорожном транспорте? 2. Какие типы графиков движения поездов вы знаете? 3. Как строится график движения поездов? 4. Каковы основные направления автоматизации на карьерном железнодорожном транспорте? 5. Как повысить эффективность работы карьерного железнодорожного транспорта? ТЕМА 3 АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ Технология обучения на лекцию № 3. Время - 2 час Количества студентов: 50-60 чел Форма учебного занятия Визуальная лекция План учебного занятия 1 Общие сведения 2 Автомобильные дороги 3 Устройство автомобильных дорог 4. Двигатели. 5. Трансмиссии Цель учебного занятия; ознакомить с общими сведениями карьерных автосамосвалов, область применения, и их основные узлы, т.е. двигателями, трансмиссиями. ознакомит с общими сведениями автомобильного транспорта на карьерах, схемы автотранспорта, категориями автодорог на карьерах, устройство автомобильных дорог. Задачи преподавателя: • ознакомить с типами автосамасвалами; Результаты учебной деятельности: Студент должен узнать: - Автомобильные дороги - Содержание и ремонт автодорог.; - Устройство автомобильных дорог. - Двигатели автосамосвалов • рассказать о схемы карьерного автосамасвалного Методы и техники обучения Лекция – визуализация, техники: блицтранспорта опрос, фокусирующие вопросы, «думай – работай в паре – делись», техника «Кластер». Средства обучения Лазерный проектор, визуальные Формы обучения материалы, информационное Коллективная, обеспечение. фронтальная работа, работа в парах. Условия обучения Аудитория, приспособленная для работы с ТСО. Технологическая карта лекции (1-е занятие) Этапы, время Деятельность преподавателя студентов 1 этап. 1.1. Сообщает, тему, цель, Введение планируемые результаты учебного 1.1. Слушают, записывают. 2(10 этап. Основной занятия мин.) и план его проведения. 2.1. С целью актуализировать знания (60 мин.) студентов задает фокусирующие 2.1. Слушают. По очереди отвечают на вопросы. Слушают карьерных правильный ответ. вопросы: – Общие сведения о автосамосвалов? - Двигатели автосамосвалов? - Трансмиссия автосамосвала? - Общие сведения об автомобильном транспорте на карьерах? - Сроки службы автодороги? - Автомобильные дороги? - Дорожные покрытия автодорог? - Устройство автомобильных дорог? - Содержание и ремонт автодорог? Для ответа на вопросы организует работу в парах. Проводит блиц-опрос. 2.3. Обсуждают 2.3. Последовательно излагает материал лекции по вопросам плана, использует визуальные материалы Акцентирует внимание на ключевых 3- этап. Заключительная (10 мин.) моментах темы, предлагает их 3.1. Проводит блиц-опрос. Делает записать. итоговое заключение. Дает задание для самостоятельной работы. содержание схем и таблиц, визуальные материа3.1. Отвечают лы, уточняют, на задают вопрос. вопросы. Записывают главное. Лекция 20. Автомобильные дороги План лекции 4. Область применения автомобильного транспорта. 5. Достоинства и недостатки автотранспорта. 6. Общее устройство автодороги. Автомобильный транспорт получил широкое распространение в мире по объему перевозок и числу карьеров, на которых он применяется. Автотранспорт используется на карьерах по добыче цветных и железных руд, горно-химического сырья, строительных материалов. Причем автомобильный транспорт используется и как основной вид транспорта и в комбинации с конвейерным, железнодорожным и скиповым транспортом. В качестве основного вида автомобильный транспорт применяется при строительстве карьеров, при разработке месторождений, имеющих включения пустых пород, при разработке месторождений малой и средней мощности, при сравнительно небольших расстояниях транспортирования (до 3-4 км), при разработке месторождений, расположенных вдали от магистральных дорог и мощных энергетических ресурсов. Преимуществами автотранспорта являются: независимость от источника энергии, высокая маневренность, незначительные радиусы поворота машин (8-15 м), относительно высокие уклоны автодорог (в грузовом направлении 80-100 %о, в порожняковом - 150 %о), независимость эффективности транспортирования от физико-механических свойств транспортируемого материала, относительно небольшие затраты и низкая трудоемкость устройства и перемещения автомобильных дорог, быстрота окупаемости. К недостаткам автотранспорта относятся: высокая стоимость автомобильных перевозок (удельные затраты на транспортирование на 1 т/км в 56 раз выше, чем при железнодорожном транспорте), зависимость работы автомобилей от климатических условий, высокая трудоемкость дорожных работ при снегопадах, гололедице, дождях, большая стоимость машин и значительные затраты на их содержание, зависимость работы транспорта от привозного жидкого топлива, высокая энергоемкость, значительное газовыделение, незначительные экономически выгодные расстояния транспортирования. Схемы движения автотранспорта определяются горно-техническими условиями разработки месторождения и направлением транспортирования полезного ископаемого и вскрышных пород. При разработке месторождений с горизонтальным и слабонаклонным залеганием полезного ископаемого при небольшой глубине, а также на нагорных карьерах применяются прямые съезды. На глубоких карьерах с ограниченными размерами в плане получили распространение спиральные съезды. При значительной глубине и при разработке месторождений на склоне горы, когда достигнуть заданных отметок прямыми съездами сложно, используются петлевые съезды. На большинстве глубоких карьеров (хотя глубина карьеров, где рационально применять автомобильный транспорт, не превышает 200-250 м, имеются примеры достаточно эффективной работы его при глубинах, превышающих 400-450 м) используется комбинация спиральных и петлевых съездов. Автодороги в карьерах разделяют по характеру перевозимого груза на производственные (технологические, служащие для транспортирования полезного ископаемого к пунктам разгрузки и вскрыши в отвалы) и служебные (хозяйственные, предназначенные для перевозки хозяйственных и вспомогательных грузов и оборудования); по условиям эксплуатации - на постоянные (стационарные), рассчитанные на длительный срок эксплуатации, и временные со сроком службы до года (иногда до трех лет), перемещаемые вслед за продвижением фронта работ. Главным признаком, характеризующим конструкцию и параметры автодороги, является грузонапряженность (количество груза в тоннах, перевозимое по данному участку дороги в единицу времени), в зависимости от которой дороги подразделяются на три категории (табл. 18.1). Таблица 18.1 Автомобильные дороги состоят из земляного полотна с искусственными сооружениями, проезжей части и обочин (рис. 18.1). Устойчивость земляного полотна достигается укладкой его из прочных грунтов и устройствами для отвода поверхностных и грунтовых вод. Ширина земляного полотна складывается из ширины проезжей части и ее двух обочин. Ширина проезжей части карьерных автомобильных дорог определяется в зависимости от скорости движения, габаритов автомобилей и схемы движения. В карьерах могут быть следующие схемы движения: встречное по одной полосе автодороги, встречное по двум полосам и кольцевое. При двухполосном движении ширина проезжей части Ш, м, постоянных автодорог определяется по формуле ,(18.1) где - ширина автомобиля, м; - коэффициент, учитывающий суммарную скорость встречных автомобилей (при = 20-30 км/ч = 1,6-1,9); - величина, учитывающая габариты автомобиля (для автосамосвалов грузоподъемностью 30-180 т равна, соответственно, 1,0 и 5,4 м). При однополосном движении ширина полотна для машин серии Бел-АЗ-7540 составляет 5,5-6,0 м, а БелАЗ-7521 - уже 10,4-12,8 м. Для достижения высоких технико-экономических показателей работы карьерных самосвалов рекомендуются значения ширины дороги Ш, м, для встречного двухполосного движения, приведенные в табл. 18.2. Причем минимальная ширина определяется условиями безопасности движения, максимальная - требованиями наиболее полного использования тяговых качеств автосамосвалов. На криволинейных участках трассы проезжая часть выполняется с уширением , м, размер которого вычисляется по выражению где - скорость движения, км/ч; - радиус кривой по оси дороги, м; - колесная база автомобиля, м. Уширение производится постепенным (по длине не менее 20 м) уменьшением ширины обочины (при этом ширина обочины должна оставаться не менее 1 м). Для обеспечения благоприятного режима движения самосвалов длину участка с большими подъемами следует ограничивать или устраивать горизонтальные вставки в соответствии с приведенными данными: Величина уклона, %о .................................... 60 Максимальная длина подъема, м ................. 300 80 100 160 100 При криволинейных траншеях и радиусах менее 200 м необходимо производить уменьшение продольного уклона на величину , %о, равную удельному сопротивлению от кривой. Величина поперечного уклона автодороги зависит от типа дорожного покрытия, ширины, водопроницаемости, скорости движения и составляет 2040 %о. Дороги на уступах выполняются с поперечным уклоном в 20 %о в сторону вышележащего уступа. Величина продольного уклона временных дорог принимается равной 60-80 %о. Радиус горизонтальных криволинейных автодорог в значительной степени влияет на скорость движения и устойчивость автомобиля при движении. Минимальные радиусы кривых для автосамосвалов различной грузоподъемности приведены в табл. 18.3. Проезжая часть дороги покрывается дорожной одеждой. Дорожная одежда выполняется в один или несколько конструктивных слоев из различных материалов. Многослойная дорожная одежда устраивается, как правило, на постоянных дорогах и имеет следующие основные конструктивные слои. Покрытие - верхний слой дорожной одежды, который в свою очередь состоит из слоя износа, периодически возобновляемого по мере его истирания, и основного слоя, определяющего эксплуатационные свойства покрытия. Основание - несущая часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием передачу нагрузок на подстилающий слой или непосредственно на грунт земляного полотна. Дополнительный слой основания - нижний конструктивный слой дорожной одежды, выполняющий наряду с передачей нагрузок на земляное полотно также функции морозозащитные, дренирующие, выравнивающие и другие. Слои одежды располагают по принципу снижения их прочности в соответствии с уменьшением напряжений по глубине. Основные типы дорожных покрытий для дорог разных категорий приведены в табл. 18.4. Таблица 18.4 Материалами для основания служат щебень, грунтощебень, гравий, грунт, обработанный вяжущими материалами, а для дополнительного слоя используется крупнозернистый песок, гравелистые грунты, раздробленная горная порода и другие местные материалы. На временных забойных и отвальных дорогах устраивается обычно однослойная дорожная одежда из выровненной горной массы с подсыпкой щебеночного или гравийного материала. Для скользящих съездов соединительных и хозяйственных дорог устраивается однослойное покрытие из гравия или взорванной скальной вскрыши слоем в несколько десятков сантиметров, которая разравнивается бульдозерами и автогрейдерами и укатывается движущимися автомобилями. Из капитальных покрытий широкое распространение получили железобетонные и цементообразные покрытия, которые обладают высокой износостойкостью и удовлетворительными характеристиками по сцеплению. Толщина таких покрытий принимается в зависимости от осевой нагрузки: при нагрузке 100-120 кН (машины типа КрАЗ) она равна 22 см; до 340 кН (БелАЗ-7540) - 29-39 см; до 480 кН (БелАЗ-7548) - 40-45 см; до 760 кН (БелАЗ-7549) - 48-58 см. Нижний слой таких дорог делают из песка, ракушечника, щебня, металлургического шлака, песчаногравийной массы, а также из породы, обработанной битумом или цементом. Толщина подстилающего слоя должна быть не менее 15 см. Для уменьшения температурных напряжений цементобетонные покрытия устраивают из отдельных плит (длиной 6-9 м), разделенных между собой швами сжатия (с упругими прокладками) и расширения, заливаемыми битумными мастиками. Получили распространение на карьерах и монолитные цементобетонные покрытия. Для автосамосвалов грузоподъемностью 110-180 т с высокими нагрузками на ось целесообразно устройство покрытий нового типа - цементо-бетонных из струнобетона. При этом толщина их для машин грузоподъемностью 110-180 т снижается до 60-70 см. На временных дорогах (а также при устройстве дорог в холодное время года и на неустойчивых грунтах) целесообразно устройство железобетонных покрытий (сплошных и колейных). Пропускная способность полосы автодороги П, автомобиль/час в одном направлении) определяется по формуле ,(18.3) где - коэффициент неравномерности движения машин, = 1,25-1,75; -интервал времени между автосамосвалами, мин; - расстояние между автосамосвалами, м; скорость движения машин, км/ч. Расстояние между автосамосвалами должно быть не менее их тормозного пути: ,(18.4) где - время реакции водителя и время приведения тормозов в действие, = 1-2 с; - длина машины, м (иногда принимают равной 10 м); - коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс автомобиля (для автомобилей с гидромеханической трансмиссией при движении с грузом = 1,03-1,01, при движении порожняком = 1,0854-1,07, для автомобилей с электромеханической трансмиссией = 1,1-1,15); - коэффициент сцепления колеса с дорогой при торможении; - удельное основное сопротивление движению автомобиля, Н/кН (табл. 18.5); - уклон автодороги, %о. Удельное основное сопротивление движению автосамосвалов на карьерных дорогах , Н/кН, с покрытиями различного типа приведено в табл. 18.5. Провозная способность дороги , т/сут, вычисляется по формуле (18.5) где - пропускная способность ограничивающего участка дороги (автомобилей/сутки; - коэффициент резерва пропускной способности, = 1,752); - грузоподъемность автомобиля, т. Содержание и ремонт автомобильных дорог производятся с помощью специальной дорожной техники (грейдеров, бульдозеров, снегоочистителей и др.). Контрольные вопросы 1. Какие требования предъявляются к автодорогам? 2. Какие типы автодорог вы знаете? 3. Какова классификация автодорог? 4. Какие максимальные продольные и поперечные уклоны допускаются для автодорог? 5. Какие виды ремонта автодорог вы знаете? 6. В чем заключается содержание автодорог? Лекция 21. Общее устройство автосамосвала План лекции 4. Типы двигателей. 5. Трансмиссии. 6. Тормозные и другие системы. Основные узлы автосамосвалов Источником механической энергии, приводящим автомобиль в движение является двигатель. На карьерных автосамосвалах, как правило, применяются дизельные двигатели внутреннего сгорания, работающие на тяжелом жидком (дизельном) топливе. В дизельных двигателях внутреннего сгорания воспламенение смеси воздуха и топлива происходит вследствие повышения температуры при сжатии смеси. Степень сжатия рабочей смеси в дизельных двигателях принимают равной от 16 до 20. На отечественных автосамосвалах применяют четырехтактные 6-, 8- и 12цилиндровые двигатели с V-образным расположением рабочих цилиндров и с частотой вращения коленчатого вала 1500-2000 мин-1. Рабочий ход одновременно совершается в одном, двух или трех цилиндрах, в то время как в остальных выполняются другие такты цикла. Работа, совершаемая двигателем внутреннего сгорания, зависит от размеров цилиндров, их числа и от количества одновременно впрыскиваемого топлива и засасываемого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива. Для повышения мощности дизеля при тех же размерах и числе цилиндров используют наддув, т.е. подачу воздуха в цилиндры под давлением, создаваемым центробежным компрессором. При этом мощность дизеля возрастает на 40-50 %, а удельный расход топлива снижается на 10-20 %. Мощность дизеля зависит от температуры воздуха и атмосферного давления, так как они влияют на температуру охлаждающей жидкости, вязкость топлива и смазочных масел. Поэтому мощность при данных атмосферных условиях ,(19.1) где - номинальная мощность дизеля при стандартных условиях, кВт (стандартными условия считают температуру воздуха = 288,5 К и барометрическое давление = 101,5 кПа); и - соответственно, барометрическое давление, кПа, и температура воздуха, К, для данных условий. Таким образом, мощность, развиваемая дизелем, уменьшается с повышением температуры (из-за повышения температуры охлаждающей жидкости) и с понижением давления (из-за недостаточной зарядки цилиндров воздухом и ухудшения охлаждения). Так, при повышении температуры от -15 до +45 оС мощность снижается на 7-9 %, а при эксплуатации самосвала в горной местности снижение мощности на 6 % происходит при разности отметок 1000 м. Дизельные двигатели достаточно экономичны и работают на дешевом топливе, поэтому, несмотря на относительную сложность, они являются предпочтительными для карьерных автосамосвалов. Для машин большой грузоподъемности требуются мощные дизели при незначительном увеличении их массы. С этой целью необходимо повышение частоты вращения коленчатого вала и давления турбонадува. Газотурбинные двигатели (ГТД) для самосвалов особо большой грузоподъемности обладают высокой надежностью, в четыре раза большим ресурсом, меньшими размерами и массой, чем соответствующие дизельные двигатели, они способны работать на любом виде топлива, имеют хорошие пусковые качества при низких температурах (до -50 оС). Вместе с тем они более дорогие и имеют значительно меньший коэффициент полезного действия. Система механизмов автосамосвала, служащая для передачи вращающего момента от коленчатого вала дизеля к ведущим колесам, называется трансмиссией. Различают механические (МП), гидромеханические (ГМП) и электромеханические (ЭМП) трансмиссии (передачи). Механическая трансмиссия, предусмотренная на автосамосвалах МАЗ5549, КрАЗ-6505 и других, изображена на рис. 19.1. От сцепления 1 крутящий момент подводится к коробке передач 2 . От коробки передач момент передается к карданной передаче 3, состоящей из карданного вала и двух карданов. Далее момент подводится к главной передаче 4, расположенной в картере задней оси. С помощью этой передачи и дифференциала 5 момент передается к двум полуосям 6, на концах которых закреплены ведущие колеса автомобиля. Гидромеханическая трансмиссия обычно предусмотрена для автосамосвалов грузоподъемностью 20-60 т. Гидромеханическая трансмиссия состоит из гидромеханической передачи, в которую входят согласующий редуктор, гидротрансформатор - гидравлический редуктор, механическая коробка передач и тормоз-замедлитель карданной передачи и передачи заднего моста. Гидромеханическая трансмиссия позволяет рационально использовать мощность двигателя, обладает высокими преобразующими качествами, способствует повышению долговечности агрегатов и существенно облегчает управление автосамосвалом (рис. 19.2). Рис. 19.1. Конструктивная схема механической трансмиссии автосамосвала: 1 сцепление; 2 - коробка передач; 3 - карданная передача; 4 - главная передача; 5 дифференциал; 6 - полуоси Рис. 19.2. Схема гидромеханической трансмиссии автосамосвала: Д - двигатель; Р - согласующий редуктор; ГТ - гидротрансформатор; КП - коробка передач; KB - карданный вал; ЗМ - задний мост Созданная еще в 60-е годы на первых автосамосвалах Белорусского автозавода трехступенчатая гидромеханическая передача ГМП (3 + 1) отличается простотой конструкции, ремонтопригодностью и низкой себестоимостью изготовления. Применяемая в настоящее время пятиступенчатая ГМП (5 + 2) благодаря расширению силового диапазона передаточных чисел имеет более высокие тягово-динамические показатели, меньший на 10-15 % расход топлива и большую на 20-25 % производительность, значительно меньший нагрев масла, что особенно важно при работе в глубоких карьерах. Электрогидравлическая система управления ГМП предусматривает как ручное, так и автоматическое управление. Согласующий редуктор гидромеханической передачи предусматривается для приведения в соответствие характеристик двигателя и гидротрансформатора. Гидротрансформатор служит для автоматического и бесступенчатого изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя, в соответствии с изменениями нагрузки на ведомом валу. Гидротрансформатор может работать в двух режимах: 1) в режиме гидротрансформатора (оба или один реактор заблокированы, момент на турбинном колесе больше, чем на насосном ) и 2) в режиме гидромуфты (реакторы разблокированы и увеличения крутящего момента не происходит). В зависимости от частоты вращения турбинного вала в ГМП (5 + 2) блокировка и разблокировка гидротрансформатора происходит автоматически на всех ступенях. При движении по дороге с большим сопротивлением или при трогании частота вращения турбинного колеса значительно меньше частоты вращения насосного колеса . С увеличением частоты вращения турбинного колеса уменьшается крутящий момент, создаваемый турбиной. В этом случае поток жидкости будет оказывать давление на обратную (выпуклую) сторону лопаток реактора, что расклинит сначала первый реактор, а затем второй и гидротрансформатор перейдет в режим гидромуфты. Все гидромеханические передачи оборудуются гидродинамическим тормозом-замедлителем лопастного типа, который устанавливается на ведущем валу коробки передач и является вспомогательной тормозной системой, предназначенной для поддержания постоянной скорости при движении по уклону вниз. Тормозной эффект гидрозамедлителя возникает при заполнении рабочей полости маслом, поступающим из гидравлической системы гидромеханической передачи. При включении тормоза кинетическая энергия его переходит в энергию тепла, отдаваемого маслу гидравлической системы гидромеханической передачи, которое циркулирует через масляный радиатор и охлаждается. Работа замедлителя при спуске автомобиля лимитируется нагревом масла в гидромеханической трансмиссии. Тормоз-замедлитель дает тормозной эффект только при включенной передаче, который уменьшается с переходом на высшие передачи, поэтому безопасность движения под уклон обеспечивается только при соответствующих ступенях передач. Карданная передача вводится для передачи крутящего момента от одного агрегата к другому при их несоосном расположении. В механической трансмиссии это происходит при передаче момента от коробки передач 2 к главной передаче 4 (рис. 19.3). В гидромеханической трансмиссии крутящий момент передается с помощью двух карданных валов: промежуточного, соединяющего двигатель с гидромеханической передачей, и карданного вала заднего моста, соединяющего гидромеханическую передачу с задним мостом. Задний мост автосамосвалов с механической и гидромеханической трансмиссией представляет собой агрегат, состоящий из центрального редуктора (главная передача — шестерни 4 и 9 и межколесный дифференциал - 5, 6, 10), полуоси 2 и двух колесных передач планетарного типа 7 и 5 (рис. 19.4). Центральный редуктор представляет собой одноступенчатую передачу, связанную с дифференциальным редуктором, который изменяет на 90 о направление крутящего момента, увеличивает и равномерно распределяет момент между ведущими колесами при различной частоте вращения (например, на повороте). Колесные передачи планетарного типа располагаются в ступице задних колес и служат для увеличения крутящего момента на ведущем колесе (обычно на автосамосвалах грузоподъемностью более 25 т). Электромеханическая трансмиссия применяется обычно при грузоподъемности более 80 т. Электромеханическая трансмиссия состоит из дизельгенераторной установки, тяговых электродвигателей, механической передачи и аппаратуры управления тяговыми электродвигателями (рис. 19.4). На самосвалах распространена компоновка тягового электродвигателя и механической передачи (редуктора) в ступице заднего (ведущего) колеса, получившая название мотор-колеса (рис. 19.5). Иногда те или иные элементы электромеханической системы частично выносятся из ступицы колеса для улучшения условий охлаждения. Электромотор-колесо крепится к картеру заднего моста (рычагу задней подвески на автомобилях с независимой задней подвеской). Электрическая трансмиссия позволяет существенно упростить кинематическую схему автосамосвала по сравнению с механической и гидромеханической трансмиссиями. На автосамосвалах БелАЗ-7549 используется наиболее конструктивно простая электрическая трансмиссия постоянного тока, состоящая из генератора постоянного тока (Г), тяговых электродвигателей (ЭД) постоянного тока и системы управления. Регулирование электропривода осуществляется посредством изменения тока возбуждения генератора и тяговых электродвигателей. Автосамосвал БелАЗ-7521 оборудован трансмиссией переменнопостоянного тока. В этом случае тяговые двигатели постоянного тока питаются от синхронного генератора переменного тока через общую для них полупроводниковую выпрямительную установку. Принципиально возможна установка индивидуальных выпрямителей, позволяющих сохранить движение машины при отказе одного из них. Рама (рис. 19.6), являясь «позвоночником» автосамосвала для обеспечения требуемой жесткости и прочности, состоит из двух продольных балок коробчатого сечения (лонжеронов) 1, связанных между собой поперечинами 2. Кронштейны 3 и проушины 4 служат для крепления к раме подвески, картера рулевого управления, двигателя, кабины, цилиндров опрокидывающего механизма, подвески и кузова. Кузов автосамосвала должен быть прочным, выдерживать огромные ударные нагрузки при загрузке крупно-кусковой горной массы и одновременно по возможности достаточно легким. Поэтому кузов изготавливается из высокопрочной листовой стали и усиливается лонжеронами и контрфорсами коробчатого сечения. Форма кузова определяется простотой разгрузки (F-образная воронка) и ориентацией ковша экскаватора при загрузке (прямоугольное поперечное сечение). Передний крутой скос кузова 1 обращен к кабине водителя, его продолжением служит козырек 2 для защиты кабины. Задний скос 3 наклонен к горизонту под углом 15°. Задняя часть кузова крепится к раме, а передняя - опирается на нее через резиновые амортизаторы. При разгрузке передняя часть кузова поднимается опрокидывающим механизмом, который состоит из двух телескопических гидроцилиндров с числом звеньев от 3 до 5. Для исключения примерзания горной массы основание и борта кузова обогреваются отработанными газами двигателя. Кузов и система его обогрева показаны на рис. 19.7. Подвеска представляет собой совокупность механизмов, соединяющих полуоси автосамосвала с рамой и уменьшающих динамические нагрузки при движении автосамосвала. Качество подвески определяет плавность хода. На самосвалах малой грузоподъемности получила распространение подвеска, состоящая из листовых рессор. Для уменьшения колебаний в подвеске передней оси дополнительно устанавливают гидравлические амортизаторы, а в подвеске задней оси - дополнительный «подрессорник», который включается при увеличении нагрузки. Требованиям эффективно гасить продольные и поперечные колебания у машин наиболее полно удовлетворяет пневмогидравлическая подвеска, в конструкции которой пневматическая рессора поршневого типа объединена с гидравлическим амортизатором в одном узле - пневмогидравлическом цилиндре (рис. 19.8). Упругим материалом в цилиндре является сжатый газ, а жидкость служит для передачи давления газа, смазки рабочих поверхностей и для гидравлической амортизации. Поршень 1, перемещаемый пустотелым штоком 2, разделяет цилиндр 3 на две рабочие полости: основного давления (А) и противодавления (Б). Изменяя давление рабочих полостей, можно получить разные упругие характеристики. Полость А через зарядный клапан 6 заполняется сжатым газом. Кольцевые полости Б и В заполнены маслом. Полость Б соединена с В трубками 8 и 9, нижние концы которых расположены ниже уровня масла в полости В. Верхняя часть полости В через нижний зарядный клапан 10 и трубку 11 заполнена сжатым газом, давление которого через жидкость по трубкам 8 и 9 передается на кольцевую площадь поршня в полости Б. Таким образом, поршень 2 находится под действием давления газа сверху (основное давление) и снизу (противодавление) и является упругим буфером при ходе отдачи. Крышки 4 и 5 являются верхней и нижней опорой цилиндра. При ходе сжатия поршень перемещается в цилиндре и сжимает газ в полости А, в полости В происходит уменьшение давления газа из-за перетекания масла по трубкам 8 и 9 в увеличивающуюся полость Б. За счет увеличения давления газа над поршнем упруго ограничивается ход сжатия цилиндра. При перемещении поршня в обратном направлении давление газа над поршнем уменьшается, а под поршнем увеличивается. За счет увеличения противодавления упруго ограничивается ход отдачи. Рулевое управление служит для обеспечения направленного движения автомобиля и включает в себя рулевой механизм, гидроусилитель и рулевой привод. В большегрузных автосамосвалах гидравлические усилители рулевого привода значительно уменьшают усилие, необходимое для вращения рулевого колеса. Тормозная система состоит из рабочих колодочных тормозов барабанного типа, установленных на всех колесах, и стояночного тормоза, размещенного на выходном валу коробки передач. На большегрузных самосвалах Белорусского автозавода имеется еще и дополнительный тормоз-замедлитель, установленный в коробке передач (гидравлический или электрический). Пользоваться стояночным тормозом для рабочего торможения не рекомендуется, так как при этом он быстро изнашивается. Дополнительный тормоз-замедлитель служит для поддержания скорости в определенных пределах, например, при затяжных спусках. Контрольные вопросы 1. Какие основные узлы автосамосвала вы знаете? 2. Какие типы силовых передач автосамосвалов являются перспективными? 3. Какие типы тормозных систем применяются на карьерных автосамосвалах? Лекция 22. Основные параметры автосамосвала План лекции 3. Основные параметры автосамосвала. 4. Типы автосамосвалов (часть 1). Основные параметры автомобилей Основными параметрами карьерных автомобилей являются грузоподъемность, собственная масса машины, коэффициент тары, мощность двигателя, колесная формула, вместимость кузова и габариты. Грузоподъемность , - это наибольшая допустимая к перевозке автомобилем масса груза. Грузоподъемность современных отечественных автосамосвалов достигает 200 т. Масса тары , - это собственная масса машины. Снижение собственной массы при сохранении требующейся прочности - одна из основных задач, так как при этом уменьшается расход топлива на движение. Коэффициент тары (технический) представляет собой отношение массы тары к грузоподъемности I. Для автосамосвалов грузоподъемностью до 20 т эта величина составляет 0,9-0,95; 27-42 т - 0,70-0,78; 75 т -0,90; 105-110 т - 0,77-0,80; 170-180 т - 0,80-0,93. Мощность двигателя определяет тягово-эксплуатационные свойства автомобиля и должна быть согласована с его грузоподъемностью, конструктивной скоростью и типом трансмиссии (передачи). В рабочем режиме мощность двигателя реализуется в полной мере, как правило, только на одном участке - при движении груженого автомобиля на подъем. На остальных участках скорость определяется зачастую только дорожными условиями и безопасностью движения. Рациональная величина мощности карьерных автомобилей устанавливается путем технико-экономического анализа, так как увеличение мощности обусловливает повышение скорости движения, а, следовательно, производительности, но увеличивает стоимость автомобиля и расход топлива. Удельная мощность (мощность, отнесенная к массе груженого автомобиля) для машин грузоподъемностью 27-40 т составляет 5,5-6,2 кВт/т, а 75180 т - 4,8-5,1 кВт/т. Колесная формула - это цифровое обозначение общего числа колес автомобиля (первая цифра) и число ведущих колес (вторая цифра). Для автосамосвалов характерны колесные формулы 4x2, 4x4, 6x4, для автопоездов с прицепами - 6x4 и 6x2. Колесная формула определяет сцепную массу , т, автомобиля, т.е. массу, приходящуюся на ведущие колеса. Величина коэффициента сцепной массы (где - полная масса автомобиля, т), для автомобилей с колесной формулой 4x2, 4x4, 6x2, 6x4 она составляет, соответственно, 0,65; 1,0; 0,4; 0,7. Вместимость кузова автомобиля должна быть подобрана таким образом, чтобы при нормальной загрузке его грузоподъемность была полностью использована. Для этого рассчитываем ее по формуле (20.1) где - фактический объем горной массы в кузове, ; - насыпная плотность транспортируемой горной массы, . Фактический объем горной массы в кузове определяется геометрической вместимостью последнего , и коэффициентом наполнения : (20.2) Коэффициент наполнения зависит от формы кузова и составляет для карьерных самосвалов не более 1,2-1,3. Плотность горных пород характеризуется широким диапазоном значений, поэтому полное использование грузоподъемности возможно лишь при кузовах различной вместимости. Габаритами автомобиля (рис. 20.1) являются следующие размеры: полная длина , ширина , высота по козырьку кузова , высота с поднятым кузовом , погрузочная высота и база автомобиля . Эти значения определяют параметры дорог, службы технического обслуживания и ремонта, характер сочетания с погрузочными средствами, маневренность машины. На карьерах основное распространение получили автосамосвалы. Кроме того, некоторое применение имеют автопоезда, состоящие из тягача с полуприцепами или с прицепами. Автосамосвалом называют автомобиль, имеющий мощную раму и расположенный на ней кузов, разгружающийся опрокидыванием назад (или набок). Автопоезд представляет собой тягач с одним или несколькими полуприцепами или прицепами, разгружающимися через дно, опрокидыванием назад или набок. Высокая маневренность, устойчивость, проходимость, возможность преодолевать большие затяжные подъемы, быстрота разгрузки обусловили преимущественное распространение автосамосвалов на карьерах страны и за рубежом. Современные карьерные самосвалы оборудуют дизельными двигателями и механической, гидромеханической или электромеханической трансмиссиями (передачами). В соответствии с отечественным и зарубежным опытом автосамосвалы с механической передачей (МП) выпускаются, как правило, грузоподъемностью менее 25 т. Так, на карьерах малой и средней мощности, в основном при разработке строительных горных пород, получили распространение автосамосвалы с механической передачей Минского автозавода МАЗ-5549 грузоподъемностью 8 т и геометрической вместимостью кузова 5,1 . Двигатель автосамосвала - ЯМЗ236М/Д имеет номинальную мощность 132,4 кВт. Характерной особенностью машины является ее мобильность, так как ее колесная формула 4x2. Автосамосвал может быть использован при погрузке экскаваторами вместимостью ковша до 1,5 . Этим же заводом выпущены автосамосвал грузоподъемностью 16 т, геометрической вместимостью кузова 10,5 и мощностью двигателя 242,9 кВт (МАЗ-5516) и его модификация (МАЗ-55165) грузоподъемностью 15 т. Колесная формула таких машин 6x4, т.е. они менее мобильны, чем МАЗ-5549. Автосамосвалы могут быть использованы при работе с экскаваторами, имеющими объем ковша не более 3 . Применяются на карьерах автосамосвалы Кременчугского автозавода КрАЗ6510 грузоподъемностью 13,5 т, геометрической вместимостью кузова 8 и мощностью двигателя 176,6 кВт, а также более мощная модификация КрАЗ-65055 грузоподъемностью 16 т при геометрической вместимости кузова 10 и мощности двигателя (ЯМЗ-238Б) 220,8 кВт. Высокой проходимостью обладает модификация этого автосамосвала - КрАЗ-65032 грузоподъемностью 15 т, имеющая колесную формулу 6x6. Автосамосвалы применяются для работы с экскаваторами, вместимость ковша которых не превышает 3 (рис. 20.2). Гидромеханическая передача (ГМП) обычно предусматривается для автосамосвалов грузоподъемностью 20-60 т. Последние годы зона эффективности гидромеханической передачи сдвинулась в сторону большей грузоподъемности, хотя это утверждение достаточно проблематично и поддерживается далеко не большинством ученых и конструкторов. За рубежом созданы автосамосвалы грузоподъемностью более 100 т с гидромеханической передачей, конструкторский отдел ПО «БелАЗ» работает над созданием самосвалов с гидромеханической передачей грузоподъемностью 90 и 135 т. Электромеханическая передача (ЭМП) хорошо зарекомендовала себя при значительных грузоподъемностях - 80 т и выше. Автосамосвал с гидромеханической передачей Могилевского автозавода (МоАЗ-7505) грузоподъемностью 23 т при геометрической вместимости кузова 15,5 м и мощности двигателя 243 кВт может быть использован для работы с экскаваторами, имеющими ковш вместимостью до 4 . Автосамосвал обладает высокой проходимостью (колесная формула 4x4), маневренностью и применяется на карьерах средней производительности с тяжелыми дорожными условиями (рис. 20.2, б). В основном самосвалы с гидромеханической и электромеханической трансмиссиями для карьеров страны выпускает ПО «БелАЗ» (рис. 20.3). Особенностями семейства большегрузных автосамосвалов, выпускаемых ПО «БелАЗ» является маневренность, незначительные радиусы поворота и короткая база машины (колесная формула 4x2) при относительно большой грузоподъемности, гидромеханические и электромеханические передачи, пневмогидравлическая подвеска, платформа ковшового типа, двухконтурные тормозные системы, а также значительная степень унификации основных узлов (дизельных двигателей, гидромеханических и электромеханических передач, мотор-колес и др.), что позволяет сократить сроки ввода в эксплуатацию новой модели, облегчить обслуживание, ремонт и снабжение запасными частями. Автосамосвалы ПО «БелАЗ» в течение нескольких десятков лет хорошо зарекомендовали себя в тяжелых карьерных условиях при транспортировании тяжелых скальных грузов. Полное использование геометрической вместимости кузова достигается при перевозке грузов насыпной плотностью ~ 2 . Выпускаются модификации для перевозки угля, сланца и других сыпучих грузов с увеличенной вместимостью кузова, что обеспечивает более полное использование машины при транспортировании грузов насыпной плотностью 1,25-1,3 . Для обеспечения плавности хода передняя ось и задний мост подвешены на пневмогидравлических цилиндрах. Кузов - сварной ковшовый цельнометаллический. Подъем кузова осуществляется телескопическими гидро- цилиндрами. Одноместная цельнометаллическая кабина шумонепроницаема, обогревается от системы охлаждения двигателя. На автосамосвале различают рабочую тормозную систему, когда барабанные тормоза расположены на всех колесах с пневматическим приводом, стояночную (запасную), когда барабанный тормоз находится на ведущем валу главной передачи, и вспомогательную, когда гидравлический (электрический) тормоз-замедлитель помещается на ведущем валу коробки передач. Для условий бездорожья (для грунтов с низкой несущей способностью) выпущен шарнирно-сочлененный автосамосвал БелАЗ-7528 грузоподъемностью 36 т , мощностью двигателя 400 кВт. Колесная формула самосвала 6x6. Максимальный подъем 68 %о. На базе выпускаемого ранее автосамосвала БелАЗ-75191 созданы образцы дизель-троллейвозов БелАЗ-75195, на которых дополнительно установлены два токоприемника ТТ-1 пантографного и штангового типа. Мощность дизеля составляет 860 кВт, тяговый генератор ГПА-600 мощностью 630 кВт, напряжение в контактной сети равно 820 В. Испытания показали эффективность дизель-троллейвозов, особенно в условиях глубоких карьеров, так как на крутых подъемах они работают от контактной сети, что улучшает экологическую ситуацию. Дизель обеспечивает мобильность в рабочей зоне. В 1993 г. предприятием был выпущен 280-тонный самосвал БелАЗ-7550, который и сегодня остается одним из лидеров по грузоподъемности среди двухосных машин в мире. При создании его были использованы «мотор-колеса» 180-тонного самосвала, хотя он и отличается от последнего рядом новых конструктивных решений: колесная формула 4x4; шарнирно-сочлененная рама; новый аппарат подвески, пневмогидравлические цилиндры которой соединены попарно поперечным пневматическим балансиром; вертикальное шарнирное сочленение передней и задней полурам, созданное из двух шаровых опор, одна из которых имеет регулируемую высоту. Использование двух ведущих мостов с применением 8 шин позволило создать эту новую машину грузоподъемностью 280 т, имеющую хорошие тя-говодинамические качества. Мощность дизеля составляет 2600 кВт. Испытания машины проводились в суровых климатических условиях производственного объединения «Якутуголь». В настоящее время конструкторы работают над созданием новой 300-тонной машины, макет которой демонстрировался на Международной выставке «Москон97» (Москва, 1997 г.). Наибольшая эффективность автосамосвалов серии БелАЗ-7540 достигается при работе с экскаваторами вместимостью ковша (БелАЗ-7548) и (БелАЗ7547), до (БелАЗ-7555), а при легких грузах - до . Автосамосвалы с электромеханической передачей работают на карьерах с экскаваторами, имеющими вместимость ковша 12-20 . На карьерах страны получили широкое распространение автосамосвалы зарубежных фирм: «Камацу» - НД-1200 ( = 120 т, = 46 , = 882,3 кВт, ЭМТ, колесная формула 4x2), НД-1600 ( = 160 т, = 61 , = 1176 кВт, ГМТ, колесная формула 4x2); «Катерпиллер» - Cat-785 ( = 13050 т, колесная формула 4x2) и др. = 51 , = 1010 кВт, ГМТ, Контрольные вопросы 1. Из чего состоит подвижной состав карьерного автотранспорта? 2. Какие основные параметры карьерных автосамосвалов вы знаете? 3. Что показывает колесная формула автомобиля? Лекция 23. Подвижной состав автотранспорта План лекции 3. Типы автосамосвалов (часть 2). 4. Автопоезда, самоходные вагоны, ковшовые погрузчики. Ковшовые погрузочно-транспортные машины и автосамосвалы Погрузочно-транспортные машины ПД предназначены для погрузки горной массы насыпной плотностью до 2 в другое транспортное средство или доставки ее в ковше к месту погрузки по горным выработкам с предельным углом подъема 18о при ведении очистных и подготовительных работ в шахтах, не опасных по газу и пыли. Эти машины могут также использоваться и для выполнения различных вспомогательных работ. Погрузочно-транспортные машины ПД (рис. 21.1) представляют собой ковшовый погрузчик нижнего черпания на пневмошинном шасси, Конструктивная схема шасси представляет собой шарнирно-сочлененную раму, состоящую из двух полурам - передней и задней. На передней полураме монтируется рабочий орган машины, а на задней - силовая установка, система управления и кабина водителя. Рис. 21.1. Погрузочно-транспортные машины ПД: а - грузоподъемностью 3 и 5 т; б грузоподъемностью 8 т; 1 - задняя полурама; 2 - дизельный привод; 3 - ходовая часть; 4 - кабина водителя; 5 - передняя полурама; 6 - ковш Полурамы соединены между собой вертикальным шарниром, поэтому они могут поворачиваться в горизонтальной плоскости в обе стороны относительно друг друга. Такое исполнение шасси обеспечивает прохождение машин по закруглениям с малыми радиусами. Чтобы машина касалась дороги всеми четырьмя колесами, в машине ПД8, кроме вертикального, имеется горизонтальный шарнир, обеспечивающий отклонение полурам относительно друг друга на 12о. Четырехколесное шасси имеет два ведущих моста. Передний полумост жестко закреплен на передней полураме и обеспечивает необходимую в процессе черпания жесткую связь между колесами моста при одинаковой частоте их вращения. Задний мост благодаря балансирующему креплению к полураме силовой установки обеспечивает за счет качания на 10-12° контакт всем колесам с почвой выработки. Поворот полурам относительно друг друга осуществляется гидроцилиндром механизма поворота. Колеса ведущих мостов вращаются дизельным двигателем через гидромеханическую коробку передач, установленную на задней полураме. Двигатель с гидромеханической коробкой передач соединяется с согласующим редуктором и карданным валом. На согласующем редукторе установлены три шестеренных гидронасоса НШ-100, один из которых подает масло в гидроцилиндры рулевого управления, а остальные - в гидросистему рабочего органа. На машинах применены малотоксичный дизельный двигатель с водяным охлаждением и двухступенчатая комбинированная система нейтрализации выхлопных газов: первая ступень - каталитический нейтрализатор, вторая жидкостный нейтрализатор (рабочая жидкость - вода). Рабочий орган машин, размещенный на передней полураме, представляет собой ковш с шарнирно-рычажным механизмом, состоящим из стрелы, тяги и рычага. Привод рабочего органа - гидравлический. Он содержит два гидроцилиндра подъема-опускания стрелы и один гидроцилиндр опрокидывания ковша для всех машин ряда, кроме машины ПД8, для опрокидывания ковша которой установлены два гидроцилиндра. Машины снабжены рабочими и стояночными тормозами. Машина ПД3 оборудована центральным многодисковым нормально замкнутым тормозом с гидравлическим управлением, выполняющим функции как рабочего, так и стояночного тормоза. У машины ПД5 в качестве рабочего применен колодочный тормоз с пневматическим приводом, а стояночного - тормоз дискового типа с пружинным замыканием, установленный на фланце ведущей вал-шестерни переднего моста. Машина ПД8 оснащена пневматическими рабочими тормозами, действующими на четыре колеса, и пневматическим дисковым стояночным тормозом, установленным на нижнем карданном валу. Стояночный тормоз может быть использован и как аварийный. Кабина водителя открытого типа расположена на задней полураме. С учетом возможной челноковой системы работы кабина машины ПД 8 оснащена двумя сиденьями и механизмом перестановки руля, которые обеспечивают постоянство поворота машины в сторону вращения рулевого колеса. Автосамосвалы типа МоАЗ (рис. 21.2) с дизельным приводом получили широкое распространение для горной массы по подземным горным выработкам рудников горнорудной промышленности. Конструктивная схема этих автосамосвалов такая же, как и у погрузоч-нотранспортных машин ПД, - шарнирно-сочлененная рама, обеспечивающая высокую маневренность. Автосамосвал состоит из одноосного тягача 1 и соединенного с ним шарнирной системой 2 полуприцепа 3 с самосвальной разгрузкой назад, осуществляемой гидроцилиндрами 4. Загрузка самосвала может производиться экскаватором с ковшом вместимостью до 2 при условии высыпания руды в кузов с высоты не более 0,5 м над верхней кромкой бокового борта и массе кусков не более 0,5 т или погрузочной машиной непрерывного действия. Двигатель ЯМЗ-238К, установленный на тягаче автосамосвала, имеет специальную регулировку топливной аппаратуры для снижения токсичности выхлопных газов. Автосамосвал МоАЗ-64011-9585 отличается от автосамосвала МоАЗ-64019585 открытой кабиной, наличием дублированных педалей тормоза, акселератора и водительского сиденья для управления самосвалом при езде вперед и назад без разворота. Опыт эксплуатации автосамосвалов МоАЗ-6401-9585 позволил выявить отдельные недостатки их конструкции. Они были устранены при создании новой модели МоАЗ-7405-9586, в которой улучшена тягово-динамическая характеристика, значительно повышено качество тормозной системы благодаря применению пневматических аппаратов (автосамосвал оборудован рабочей, стояночной, запасной и вспомогательной тормозными системами), существенно модернизировано рулевое управление, применены более прочные и долговечные рессоры и гидравлические амортизаторы подвески, изменена конструкция сцепного устройства, увеличены вместимость и прочность полуприцепа и внесен ряд других усовершенствований, что позволило увеличить на 8-10 % техническую производительность по сравнению с автосамосвалом МоАЗ-6401-9585. Самоходные транспортные машины с пневматическим приводом К этой группе относятся машины ПТ-4 и ВС-5П1, радиус действия которых ограничен длиной шланга, подводящего сжатый воздух. Погрузочно-транспортная машина ПТ-6 (рис. 21.3) предназначена для механизации погрузки разрыхленной горной массы кусковатостью не более 400 мм и доставки ее к месту разгрузки на расстояние до 100 м при проходке горизонтальных подготовительно-нарезных выработок и камер сечением 2,8х2,5 м и более при температуре окружающей среды от 5 до 35 оС и относительной влажности воздуха до 97 %. Разгрузка горной массы может производиться как в рудоспуски, так и на почву выработки. Машина ПТ-4 с нижним захватом горной массы состоит из ходовой части 9 (рис. 21.3), погрузочного органа (ковша) 1, кузова 5, системы управления, системы орошения. Ходовая часть машины представляет собой самоходную тележку с четырьмя ведущими колесами на пневмошинах, обеспечивающими высокую проходимость, большое напорное усилие при внедрении ковша. Тележка состоит из несущей рамы, двух бортовых редукторов, цилиндра опрокидывания бункера и боковой подрессоренной слоем резины подножки 8, на которой находится оператор во время работы машины. Бортовая схема привода ходовой части дает возможность разворачивать машину практически на одном месте, что значительно повышает ее маневренность. В корпусе бортового редуктора размещена пятиступенчатая двусторонняя цилиндрическая передача. Крутящий момент от пневмодвигателя передается на два колеса борта. Конструкция редукторов предусматривает отключение их от колес при буксировании машины, а также автоматическое торможение при прекращении подачи сжатого воздуха и торможении машины от самопроизвольного движения на наклонном участке пути. В задней части рамы установлены два амортизатора для поглощения ударных нагрузок при опрокидывании кузова пневмоцилиндром, закрепленным шарнирно на раме ходовой части. Задний борт открывается автоматически одновременно с подъемом кузова. Вырыв погрузочного органа (ковша) 1 из штабеля происходит при наматывании на барабан 4 тяговой пластинчатой цепи 2, огибающей ролик 3. Вращение барабана производится пиевмодвигателем через встроенный планетарный редуктор. Ковш, подвешенный на опорных роликах, которые установлены на цапфах несущей рамы ходовой части, имеет сварную конструкцию, усиленную ребрами жесткости, и на рабочей кромке имеет наплавку из твердого сплава. Нагрузка от ковша при внедрении его в отвал горной массы воспринимается упорами, которые регулируют также положение режущей кромки ковша относительно почвы. На раме устанавливаются отбойные рессоры, воспринимающие ударные нагрузки от рычагов при разгрузке горной массы в кузов. Управление машиной осуществляется посредством регулирования подачи сжатого воздуха к исполнительным механизмам. Для снижения запыленности в месте погрузки и разгрузки горной массы применена оросительная система эжекторного типа для образования водяного тумана и подачи его в место образования пыли при работе машины. Самоходный вагон ВС-5П1 предназначен для доставки горной массы по горизонтальным выработкам при ведении горных работ. Загрузка вагона производится погрузочной машиной или другими средствами погрузки. Высота падения погружаемых кусков крупностью не более 300 мм не должна превышать 200 мм от уровня боковых бортов кузова. Самоходный вагон ВС-5П1 (рис 21.4) представляет собой транспортное средство типа самосвал с боковым двусторонним опрокидыванием кузова. Вагон состоит из ходовой части, кузова, кабины водителя, панели управления, пневмо- и гидрокоммуникаций и телескопического цилиндра. Ходовая часть машины состоит из рамы с ведущим и рулевым ведомым мостами с колесами на пневмошинах и рулевого управления. Ведущий мост представляет собой смонтированный на раме привод, на выходные валы редуктора которого насажены колеса. Двухскоростной редуктор обеспечивает две скорости движения вагона. Переключение скоростей осуществляется пневмоцилиндром. Крутящий момент от пневмодвигателя на выходные валы редуктора передается через дифференциал, который обеспечивает вращение ведущих колес без проскальзывания при движении на закруглениях. На валу редуктора имеется ко- лодочный фрикционный тормоз. Педаль тормоза и кран переключения скоростей вынесены в кабину. Ведомый мост установлен на шарнире, благодаря чему обеспечивается контакт всех колес вагона при наезде одного из них на препятствие высотой 200 мм и, следовательно, равномерная нагрузка на колеса и уменьшенный износ шин. Рулевое управление ходовой части содержит рулевой привод с редуктором от автомобиля ЗИЛ 164 и гидравлический усилитель, которым через систему рычагов осуществляется поворот рулевых колес. Кузов сварной конструкции с двумя откидными (боковыми) бортами устанавливается на валиках кронштейнов ходовой части. В закрытом (транспортном) положении кузова борта автоматически удерживаются тягами. Кузов поворачивается телескопическим гидроцилиндром с тремя ступенями двойного действия. Кабина водителя образуется двумя секциями: в левой секции установлено кресло для водителя, в правой - рулевая колонка педали тормоза и воздухораспределителя хода. Панель управления содержит гидравлическую и пневматическую аппаратуру управления вагоном. Она составляет единое целое с кабиной и отделяет машиниста от кузова. Контрольные вопросы 1. В чем заключается принципиальная разница между прицепом и полуприцепом? 2. В чем заключается принципиальное различие между троллейвозом и дизель-троллейвозом? 3. Каковы рациональные области применения подвижного состава автотранспорта? 4. Какие типы карьерных автосамосвалов вы знаете? 5. Каковы основные требования к кузову автосамосвала? Лекция 24. Сила тяги автомобиля. Силы сопротивления движению автомобиля План лекции 1. Сила тяги автомобиля: как реализуется, регулируется, чем ограничивается. 2. Тягово-динамическая характеристика. На автосамосвал при движении действуют сила тяги, силы сопротивления движению и силы торможения. Различают индикаторную, касательную и полезную силы тяги автомобиля. Индикаторная сила тяги вырабатывается в цилиндрах дизельного двигателя и регулируется подачей топлива в цилиндры. Касательная сила тяги регулируется на ободе ведущего колеса автомобиля передаточным отношением коробки передач (для автосамосвала с ГМТ) и током генератора (для автосамосвала с ЭМТ). Полезная сила тяги реализуется на «крюке» (т.е. лобовой поверхности) автомобиля. Она равна касательной силе тяги за вычетом потерь в трансмиссии и не регулируется. Механизм реализации силы тяги представлен на рис. 22.1. Чтобы заставить колесо вращаться, к нему надо приложить вращающий момент Чтобы колесо двигалось поступательно, его нужно поставить на опору (автодорогу). Тогда под действием сцепного веса в точке произойдет сцепление колеса с дорогой. По третьему закону Ньютона сила вызовет реакцию , равную ей по величине и обратную по направлению. Силы и уравновесят друг друга, поэтому движение колеса будет осуществляться под действием силы , которая и будет называться силой тяги автомобиля. Сила тяги автомобиля - искусственно создаваемая, внешняя, регулируемая сила, приложенная к центру колеса и направленная в сторону движения автомобиля. Сила тяги , автосамосвала ограничивается мощностью источника энергии, мощностью двигателя и сцепной массой. Как правило, основным ограничением является ограничение по сцеплению ведущих колес автосамосвала с дорожным покрытием, т.е. (22.1) где - масса автосамосвала, т. Сила тяги автосамосвала имеет также ограничение по мощности двигателя при заданной скорости движения и, км/ч, и вычисляется по формуле где - мощность двигателя (дизеля), кВт; - КПД трансмиссии, передающей вращающий момент от вала двигателя к движущим колесам (при механической трансмиссии равен 0,72-0,82, при гидромеханической - 0,70,72, при электромеханической - 0,69-0,71); - коэффициент, учитывающий отбор мощности на вспомогательные устройства автомобиля (0,85-0,88). Графическая зависимость силы тяги от скорости движения автосамосвала называется его тяговой характеристикой. В современных методиках тяговых расчетов автотранспорта пользуются тягово-динамическими характеристиками (рис. 22.2). Сначала по известной массе автосамосвала и значению динамического фактора (точка А) определяют рабочую точку (точка В) на тяговой характеристике, а затем - значения скорости (точка С) и силы тяги (точка Д) автомобиля. Если используется динамическая характеристика автомобиля, то значение силы тяги устанавливается по формуле (22.2). Контрольные вопросы 1. Какие силы действуют на движущийся автомобиль? 2. Каково соотношение между индикаторной, касательной и полезной силой тяги? Суммарное сопротивление движению автосамосвала складывается из следующих сопротивлений: основного , воздушной среды , от уклона , инерции вращающихся масс и на криволинейных участках , т.е. .(23.1) Суммарное сопротивление движению автосамосвала рассчитывается на каждом участке трассы как в грузовом, так и в порожняковом направлениях. Сила основного сопротивления движению автосамосвала определяется по формуле (23.2) где - удельное основное сопротивление движению автосамосвала, Н/т; - полная масса автосамосвала, т (с грузом ; без груза ); - грузоподъемность, т; - масса тары, т. В зависимости от назначения дороги и типа дорожного покрытия рекомендуются следующие значения , Н/т: Постоянные откаточные дороги с покрытием: бетонным, асфальтовым ................................. 150-200 щебеночным, гравийным ................................ 250-400 Забойные дороги: на скальных породах ........................................ 400-600 на рыхлых породах .......................................... 600-1000 Отвальные дороги: на скальных породах ........................................ 900-1200 на рыхлых породах .......................................... 1200-2000 Приведенные значения юо относятся к груженым автосамосвалам, для порожних автомобилей эти значения необходимо увеличить на 2025 %. Сила сопротивления воздушной среды вычисляется по формуле ,(23.3) где - коэффициент обтекаемости автосамосвала, ; - площадь лобовой поверхности автосамосвала, ; - скорость движения автосамосвала при установившемся режиме, км/ч: при движении на подъем или по горизонтальному участку ,(23.4) при движении на спуск где - мощность передвижного двигателя, кВт; - величина уклона на данном участке, ; - коэффициент отбора мощности, ; - КПД трансмиссии (для гидромеханической ; для электромеханической ). Если алгебраическая сумма < 35 км/ч, то сопротивлением воздушной среды в расчетах можно пренебречь. Сила сопротивления от уклона автодороги определяется по формуле (23.5) Сила сопротивления, вызываемого инерцией вращающихся масс, вычисляется по формуле (23.6) где - коэффициент инерции вращающихся масс автомобиля (при гидромеханической трансмиссии , при электромеханической ); - ускорение (замедление) автосамосвала, , ,(23.7) где - скорость движения автосамосвала, соответственно, на последующем и предыдущем участках трассы, км/ч; - длина -го участка трассы, м. сом Сила сопротивления на криволинейных участках автодороги с радиум рассчитывается по формуле (23.8) при больших радиусах поворота - по формуле .(23.9) Тормозное усилие (рабочих колодочных тормозов) определяется как сумма нажатий тормозных колодок K, кН, на расчетный коэффициент трения колодки о колесо: (23.10) При этом тормозная сила должна ограничиваться сцеплением тормозных колес с дорогой во избежание «юза»: (23.11) где - коэффициент сцепления, реализуемый при торможении, ~ Тормозное усилие регулируется силой нажатия тормозной колодки на колесо. Контрольные вопросы 1. Какие силы сопротивления движению автомобиля вы знаете? 1. В чем заключается принципиальное отличие основного сопротивления движению автомобиля и поезда? Лекция 25. Основное уравнение движения автомобиля. Тяговый расчет автотранспорта План лекции 1. Вывод основного уравнения. 2. Анализ режимов движения автомобиля. Основное уравнение движения автомобиля выводится из условия, при котором сила тяги полностью расходуется на преодоление силы сопротивления движению. Основным уравнением движения транспортной машины является (24.1) где - приведенная масса автосамосвала; - ускорение или замедление автосамосвала, . Так как , то предыдущее выражение примет следующий вид: (24.2) где - коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс автосамосвала. Коэффициент инерции вращающихся масс автосамосвала зависит от типа автосамосвала и режима работы. Для автосамосвалов с гидромеханической передачей при движении с грузом , порожняком , с электромеханической передачей, соответственно, и 1,18. Величина т.е. представляет собой сопротивление сил инерции , , или (24.3) где - основное сопротивление движению, Н; - сопротивление от уклона дороги (знак «+» при движении на подъем, а «-» - на спуск), Н; - сопротивление на криволинейных участках пути, Н; - сопротивление воздушной среды (учитывается при > 15 км/ч), Н; - сопротивление сил инерции, Н. После преобразований (24.4) Выражение называют избыточной силой тяги, a динамическим фактором . Величину называют относительным ускорением (т. е. ускорением с учетом инерции вращающихся масс, отнесенным к ускорению свободного падения) и обозначают . Таким образом, динамический фактор (24.5) При равномерном движении (24.6) При движении под уклон с работающим двигателем (24.7) с выключенным двигателем (свободный выбег) (относительное ускорение при этому может быть и положительным, и отрицательным, в зависимости от уклона наклона трассы). При движении торможением Пренебрегая сопротивлением воздушной среды при торможении, имеем Динамический фактор ограничивается условием сцепления колес автосамосвала с дорогой: или, пренебрегая сопротивлением воздушной среды, получаем Таким образом, в зависимости от режима движения возможны следующие различные частные случаи: равномерное движение на прямолинейном участке дороги; движение под уклон на прямолинейном участке с выключенным двигателем (выбег); движение при механическом или электродинамическом торможении. При тяговых расчетах автотранспорта обосновывается тип автосамосвала, режимы его движения по различным участкам трассы и время движения, а при эксплуатационных расчетах устанавливается полное время цикла (рейса) самосвала, его производительность, расход энергии, а также необходимый для обеспечения заданного грузооборота парк машин. При выборе автосамосвала руководствуются следующими соображениями. При мощности карьера по горной массе менее 5 млн т/г рациональное значение грузоподъемности автосамосвала составляет 10-30 т, соответственно, при 5-10 млн т/г - 30-65 т, при 10-20 млн т/г - 65-100 т, а при мощности более 20 млн т/г - более 100 т. Причем при больших глубинах, расстояниях транспортирования и повышенных уклонах предпочтительно выбирать машины с большей удельной мощностью и грузоподъемностью. Вместе с тем необходимо учитывать, что как по прочности, так и по организационным соображениям в кузове автосамосвала должно поместиться не менее 4-6 ковшей экскаватора или погрузчика. Таким образом, параметры выбираемого автосамосвала должны соответствовать следующим условиям: (25.2) где - минимальное число ковшей, которое должно уместиться в кузове автосамосвала; - коэффициент наполнения ковша экскаватора (погрузчика); коэффициент наполнения кузова автосамосвала, . По требующейся грузоподъемности и вместимости автосамосвала выбирают конкретный типоразмер машины. Для суровых климатических условий следует ориентироваться на соответствующие модификации машин в северном исполнении. В том случае, когда примерно равноценными оказываются несколько (2-3) типов автосамосвалов, уточнение последнего производится или по минимуму уровня затрат или с учетом особенностей конкретного карьера, отрасли или страны. Коэффициент использования грузоподъемности выбранного автосамосвала не должен превышать 1,05. Рассчитывается он по формуле (25.3) Величина технической скорости движения автосамосвалов по различным участкам трассы определяется несколькими факторами: тяговой способностью автосамосвала (обычно на стационарных дорогах в направлении подъема), условиями безопасности при торможении (главным образом на стационарных горизонтальных дорогах и в направлении спуска) и заносом машин (на криволинейных участках). Кроме того, правилами технической эксплуатации автосамосвалов на открытых разработках скорость движения самосвалов в соответствии с категориями дорог ограничивается: на временных дорогах она равна 15-25 км/ч, а на стационарных - 40-50 км/ч. Скорость по тяговой способности привода на каждом участке трассы определяется по динамическим или тяговым характеристикам соответствующего автосамосвала. Значения динамического фактора или силы тяги рассчитывают при равномерном движении (правило установившихся скоростей). Скорость по безопасности при торможении должна обеспечить остановку автомобиля на длине пути, не превышающем расстояние видимости , м, для данных условий эксплуатации. Экстренное (аварийное) торможение производится фрикционными тормозами. В этот момент движущей силой является сила инерции. При торможении с отключенным от трансмиссии двигателем автомобиль обладает кинетической энергией, которую нужно поглотить на пути торможения работой сил сопротивления и тормозным усилием В, Н, т.е. (25.4) где - путь действительного торможения, на котором происходит поглощение живой силы поезда. После преобразований имеем (25.5) Полный путь торможения (25.6) где - путь, м, проходимый автомобилем за время реакции водителя составляющее 0,6-0,7 с, Полный тормозной путь для автосамосвалов, как правило, не лимитируется, но он должен быть меньше расстояния видимости в данной местности не менее чем на длину машины , м, т.е. (25.7) Из условия (25.7) определяют скорость автосамосвала, допустимую по условию безопасности по торможению. Расстояние видимости принимают в пределах 30-60 м в зависимости от климатических и горно-геологических условий. При м движение запрещается (метели, бураны, туманы). Как известно, кроме механической системы торможения автосамосвала, используемой для служебного и экстренного торможения, имеется еще и вспомогательное (служебное) торможение, применяемое для поддержания равномерной скорости на спусках. При расчете параметров вспомогательной тормозной системы стремятся обеспечить при экстренном торможении минимальный тормозной путь. Для определения скоростей движения, обеспечиваемых тормозамизамедлителями, пользуются тормозными характеристиками автосамосвалов (рис. 25.1). Отложив на верхней горизонтальной оси массу перевозимого груза (точка А), проводим вертикальную прямую до луча, соответствующего общему удельному сопротивлению (точка В). Далее через точку В проводим горизонтальную прямую до пересечения с тормозными характеристиками (точки С1 и С2). Соответствующие этим точкам скорости D1 и D2 обусловливают диапазон безопасных скоростей, с которым должно быть согласовано значение скорости, полученное по условию (25.7). Для машин с гидромеханической трансмиссией (рис. 25.1) имеем одно значение скорости (точка D), которая должна быть меньше максимального значения, полученного по условию QL7). Далее принятую скорость проверяют на возможность заноса автомашины на поворотах по формуле (25.8) где - коэффициент бокового скольжения, ; - поперечный уклон виража, _ , . Фактические скорости движения автосамосвалов всегда несколько меньше расчетных, поэтому их необходимо скорректировать расчетным коэффициентом : (25.9) Зависимость величины от динамического фактора выглядит так: Расход топлива автосамосвалом за 1 рейс определяется с учетом состояния дорожного покрытия, расстояния транспортирования и высоты подъема груза, теплотворной способности дизельного топлива. Контрольные вопросы 1. 2. ваться? 3. 4. 5. Что такое динамический фактор автомобиля? Что такое динамическая характеристика автомобиля? Как ею пользоОт чего зависит коэффициент сцепления колеса с дорогой? Как определить тормозной путь автомобиля? От чего зависит расход топлива автосамосвала? ТЕМА 5 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ Технология обучения на лекцию № 5. Время - 2 час Количества студентов: 50-60 чел Форма учебного занятия Визуальная лекция План учебного занятия 1.Схемы и область применения. 2. Оборудование скреперных установок. 3. Схемы и область применения. 4. Оборудование гидро- и пневмотранспортных установок. Цель учебного занятия; изучение студентов о конструкции скреперных установок, схемы и область их применения. Основные узлы скреперных установок. Изучение студентов о применения гидро- и пневмотранспортной установки при транспортирования груза, конструкции установки, схемы транспортирования и основные узлы транспортов. Результаты учебной деятельности: Задачи преподавателя: Студент должен узнать: - Оборудование скреперных установок. - Схемы и область применения. - Оборудование гидро- и пневмотранспортных установок. Методы и техники обучения Лекция – визуализация, техники: блицопрос, фокусирующие вопросы, «думай – работай в паре – делись», техника «Кластер». Средства обучения Лазерный проектор, визуальные Формы обучения материалы, информационное Коллективная, обеспечение. фронтальная работа, работа в парах. Условия обучения Аудитория, приспособленная для работы с ТСО. Технологическая карта лекции (1-е занятие) Этапы, время Деятельность преподавателя 1 этап. 1.1. Сообщает, тему, цель, Введение планируемые результаты учебного 2(10 этап. Основной занятия мин.) и план его проведения. 2.1. С целью актуализировать знания (60 мин.) студентов задает фокусирующие вопросы: – Схемы и область применения?. - Типы скреперной установки?. - Основные параметры скреперных установок?. - Оборудование скреперных установок?. Принцип работы скреперных установок?. - Основные узлы скреперных установок?. - Схемы и область применения?. - Оборудование гидро- и пневмотранспортных установок?. - Основные узлы гидро- и пневмотранспортных установок? - Принцип работы гидро- и пневмотранспортных установок? Для ответа на вопросы организует работу в парах. Проводит блиц-опрос. 2.3. Последовательно излагает материал лекции по вопросам плана, использует визуальные материалы 3- этап. Заключительная (10 мин.) Акцентирует на ключевых 3.1. Проводитвнимание блиц-опрос. Делает моментах темы, предлагает их итоговое заключение. Дает задание записать. для самостоятельной работы. студентов 1.1. Слушают, записывают. 2.1. Слушают. По очереди отвечают на вопросы. Слушают правильный ответ. 2.3. Обсуждают содержание схем и таблиц, визуальные материа3.1. Отвечают лы, уточняют, на задают вопрос. вопросы. Записывают главное. Лекция 26. Основные схемы гидротранспортных установок План лекции 1. Область применения, достоинства и недостатки гидротранспорта. 2. Основные схемы гидротранспортных установок. На горных предприятиях гидротранспорт применяют для перемещения вскрышных пород в отвалы и для транспортирования полезного ископаемого к потребителю. В последнем случае гидротранспортные установки достигают значительной длины (до нескольких сотен километров). При перемещении вскрышных пород гидротранспорт хорошо сочетается с гидромеханизированной разработкой пород, хотя может применяться и при экскаваторной выемке горной массы. Обязательными условиями использования гидротранспорта являются наличие большого количества воды и возможность получения достаточно однородной смеси воды с транспортируемым грузом как по консистенции, так и по крупности. Наиболее легко поддаются транспортированию глинистые, легко размываемые породы - меловые и меломергельные, а также мелкозернистые горные породы. Если обычная горная масса содержит куски более 200 мм, то ее необходимо предварительно раздробить. К таким породам (легко дробимым) относят энергетические угли и некоторые другие ископаемые средней крепости. На горных разработках применяют следующие принципиальные схемы транспортирования (рис. 36.1). На рис. 36.1, А показана схема транспортирования вскрышных пород с использованием гидротранспорта при их гидромеханизированном извлечении из массива. В забое установлены гидромониторы 4, к которым вода подается по трубопроводу 3 из водоприемника 10 насосом 1 . Размытая порода поступает самотеком в зумпф 5, откуда при помощи землесосной установки 6 в виде пульпы направляется под напором по пульпопроводу 7 в гидроотвал 8, где осаждаются твердые фракции и вода стекает в отстойник 9. Потери воды вследствие фильтрации, испарения и т. д. компенсируют посредством подачи чистой воды в водоприемник 10 по трубопроводу 11 насосом 2, установленным у источника воды 12. При этой схеме используется оборотная вода. Схему, приведенную на рис. 36.1, б, применяют при транспортировании трудноразмываемых пород, которые предварительно рыхлят буровзрывным способом или с использованием экскаватора 13, складывающего горную массу в штабель 14. Породу из штабеля смывают гидромонитором 4, далее она самотеком в виде пульпы поступает к пульпосборнику 15, откуда при помощи землесосной установки 6 подается на гидроотвал 8. Приготовление гидросмеси осуществляют в специальных смесительных передвижных установках 17, к которым чистая вода подается по водоводу 16, а пульпа перекачивается по пульпопроводу 7. Смесительная установка представляет собой агрегат, в который входят смесительная камера, загружаемая экскаватором, и пульпонасос, смонтированный на общей раме. По мере необходимости установку перемещают трактором. При транспортировании крепких пород или руд в состав смесительной установки нужно включать дробилку. Принципиальная схема гидротранспортной установки с дроблением транспортируемой горной массы показана на рис. 36.1, в. Бункер дробилки смесительной установки 17 загружается экскаватором 13. Дробленая горная масса поступает в смесительную камеру, в которую подается чистая вода по водоводу 16. Далее на гидроотвал пульпа поступает под действием пульпонасосов 18 по пульповоду 7. Насосом 2 вода подается к смесительной установке от водоема 12. К достоинствам гидротранспортных установок можно отнести следующие: значительную длину транспортирования без промежуточных перегрузок; возможность проведения трубопровода по трассе сложной конфигурации, включающей горизонтальные, наклонные, вертикальные и криволинейные участки; отсутствие на трассе механических подвижных элементов, что обеспечивает высокую степень безопасности эксплуатации гидротранспортных установок; возможность совмещения транспортирования с некоторыми технологическими процессами (например, с мокрым обогащением полезного ископаемого); невысокая трудоемкость при эксплуатации. Недостатками этих установок являются: необходимость большого количества воды, возможность транспортирования в основном легко дробимых или легко размываемых горных пород, повышенный расход электроэнергии и возможность замерзания воды при низких температурах. Карьерные гидротранспортные установки (рис. 36.2) классифицируют по принципу действия на самотечные (гравитационные), схема которых показана на рис. 36.2, а с искусственным напором, создаваемым пульпонасосом (рис. 36.2, б) или водяным насосом (рис. 36.2, в), и гидротранспортные установки с гидроэлеватором (рис. 36.2, г). На практике часто применяют гидротранспортные установки, представляющие собой комбинации нескольких различных схем. в Рис. 36.1. Схемы перемещения вскрышных пород в гидроотвалы с использованием гидротранспортных установок: а - рыхлых пород при гидромеханизированной разработке; б -крепких пород с экскаваторной погрузкой в смесительную установку; в - крепких пород с предварительным механическим дроблением Рис. 36.2. Схемы гидротранспортных установок: 1 - приемная воронка; 2 - пульповод; 3 пульпонасос; 4 - загрузочный конвейер; 5 - питатель; 6 - насос; 7 - гидроэлеватор На карьерах перемещение пульпы с использованием самотечных гидротранспортных установок осуществляют по почве с уклоном, достаточным для надежного смыва твердых частиц водой. Если необходимо направить пульпу к одному месту, например к пульпосборнику, то проводят неглубокие канавы. Как показывает опыт, транспортирование с применением самотечных гидротранспортных установок требует значительного расхода воды, т.е. ее объем должен в 10-30 раз превосходить объем транспортируемого груза. Для гидротранспортных установок с искусственным напором используют трубопроводы, собираемые из стальных цельнотянутых или сварных труб длиной от 2 до 6 м и диаметром от 150 до 600 мм. Трубы соединяют между собой фланцевыми соединениями либо специальными безболтовыми быстроразъемными соединителями, состоящими из двух обойм, прокладки, разъемного хомута и клина. При транспортировании абразивных пород и руд с применением гидротранспорта используют трубы, внутренняя поверхность которых упрочнена посредством термообработки или армировки литым базальтом либо листовой резиной. Для перекрытия трубопровода используют задвижки или вентили, необходимые при пуске гидротранспортной установки, остановке и регулировании ее производительности. Наибольшее распространение получили клиновые задвижки с ручным механическим или электромеханическим приводом. На рис. 37.1 изображена задвижка с ручным механическим приводом. Она состоит из корпуса 1, клинового клапана 2, подъемного винта 3, гайки 4 и маховика 5. При вращении маховика, снабженного гайкой, последняя заставляет перемещаться винт и связанный с ним клапан вверх или вниз. При опускании вниз клапан перекрывает проходное отверстие в корпусе и под напором воды плотно прижимается к седлу. Герметизация корпуса осуществляется при помощи сальника 6. При больших диаметрах трубопроводов используют задвижки с электромеханическим приводом. Такие задвижки необходимы также при дистанционном и автоматическом управлении гидротранспортными установками. Привод осуществляется от электродвигателя через червячный редуктор, который вращает шестерню с гайкой, перемещающей винт, связанный с клапаном задвижки. Для предохранения пульпона-сосов и насосов от гидроударов при внезапной их остановке (например, при аварийном отключении электроэнергии) на трубопроводах устанавливают обратные клапаны. Обратный клапан (рис. 37.2) состоит из корпуса 1 и рукоятки 5, связанной с осью 6. На оси насажен клапан 3, который плотно прижимается к седлу 2. При работе установки клапан под напором пульпы или воды отклоняется от отвесного положения и свободно пропускает пульпу или воду по трубопроводу. При остановке потока клапан под действием собственного веса и веса груза 7 опускается и перекрывает пропускной канал, плотно прижимаясь к седлу столбом пульпы или воды. При застревании отдельных кусков транспортируемого груза между клапаном и седлом клапан можно подвигать при помощи рукоятки. Для чистки клапана и ремонта служит крышка 4, которую крепят к корпусу клапана болтами. В процессе работы гидротранспортных установок через неплотности в сальниках, в прокладках и других соединительных элементах внутрь трубопровода просачивается воздух, скапливающийся в некоторых местах трубопровода и образующий воздушные пробки, которые могут привести к нарушению нормального режима работы гидротранспортной установки, а иногда и к более серьезным последствиям из-за возникновения гидроудара. Поэтому в местах предполагаемого скопления воздуха устанавливают небольшие емкости с кранами, через которые периодически выпускают воздух. Такие устройства называют вантузами. В процессе эксплуатации трубопровод в течение года находится под воздействием различных температур, поэтому в нем возникают деформации по длине и он может прорваться, главным образом, в местах соединения отдельных труб. Для компенсации температурных удлинений трубопровода устраивают так называемые компенсаторы температурных деформаций. Наибольшее распространение получили компенсаторы в виде петель, компенсирующие изменение длины трубопровода за счет деформации изгиба петли, и сальниковые, допускающие относительное перемещение соединяемых отрезков труб без нарушения герметичности. Для создания напора и обеспечения необходимой производительности в гидротранспортных установках применяют насосы и пульпонасосы. Как правило, используют центробежные насосы, обладающие высокой производительностью. В последнее время в установках с производительностью до 200 м /ч, но с высоким (более 20 м) напором стали применять поршневые насосы. Пульпонасосы центробежного типа отличаются от обычных центробежных насосов малым числом лопаток в рабочем колесе и большой площадью поперечного сечения проходных каналов для пропуска кусков транспортируемого груза. Кроме того, в корпусе пульпонасоса предусмотрены съемные бронедиски, предохраняющие корпус от быстрого износа; люк с крышкой, через который можно осмотреть рабочее колесо и в случае необходимости освободить его от застрявшего груза; подача воды к корпусам подшипников для их охлаждения, а также специальное устройство, компенсирующее осевое усилие на подшипники, появляющееся при работе пульпонасоса. Наибольшее распространение получили одноступенчатые одноколесные пульпонасосы. Однако для создания больших напоров изготовляют двухступенчатые пульпонасосы, при этом два отдельных корпуса соединяют обводным патрубком, а на общем валу устанавливают два колеса, лопатки которых расположены так, что осевые реакции от колес уравновешиваются и подшипники освобождаются от осевых нагрузок. В зависимости от вида транспортируемого груза пульпонасосы называют углесосами, землесосами, шламовыми насосами, рудососами, грунтовыми насосами и т.д. На рис. 37.3 показан разрез двухступенчатого углесоса, состоящего из разъемного корпуса 13, к основанию которого сверху крепится крышка 2. Сквозной вал 6 установлен в подшипниках 1, расположенных в корпусах 7, имеющих каналы подвода воды для охлаждения подшипников. Два рабочих колеса 3 на шпонках крепятся на общем валу. Сальники 9 обеспечивают герметизацию внутренней полости корпуса. От осевого смещения вал с рабочими колесами удерживается гайками 5. Диафрагма 4 разделяет корпус на две самостоятельные камеры. Сменные протекторы 10 и 12 с бронедисками 11 предусмотрены для продления срока службы корпуса углесоса. При работе углесоса пульпа засасывается через всасывающий патрубок колесом первой ступени и отбрасывается к периферии, откуда по переводному патрубку 8 передается к колесу второй ступени, которое выталкивает ее в напорный трубопровод. В табл. 37.1 приведены характеристики выпускаемых в нашей стране пульпонасосов. В гидротранспортных установках с насосом для ввода транспортируемого груза в пульпопровод применяют питатели или, как их еще называют, загрузочные устройства. Различают загрузочные устройства цикличного и непрерывного действия. Серийное производство их не предусмотрено. В загрузочных устройствах цикличного действия используют принцип шлюзования при введении транспортируемого груза в напорный трубопровод. На рис. 37.4 показана схема камерного питателя. Питатель состоит из двух одинаковых загрузочных камер 1. Транспортируемый материал загружают поочередно в бункера 3 то одной, то другой камеры. Загружаемый материал под действием собственного веса осаждается через затворы 2 в нижнюю часть камер. Вытесняемая грузом вода сливается через патрубок 4, оборудованный фильтром. По окончании загрузки затвор 2 закрывается и осуществляется герметизация нижней части камеры. Затем открывается задвижка 11 и через насадку 9 в камеру под напором подается вода, выталкивающая гидросмесь в напорный пульпопровод 6 через затвор 7. При загрузке нижней части камер вытесняемая грузом вода сливается через патрубок 5. Если по какой-либо причине материала подано слишком много, то в камеру пропускают дополнительное количество воды через задвижку 10 подпитки. Во избежание заиливания насадок 9 применяют отражатели 8. Вода в напорный пульпопровод подается через задвижку 12 с ручным или электромеханическим приводом. Камеры работают поочередно, чем достигается более равномерная работа аппарата. Все задвижки и затворы имеют гидропривод, очередность их работы осуществляется автоматически. Достоинством камерных питателей, как показала практика, является их высокая надежность. К недостаткам следует отнести цикличность действия, зависимость производительности от скорости осаждения транспортируемого материала в нижнюю часть камеры, невозможность управления подачей материала в напорный трубопровод. Разработанные к настоящему времени камерные питатели имеют производительность до 550 . В последнее время было выпущено несколько опытных образцов трубчатых питателей, также основанных на принципе шлюзования. Практика показала, что трубчатые питатели обеспечивают более равномерную подачу материала в напорный трубопровод. В питателях этого типа в качестве камер используют две трубы (рис. 37.4, б), в которые поочередно при помощи пульпонасосов закачивается пульпа. Из трубчатых камер также поочередно пульпа посредством обычного водяного насоса выдавливается в напорный пульпопровод. Помимо двух трубчатых камер 12 в питатель входят трубопровод 1 с двумя распределительными патрубками 2 для подачи пульпы в камеры, водовод 11 с двумя патрубками 14 для подачи чистой воды к камерам, сливной трубопровод 7, патрубки 8, соединяющие камеры с напорным пульпопроводом 9. Порядок работы трубчатого питателя следующий: при помощи задвижек 4 и 5 осуществляют поочередное заполнение камер питателя пульпой, затем через задвижки 13 и 15 под напором подается вода, которая выталкивает пульпу в напорный пульпопровод. Неравномерность подачи пульпы в напорный пульпопровод сглаживается при помощи накопителя 17 и компенсаторов 10, представляющих собой камеры определенного объема. Задвижки автоматически включаются по заданной программе при помощи гидросистемы, состоящей из гидроаккумулятора 6, задвижек 3 и 16, а также системы управления (на рисунке не показана). Из практики установлено, что трубчатые питатели могут обеспечить производительность по пульпе до 1500 . Недостатком трубчатых питателей является необходимость применения в системе гидротранспорта пульпо-насосов и обычных водяных насосов одновременно. В системах гидротранспорта на открытых разработках для подачи пульпы в пульпопровод довольно широко используют гидроэлеваторы, которые в этом случае можно отнести к питателям непрерывного действия. Конструкция гидроэлеватора настолько проста, что он может быть изготовлен непосредственно на предприятии в ремонтных мастерских. Принцип его работы заключается в том, что струя воды, выходящая с большой скоростью из насадки, увлекает из камеры частицы пульпы, вследствие чего в камере создается вакуум и пульпа засасывается в нее, а затем струей воды выталкивается в напорный пульпопровод. Достоинствами гидроэлеватора являются его простая конструкция, отсутствие деталей, которые могут выйти из строя, равномерная подача пульпы в пульпопровод, нечувствительность к попаданию воздуха в пульпопровод, возможность транспортирования материала с относительно крупными кусками. К недостаткам относят низкий КПД (0,2-0,3) и невозможность использования гидроэлеватора в высоконапорных системах гидротранспорта (более 0,1 МПа). Кроме указанного оборудования, для контроля за работой гидротранспортных установок используют различные приборы. На всасывающем трубопроводе устанавливают вакуумметр, а на нагнетательном - манометр. Поступление пульпы в пульпонасос контролируется датчиком скорости движения пульпы. Для контроля плотности пульпы используют консистометры, устанавливаемые на нагнетательном трубопроводе. Контрольные вопросы 1. Из каких основных элементов состоит пульпонасос? 2. Что называется гидравлической крупностью и скоростью витания? Как их определяют? 3. Что такое критическая скорость? 4. В чем состоит принцип действия гидротранспортных установок? 5. Каковы основные схемы гидротранспортных установок и их принцип действия? 2 ТЕМА 6 ТРАНСПОРТ С КАНАТНОЙ ОТКАТКОЙ Технология обучения на лекцию № 6. Время - 2 час Количества студентов: 50-60 чел Форма учебного занятия Визуальная лекция План учебного занятия 1. Двухканатная подвесная дорога с кольцевым движением: схема, принцип действия. 2. Основные узлы. Цель учебного занятия; изучение схемы канатного подвесного дорода, область применение и принципы работы канатного подвесного дорода. Результаты учебной деятельности: Задачи преподавателя: Студент должен узнать: •ознакомить канатных - Применение и общее устройство канатных подвесных дорог подвесных дорог - Основные элементы и узлы канатных подвесных • рассказать о схемы дорог канатного подвесного дорога Методы и техники обучения Лекция – визуализация, техники: блиц-опрос, фокусирующие вопросы, «думай – работай в паре – делись», техника «Кластер». Средства обучения Лазерный проектор, визуальные материалы, Формы обучения информационное обеспечение. Коллективная, фронтальная работа, работа в парах. Условия обучения Аудитория, приспособленная для работы с ТСО. 3 Технологическая карта лекции (6-е занятие) Этапы, время Деятельность преподавателя 1 этап. 1.1. Сообщает, тему, цель, Введение планируемые результаты учебного 2(10 этап. Основной занятия мин.) и план его проведения. 2.1. С целью актуализировать знания (60 мин.) студентов задает фокусирующие вопросы: – Общее устройство канатных подвесных дорог? -Применение устройство канатных подвесных дорог? - Основные элементы и узлы канатных подвесных дорог? - Вагонетка? - Опоры? - Угловые станции? студентов 1.1. Слушают, записывают. 2.1. Слушают. По очереди отвечают на вопросы. Слушают правильный ответ. Для ответа на вопросы организует работу в парах. Проводит блиц-опрос. 2.3. Обсуждают содержание схем 3- этап. Заключительная (10 мин.) 2.3. Последовательно излагает 3.1. Проводит блиц-опрос. Делает материал лекции по вопросам плана, итоговое заключение. Дает задание использует визуальные материалы для самостоятельной работы. Акцентирует внимание на ключевых и таблиц, визу3.1. Отвечают на альные материавопрос. лы, уточняют, моментах темы, предлагает их Записывают записать. главное. задают вопросы. Лекция 27. Общее устройство подвесной канатной дороги План лекции 1. Двухканатная подвесная дорога с кольцевым движением: схема, принцип действия. 2. Основные узлы. Наибольшее распространение на открытых разработках получили кольцевые двухканатные дороги, обладающие высокой надежностью и обеспечивающие условия для безопасной работы при высоких эксплуатационных показателях. В дорогах этого типа один канат является грузонесущим, а другой - замкнутый тяговым. Рассмотрим основные узлы и элементы канатных дорог. На рис. 39.1 показана принципиальная схема двухканатной кольцевой дороги. Грузовая 1 и порожняковая 2 ветви несущего каната подвешиваются на опорах 3 и вместе с кольцевыми рельсовыми путями 7 по концам дороги образуют кольцевой замкнутый путь. С одного конца несущие канаты закрепляются в якорях 10, а с другого - натягиваются при помощи натяжных грузов 8. Грузонесущие емкости, выполненные в виде подвесных вагонеток 5, перемещаются на ходовых тележках 4 по несущему канату и кольцевым рельсам. К вагонеткам посредством специальных зажимных устройств крепится тяговый замкнутый канат 9, который приводится в движение от шкива 11 тяговой лебедки. С противоположной стороны канат 9 натягивается натяжным устройством 6. На концевых станциях дороги этот канат автоматически отсоединяется от вагонетки, которая по кольцевым рельсам движется самокатом либо при помощи специального цепного конвейера 12. Широкое распространение получили несущие канаты закрытой конструкции (рис. 39.2) с наружным слоем из проволок ^-образного сечения (рис. 39.2, а ) и одним (рис. 39.2, б) или двумя (рис. 39.2, в ) внутренними слоями проволок фасонного клиновидного сечения. Отдельные отрезки несущих канатов соединяют коническими муфтами (рис. 39.2, г), которые состоят из двух половин 1 и стяжного винта 2, имеющего левую и правую резьбы. Концы канатов заводят в обе половины муфты, расплетают, а затем половины стягивают винтом. При этом происходит расклинивание расплетенных концов канатов. Диаметры несущих канатов на современных дорогах принимают равными от 30,5 до 100 мм, разрывное напряжение в канатах равно 1,21,8 ГПа. Наиболее широко используют металлические опоры на бетонном фундаменте (рис. 39.3). Они имеют две пары консолей (рис. 39.3, а). Верхняя пара 1 служит для поддержания несущих канатов, которые ложатся на шарнир-но укрепленные башмаки (рис. 39.3, б). Такое крепление уменьшает перегибы канатов при подходе вагонеток к опорам. Нижние консоли 2 служат для поддержания тягового каната при провисании его между вагонетками, для чего на них устанавливают направляющие рамки с роликами 3. Кроме того, рамки гасят поперечные колебания вагонеток и тягового каната, возникающие при боковом ветре, и стабилизируют их движение. Стандартные опоры имеют высоту от 5 до 25 м. В отдельных случаях при прохождении широких и глубоких ущелий изготовляют специальные мачты высотой 50-100 м и раскрепляют их для устойчивости расчалками. Расстояние между опорами принимают в зависимости от профиля трассы. Например, существуют канатные подвесные дороги, в которых соседние мачты установлены на расстоянии 800 м. На стандартных опорах допустимая нагрузка на консоль, поддерживающую несущий канат, составляет 60 или 100 кН. Значительно реже применяют деревянные П-образные опоры. Вагонетки (рис. 39.4) состоят из следующих основных узлов: ходовой тележки 1 (двух-, четырех- или восьмиколесной), подвески 2 и кузова 3. Кузова бывают глухие, разгружающиеся опрокидыванием и с разгрузкой через открывающееся днище. Глухой кузов для лучшего высыпания груза при опрокидывании выполняют трапециевидного поперечного сечения. На торцовых стенках укрепляют полуоси 5, которыми вагонетка шарнирно опирается на крючья 4 подвески. Полуоси располагают немного ниже оси, проходящей через центр тяжести груженой вагонетки, и выше центра тяжести порожней, кроме того, они сдвинуты немного вбок (рис. 39.4). Такое положение обеспечивает самоопрокидывание вагонетки при разгрузке и возврат порожнего кузова в вертикальное положение. От произвольного опрокидывания кузов удерживается защелкой 6, запорный конец которой входит в вырез запорной планки 7, и пружиной 8. Для более надежного возврата кузова в вертикальное положение на боковой стенке имеется палец, на который воздействуют спрофилированные шины, принудительно возвращающие кузов в исходное положение. Ходовая тележка (рис. 39.4) состоит из рамы 10, к которой шарнирно крепятся сцепной прибор 9 и балансиры 10 с ходовыми колесами 11. На каждом балансире установлено по два колеса, а балансиры соединены с корпусом вертикальным и горизонтальным шарнирами, что обеспечивает, с одной стороны, равномерное распределение веса вагонетки между колесами, а с другой - хорошее вписывание тележки в кривые на концевых станциях. Сцепной прибор (рис. 39.5) предназначен для сцепления вагонеток с тяговым канатом. Он состоит из неподвижного зажима 1, укрепленного на корпусе ходовой тележки, и подвижного зажима 5, представляющего собой двуплечный рычаг, поворачивающийся вокруг шарнира 6 и прижимающий щеку 3 к неподвижной щеке 2 (рис. 39.5, а),. Прижатие осуществляется благодаря тому, что на длинное плечо зажима 5 действует вес вагонетки, которая через подвеску укреплена на шарнире 7. К подвеске крепится ползун 8, который скользит в направляющих рамы 9 тележки. Под действием веса вагонетки с подвеской ползун опускается вниз и поворачивает зажим 5 вокруг шарнира 6. При этом происходит сжатие тягового каната 4 неподвижной и подвижной щеками. Соотношение плеч зажимного рычага выбирают таким, чтобы сопротивление движению вагонетки вверх по наклонному несущему канату было меньше силы сцепления тягового каната со щеками сцепного устройства. На рис. 39.5, б показана схема сил, действующих на тяговый канат и на рабочие элементы сцепного устройства. Исходя из этой схемы, условие, при котором тяговый канат будет увлекать груженую вагонетку вверх без скольжения в сцепном устройстве, имеет вид где а, b - соответственно, плечи сил прижатия щек к канату и веса подвески и кузова с грузом, м; - угол наклона несущего каната, град; - коэффициент трения тягового каната о щеки сцепного устройства (принимают i = 0,3); , - соответственно, массы тележки, подвески и кузова, т; - коэффициент сопротивления движению вагонетки (принимают ), причем большие значения относятся к более легким вагонеткам; - грузоподъемность вагонетки, т. Пренебрегая массой тележки по формуле получаем Примем коэффициент запаса от скольжения тягового каната в сцепном устройстве и получим выражение, определяющее максимальный угол наклона по указанному условию, Для зажимного устройства, показанного на рис. 39.5, при коэффициенте запаса от скольжения получим . Обычно угол наклона трассы на канатных подвесных дорогах не рекомендуют принимать более 45о. Основной элемент приводных устройств канатных подвесных дорог -один или два приводных шкива. В любом приводе трения с гибким тяговым органом тяговое усилие, передаваемое шкивом, зависит от коэффициента трения, угла обхвата и натяжения набегающей на приводной шкив ветви каната. Шкивы выполняют одно- или двухжелобчатые и футеруют их рабочую поверхность специальными пластмассами, обеспечивающими коэффициент сцепления со стальным канатом В приводных устройствах используют схемы обводки шкива тяговым канатом (рис. 39.6), которые обеспечивают угол обхвата от . в г Рис. 39.6. Схема обводки тяговыми канатами приводных шкивов при (г) Б000 Рис. 39.7. Приводное устройство канатной дороги с двумя приводными шкивами В качестве примера на рис. 39.7 показано приводное устройство двухканатной дороги с двумя одножелобчатыми шкивами. Применяют также и двухжелобчатые приводные шкивы. В этом случае одним шкивом можно обеспечить большие тяговые усилия, но, как показала практика, вследствие неравномерного износа желобов происходит нарушение нормального режима работы привода. Шкивы 1 через редукторы 2 соединяются с электродвигателями 3. Приводное устройство снабжено тормозом 4 и микроприводом 5. Рабочую скорость на ободе шкива принимают в диапазоне 2,5-3,5 м/с. При осмотре и ремонте вагонетки протягивают посредством микропривода со скоростью 0,40,6 м/с. В приводных устройствах канатных подвесных дорог используют электродвигатели с фазовым ротором, позволяющие осуществлять плавный пуск дороги, что особенно важно на дорогах, предназначенных для перевозки людей. На некоторых дорогах применяют двигатели постоянного тока, получающие питание от генератора (система Г-Д). Разрабатываются приводные устройства с частотными тиристорными преобразователями и асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями, а также с тиристорными выпрямителями и двигателями постоянного тока. Натяжные устройства служат для создания предварительного натяжения тягового каната. В канатных дорогах применяют натяжные устройства грузового типа. Они представляют собой каретку с горизонтально установленным концевым шкивом для тягового каната. Один конец натяжного каната присоединяют к каретке, а к другому, после того как его пропустят через систему отклоняющих блоков, подвешивают натяжной груз. Погрузочные станции включают в себя бункер, вместимость которого рассчитана на двухчасовую работу дороги и пластинчатый или ленточный питатель для загрузки вагонеток. Иногда бункера оборудуют специальными дозаторами или секторными затворами. На рис. 39.8 показан план погрузочной станции двухканатной подвесной дороги. Прибывшая на станцию порожняя вагонетка 2 отцепляется при помощи спрофилированных шин 3 и отклоняющих башмаков от тягового каната 4 и переходит на жесткий рельс 5, где скорость ее снижается. Далее вагонетка перемещается толкающим конвейером 6 до спирали 73, которая возвращает кузов вагонетки в вертикальное положение. При подходе вагонетки к загрузочному устройству 14 она воздействует на специальный выключатель, останавливающий толкающий конвейер и одновременно включающий механизм загрузочного устройства. После завершения загрузки толкающий конвейер снова автоматически включается и выталкивает вагонетку к направляющим 18, где происходит подсоединение к вагонетке тягового каната. Для повышения производительности погрузки сооружают станции с разветвленными жесткими рельсами и несколькими загрузочными пунктами. На плане погрузочной станции показано расположение оборудования и служебных помещений. Натяжное устройство 19 тягового каната, якорь 1 несущего каната, привод 17 толкающего конвейера и его натяжное устройство 16 расположены в приемной галерее. В помещении погрузочных бункеров 14 расположены путевые выключатели 15, смотровая площадка 12 и спираль 13 для подъема вагонеток. В единый блок погрузочной станции входят машинное помещение для приводной станции 9, помещение 8 для электроаппаратуры, ремонтная мастерская 10, склад 11 запасных частей и бытовые помещения 7. Разгрузочная станция включает в себя криволинейный жесткий рельс, по которому движутся вагонетки после отцепки от тягового каната (движение вагонеток осуществляет толкающий конвейер); приемный бункер, в который разгружается кузов вагонетки; отбойный брус (аншлаг), отклоняющий рычаг защелки, удерживающей кузов в вертикальном положении; блоки, башмаки и спрофилированные направляющие для отсоединения и присоединения тягового каната к вагонеткам. Угловые станции располагают в местах поворота трассы канатной дороги. Обычно угловые станции совмещают с приводными станциями, и в этом месте вагонетка отцепляется от тягового каната и самокатом проходит поворот по криволинейному рельсу. Если по какой-либо причине нельзя совместить угловую станцию с приводной, то устраивают батареи обводных роликов или устанавливают поворотные шкивы. На таких угловых станциях вагонетка проходит поворот без отцепки тягового каната. Промежуточные станции устраивают на дорогах большой протяженности между отдельными несущими канатами. В этих местах вагонетка с одного каната на другой переходит по рельсу без отцепки тягового каната. Контрольные вопросы 1. Каково общее устройство подвесной канатной дороги? 2. Каковы основные параметры вагонетки подвесной канатной дороги? 3. Какие типы опор используются для подвесных канатных дорог? 4. В чем заключается разница между тяговым и несущим канатами? 5. Как производится загрузка и разгрузка вагонеток? 6. Как определяется потребная грузоподъемность вагонетки? 7. В чем заключается проверка прочности тягового каната по допустимому натяжению? ТЕМА 7 КОМБИНИРОВАННЫЙ ТРАНСПОРТ Технология обучения на лекцию № 7. Время - 2 час Количества студентов: 50-60 чел Форма учебного занятия Визуальная лекция План учебного занятия 1. Схемы комбинированного транспорта 2. Автомобильно-железнодорожный транспорт 3. Автомобильно-конвейерный транспорт Цель учебного занятия; изучение схемы комбинированного транспорта, область применение и принципы работы комбинированного транспорта, дробильно-перегрузочные пункты Задачи преподавателя: •ознакомить комбинированными транспорти Результаты учебной деятельности: Студент должен узнать: - Схемы комбинированного транспорта - Автомобильно-железнодорожный транспорт - Автомобильно-конвейерный транспорт • рассказать о схемы карьерного Методы и техники обучения Лекция – визуализация, техники: блицкомбинированного опрос, фокусирующие вопросы, «думай транспорта – работай в паре – делись», техника «Кластер». Средства обучения Лазерный проектор, визуальные Формы обучения материалы, информационное Коллективная, обеспечение. фронтальная работа, работа в парах. Условия обучения Аудитория, приспособленная для работы с ТСО. Технологическая карта лекции (7-е занятие) Этапы, время Деятельность преподавателя 1 этап. 1.1. Сообщает, тему, цель, Введение планируемые результаты учебного 2(10 этап. Основной занятия мин.) и план его проведения. 2.1. С целью актуализировать знания (60 мин.) студентов задает фокусирующие вопросы: – Схемы комбинированного транспорта? - Автомобильно-железнодорожный транспорт? - Схемы маневров самосвалов при непосредственной перегрузке в железнодорожные вагоны? - Автомобильно-конвейерный транспорт? Перегрузочный пункт при автомобильно-конвейерном транспорте? студентов 1.1. Слушают, записывают. 2.1. Слушают. По очереди отвечают на вопросы. Слушают правильный ответ. Для ответа на вопросы организует работу в парах. Проводит блиц-опрос. 2.3. Обсуждают содержание 2.3. Последовательно излагает материал лекции по вопросам плана, 3- этап. Заключительная (10 мин.) использует визуальные материалы 3.1. Проводитвнимание блиц-опрос. Делает Акцентирует на ключевых итоговое Дает задание моментахзаключение. темы, предлагает их для самостоятельной работы. записать. схем и таблиц, визуальные материа3.1. Отвечают лы, уточняют, на задают вопрос. вопросы. Записывают главное. Лекция 28. Область применения схем комбинированного транспорта План лекции 1. Общие сведения о комбинированном транспорте. 2. Основные схемы. Разнообразие горно-геологических условий залегания полезных ископаемых в нашей стране, увеличение глубины барьеров, вовлечение в разработку зон полезного ископаемого, находившихся ранее вне границ карьера, обусловили распространение комбинированных видов транспорта, т.е. таких, когда в пределах одной транспортной цепочки (например, транспортирование полезного ископаемого) на отдельных участках трассы используются различные виды транспорта. Использование различных комбинаций транспорта позволяет получить лучшие экономические показатели, так как каждый вид транспорта может эксплуатироваться в наиболее выгодных для него условиях. Схемы комбинированного транспорта (рис. 41.1, рис. 41.2, рис. 41.3) состоят, как правило, из трех звеньев: первого - на разрабатываемых горизонтах, второго - на борту карьера, третьего - на поверхности. В большинстве случаев транспорт второго звена осуществляет транспортирование и на поверхности. В тех случаях, когда двухзвенная схема неприемлема (например, скиповой подъем) или нерациональна (значительная длина транспортирования по поверхности при подъеме ленточными конвейерами или доставка в несколько пунктов на поверхности), возникает необходимость в третьем звене (обычно это железнодорожный транспорт). Получили распространение две схемы комбинированного транспорта: автомобильно-железнодорожный и автомобильно-конвейерный (рис. 41.1, рис. 41.3). Находит незначительное применение также комбинация автомобильного транспорта в нижней зоне карьера и скипового на подъеме из него (рис. 41.2). Автомобильно-железнодорожный транспорт применяется при разработке крупных карьеров, быстром продвигании фронта работ и углублении, при большом расстоянии транспортирования на поверхности. Переход с автомобильного или железнодорожного транспорта на комбинированный производится, как правило, с глубины 150-180 м. Автомобильно-конвейерный транспорт целесообразен в глубоких карьерах при ограниченных размерах полезного ископаемого в плане, при сложном залегании его и неоднородном составе, при больших грузопотоках. Возможность транспортирования ленточными конвейерами под углами, достигающими 18о, в глубоких карьерах при ограниченной площади разрабатываемых горизонтов позволяет сократить длину транспортирования и объем горно-капитальных работ. Глубина разработки, с которой следует переходить к комбинации автомобильного и конвейерного транспорта, составляет 150 м. Комбинированный автомобильно-скиповой транспорт эффективен также, как и автомобильно-конвейерный, в глубоких карьерах при ограниченных размерах карьерного поля, но эффективность этой комбинации растет с увеличением глубины и уменьшением размеров карьера в плане. Угол наклона подъемника превышает 40-45°. Установка скипового подъемника целесообразна при глубине более 100 м и относительно небольших грузопотоках. Один скиповой подъем обеспечивает не более 10 млн т в год. Характерной особенностью автомобильно-железнодорожного транспорта является возможность применения различных по конструкции и назначению перегрузочных пунктов. Перегрузочный пункт при автомобильно-железнодорожном транспорте может располагаться на дне карьера, на борту или на поверхности в непосредственной близости от борта карьера. Различают три типа перегрузочных пунктов: 1) перегрузочный пункт, включающий в себя аккумулирующие бункеры и оборудование для погрузки в железнодорожные вагоны; 2) перегрузочный пункт в виде временного склада, из которого горная масса экскаватором загружается в железнодорожные вагоны; 3) перегрузочный пункт, состоящий из эстакады для непосредственной перегрузки из автосамосвалов в железнодорожные вагоны. Аккумулирующие бункеры не нашли широкого применения на карьерах изза больших затрат на их создание. Перегрузочные пункты в виде временного склада могут устанавливаться для длительного или кратковременного хранения. Кратковременное складирование (не более суточного запаса) производится в специальные приямки, параметры которых определяются параметрами погрузочной машины, а автомобильные дороги и железнодорожные пути располагаются на одном уровне. При длительном хранении горная масса из автосамосвалов разгружается под откос насыпи (сооружаемой из полезного ископаемого, породы) и далее грузится экскаватором в железнодорожные вагоны, располагаемые на путях параллельно насыпи (рис. 42.1). Такие склады обычно выполняют также функцию усреднения полезного ископаемого. Параметры склада зависят от его суточного грузооборота , т/сут. Если в сутки склад работает , ч, то число автосамосвалов, разгружающихся на складе в течение часа, составляет , где - грузоподъемность автосамосвала; поступления горной массы на склад, (42.1) коэффициент . неравномерности Если известно число автосамосвалов, обслуживающих склад, время их рейса , мин, то эта же величина составит . и (42.2) При этом число одновременно разгружающихся на складе автосамосвалов составляет , (42.3) где - продолжительность разгрузки и маневрирования самосвала у места разгрузки. Тогда необходимый фронт разгрузки автосамосвалов , где - ширина полосы по фронту разгрузки, занимаемая автосамосвалом. Полная длина склада вычисляется по формуле , (42.4) одним (42.5) где - коэффициент, учитывающий длину фронта, отводимую для подготовки к складированию горной массы, . Длина таких складов достигает в отдельных случаях 500 м, чаще ~200-300 м. Ширина склада лимитируется радиусом поворота автосамосвала. Вместимость склада, , зависит от количества суток т, на которое рассчитан запас горной массы: (42.6) Непосредственная перегрузка из автосамосвалов в железнодорожные вагоны (рис. 42.2) обусловливает огромную пропускную способность склада и исключает промежуточную экскаваторную погрузку. Вместе с тем появляется необходимость в синхронизации работы автомобильного и железнодорожного транспорта, а также в обеспечении определенного соотношения между параметрами автосамосвалов и вагонов (думпкаров). Грузоподъемность и вместимость автосамосвала должна быть в 3-4 раза меньше вагона. Кроме того, важным условием является равномерное распределение горной массы по длине вагона. Так, автосамосвал БелАЗ-7540 может быть в комплексе с думпкаром ВС-105. Возможное число разгрузок автосамосвала по длине кузова думпкара (а оно также должно быть не менее 3-4) составляет ,(42.7) где - внутренняя длина кузова вагона, м; - коэффициент потока, учитывающий превышение ширины потока груза при разгрузке автосамосвала над шириной последнего, ; В - наружная ширина кузова автосамосвала,м. Высота перегрузочной эстакады определяется параметрами вагона и траекторией движения горной массы при разгрузке автосамосвала (рис. 42.2, а). Ширина эстакады определяется числом ее рабочих сторон, параметрами автосамосвалов и схемой движения (рис. 42.2, б). Длина эстакады зависит от длины фронта разгрузки автосамосвалов (или числа их мест разгрузки). При непрерывной подаче самосвалов на эстакаду и составов под погрузку в час на одном месте может разгрузиться следующее число машин: ,(42.8) где - соответственно, время на маневры автосамосвала при установке на разгрузку и при отъезде с места разгрузки, с; - время на разгрузку, с; , __ - соответственно, доля времени, приходящаяся на задержки разгрузки автосамосвалов из-за обмена поездов и передвижки вагонов, с. Тогда требующееся число мест разгрузки (одновременно разгружающихся автосамосвалов) , а число вагонов под погрузку . Скиповые подъемные установки применяются на карьерах средней и большой глубины производительностью до 7-10 млн т в год с устойчивыми боковыми породами, допускающими установку рельсовых путей для скипов под углами наклона 20-45о. Особенностью комбинации автотранспорта со скиповым подъемом является наличие двух перегрузочных комплексов, что усложняет организацию работ и увеличивает затраты. Скиповая карьерная подъемная установка (рис. 42.3) состоит из скипа 1, наклонного рельсового пути 2, подъемной машины 5, копра 4 с направляющим шкивом 6, загрузочного 8 и разгрузочного 3 устройств. Скип перемещается на колесах по рельсам при помощи тягового каната 7 и подъемной машины. Загрузку скипа осуществляют через загрузочную воронку автосамосвалами или из промежуточного бункера при помощи питателя или специального дозирующего устройства. Вместимость скипа при загрузке его автосамосвалами через воронку принимают равной или кратной вместимости кузова автосамосвала. Грузоподъемность скипов современных скиповых подъемников принимают в диапазоне 10-75 т. На карьерах получили распространение скиповые подъемные установки с однобарабанной подъемной машиной со скипом и противовесом и с двухбарабанной подъемной машиной и двумя скипами. В этих установках скип и противовес или два скипа движутся в противоположных направлениях и их масса уравновешивается. Возможно применение полностью уравновешенных скиповых подъемников с хвостовым уравновешивающим канатом, однако такие установки обладают сложной конструкцией и на карьерах распространения не получили. Скип перемещается по рельсовому пути, который настилают в наклонном стволе, в траншее или по борту карьера. Угол наклона рельсовых путей принимают от 20 до 600о, обычно около 30-400о. Применяют скипы грузоподъемностью 10-75 т с опрокидным или поворотным кузовом (рис. 42.4). На рис. 42.4, а показан скип с опрокидным кузовом. Скип состоит из рамы 1 с ходовыми подрессоренными колесами 2 и шарнирно укрепленного кузова 3, снабженного разгрузочными роликами 4. При подходе скипа к месту разгрузки ролики входят на разгрузочные кривые 5, поднимают заднюю часть кузова и поворачивают его вокруг полуосей, производя разгрузку. Такие скипы применяют при угле наклона пути до 350о. На рис. 42.4, б показан скип с поворотным кузовом. Их используют при углах наклона пути более 350о. Скорость движения скипов принимают в диапазоне 3-7 м/с, а при движении в разгрузочных кривых - 1-1,5 м/с, так как при больших скоростях значительно возрастают динамические нагрузки в подъемных канатах и в элементах разгрузочных устройств. Для карьерных скиповых подъемных установок более предпочтительны канаты полузакрытой и закрытой конструкции, отличающиеся высокой износостойкостью. Недостатком канатов этого типа является их повышенная жесткость изгибу, поэтому распространение получили более гибкие проволочные канаты двойной свивки с органическим сердечником. На действующих карьерных скиповых подъемных установках применяют подъемные машины с одним или двумя барабанами. Подъемную машину устанавливают на поверхности в специальном машинном здании. Копры, как правило, металлические, состоят из башенной металлоконструкции и укосин. На копре устанавливают направляющие шкивы, разгрузочные кривые, а в нижней части - бункера, в которые производится разгрузка скипов. Ниже приводятся основные формулы для определения параметров скиповой подъемной установки. Производительность , т/ч, односкиповой подъемной установки определяют так же, как и для машины цикличного действия: (42.9) где - грузоподъемность скипа, т; - коэффициент неравномерности работы скиповой установки, ; - расчетное время полного цикла, мин. Производительность двухскипового подъемника возрастает почти в два раза по сравнению с односкиповой подъемной установкой. Время полного цикла подъема можно представить в следующем виде: ,(42.10) где - время движения скипа с грузом, мин; - время движения порожнего скипа, мин; - время погрузки и разгрузки скипа соответственно, мин; продолжительность паузы между циклами, мин. Время движения скипа с грузом состоит из времени, необходимого для разгона после загрузки , времени движения с установившейся скоростью и времени замедления до полной остановки (рис. 42.5). На рис. 42.5, а изображена диаграмма изменения скорости движения скипа с грузом, которую принято называть тахограммой. Загрузку, как правило, производят в неподвижный скип, а разгрузку при медленном движении скипа в разгрузочных кривых. В последнем случае на тахограмме появляется еще один период времени, соответствующий движению скипа в разгрузочных кривых . Если принять ускорение и замедление постоянными, то тахограмма будет иметь вид трапеции. На практике постоянство ускорения и замедления обеспечить очень трудно и не всегда целесообразно, поэтому реальная тахо-грамма выглядит несколько иначе, однако для приближенного расчета можно принять трапецеидальную тахограмму, которую называют также трехпери-одной. Для двухскиповых подъемников с разгрузкой скипов в разгрузочных кривых пользуются пятипериодной тахограммой (рис. 42.5, б). В соответствии с принятыми рекомендациями ускорение и замедление скипа принимают в диапазоне 0,5-0,75 , а при движении скипа в разгрузочных кривых 0,25-0,5 . 24 Длину наклонного пути (рис. 42.3) при угле наклона , град, определяют по формуле ,(42.11) где - глубина карьера, м. При максимальной скорости с, и замедления , с, находят по формулам , движения скипа время разгона , ,(42.12) где - ускорение и замедление соответственно, . Протяженность участков разгона , м, и замедления , м, определяют по формулам .(42.13) Длина пути, на котором скип движется равномерно, .(42.14) Время движения , мин, с установившейся максимальной скоростью равно .(42.15) Аналогично определяют время движения порожнего скипа, которое будет практически таким же. Продолжительность погрузки и разгрузки принимают равной 15-25 с. Если известна грузоподъемность , т, скипа, то можно воспользоваться эмпирической формулой При разгрузке скипа в разгрузочных кривых в полный цикл добавляется время , мин: ,(42.16) где - допустимая скорость движения скипа в разгрузочных кривых, - допустимое замедление скипа в разгрузочных кривых, 25 - длина разгрузочных кривых, м. Соответственно изменится и время замедления T 3 : На некоторых высокопроизводительных скиповых установках движение скипа в разгрузочных кривых осуществляют с постоянной скоростью. В этом случае тахограмма состоит из семи периодов (рис. 42.5, в). Полное время цикла при трехпериодной тахограмме движения получают суммированием следующих слагаемых. При односкиповом подъеме с противовесом , (42.17) где - время движения порожнего скипа, которое обычно равно - время погрузки скипа, зависящее от способа загрузки. Если загрузка производится с использованием самосвала, то равно времени опрокидывания кузова автосамосвала. В формуле (42.17) предполагается, что время разгона и время замедления порожнего и груженого скипов одинаково. При пятипериодной тахограмме к правой части в формуле (42.17) добавляют время движения скипа в разгрузочных кривых T ^, а при семипери-одной - время равномерного движения в разгрузочных кривых при уменьшенной скорости. При двухскиповых подъемных установках из формулы (42.17) исключают цифры «2», и , так как каждый ход является рабочим и разгрузка и погрузка происходят одновременно. Максимальное натяжение , Н, каната определяют в период разгона, так как в этом случае помимо статических усилий на канат действует динамическое натяжение: где - масса скипа, кг; - грузоподъемность скипа, кг; - длина пути, м; - масса 1 м каната (принимают приближенно 10-20 кг); - коэффициент сопротивления движению скипа по рельсам, = 0,01 + 0,02; - коэффициент сопротивления движению каната по поддерживающим роликам и по почве, = 0,10,15; - угол наклона пути, град; - ускорение при разгоне, После определения находят разрывное усилие , Н, c учетом коэффициента запаса прочности = 7,5-8, а по разрывному усилию подбирают необходимый канат. Затем уточняют вес 1 м каната и, если необходимо, повторяют расчет. 26 Диаметр барабана , мм, подъемной машины, согласно правилам безопасности, должен удовлетворять условию где - диаметр выбранного каната, мм. Ширину, мм, каждого барабана из условия необходимой канатоемкости в двухбарабанных подъемных машинах находят по формуле ,(42.18) где - резервная длина каната, необходимая для взятия проб на испытание, м; витки трения для уменьшения натяжения каната в месте его закрепле ния, = 3,55,5; - зазор между витками, _ = 2-5 мм; - число слоев каната на барабане (принимают не более 3); - диаметр каната, мм. При использовании однобарабанных машин ширину барабана определяют из условия размещения на нем необходимого числа витков : (42.19) где - шаг навивки, мм, . Число витков принимают из условия, при котором исключается пробуксовка каната по поверхности барабана, как правило, = 5-10 витков. По ширине и диаметру барабана подбирают подъемную машину. Расчет мощности привода скипового подъемника является довольно сложной задачей, так как при работе (особенно статически неуравновешенных подъемных установок) двигатель должен в отдельные периоды цикла развивать различную мощность. Очевидно, что максимальное окружное усилие на барабане возникает в период разгона груженого скипа, когда противовес или порожний скип опускается вниз. При этом натяжение ветви каната, набегающей на барабан, вычисляют по выражению , (42.20) а натяжение сбегающей ветви - по формуле .(42.21) Ориентировочно мощность, кВт, электродвигателя находят по формуле ,(42.22) 27 где К - коэффициент запаса, учитывающий возможные перегрузки электродвигателя при движении груженого скипа в разгрузочных кривых, К = 1,05-1,1. Нижний погрузочный комплекс (как и промежуточные, когда они имеются) обычно представляет собой площадку, на которую въезжает самосвал и разгружается в бункер-дозатор. Грузоподъемность скипа принимают обычно равной грузоподъемности автосамосвала. По мере углубления карьера производится перенос погрузочного комплекса на нижележащие горизонты. На разгрузочном комплексе из скипов, проходящих через специальные направляющие кривые, через поднимающуюся заднюю стенку горная масса поступает в поверхностные бункера, откуда отгружается в транспортные средства следующего звена комбинации. Для перемещения скипа по откосу борта на нем укладываются рельсовые пути с шириной колеи ~ 3000 м на бетонном основании. Скиповые подъемники чаще выполняются двухконцевыми (один скип поднимается, а другой спускается). Скорость движения скипа достигает 7-10 м/с. На рис. 42.6 дана схема скиповой подъемной установки Сибайского карьера. Грузоподъемность скипа, как и работающего там автосамосвала, составляет 40 т, скорость подъема - 7 м/с, диаметр подъемного каната - 47,5 мм, мощность привода - 2400 кВт, ширина рельсовой колеи - 3000 мм, высота копра 35,2 м. Производительность скипового подъема, т/ч, (42.23) 28 где - грузоподъемность скипа, т; - время цикла скипа, с. Причем при одноконцевом подъеме а при двухскиповом где - длина подъема, м; - соответственно, скорости движения скипа в грузовом и порожняковом направлениях, м/с; - пауза между чередующимися подъемами, с. Для ориентировочных расчетов мощность подъемной установки, кВт, ,(42.24) где - высота подъема, м; - КПД установки. Как показывает мировая практика, область применения скиповых подъемников в глубоких карьерах существенно расширяется. Контрольные вопросы 1. Какие типы перегрузочных пунктов применяются при автомобильножелезнодорожном транспорте? 2. Как осуществляется процесс перегрузки горной массы при эстакадном перегрузочном пункте? 3. Что такое бункер-поезд? 4. Какие требования предъявляются к скипам при использовании автомобильно-скипового транспорта? ЛИТЕРАТУРА 1. Шешко Е.Е. Горно-транспортные машины и оборудование для открытых работ: Учеб. пособие. – 3-е перераб. и доп. – 2003. – 260с. 2. Шешко Е.Е. Эксплуатация и ремонт оборудования транспортных комплексов карьеров: Учеб. пособие. -2000. - 425 с. 3. Квагинидзе B.C. Эксплуатация карьерного горного и транспортного оборудования в условиях Севера. - 2002. - 243 с. 4. Гришко А.П. Стационарные машины: Рудничные подьемные установки. учебник: - МГГУ. 2005-348с. 5. Гришко А.П., Шелоганов В.И. Стацонарные машины и установки. Учеб. пасобие: - МГГУ. 2004-384с. Дополнительные литературы 1. Каримов И.А. Ўзбекистон XXI аср бусагасида. Т.: 1997. 29 2. Каримов И.А. Баркамол авлод орзуси. Т.: «Шарк», 1999. 3. Каримов И.А. Ўзбекистон келажаги буюк давлат. Т.:1997 . 4. Дьяков. В.А. Транспортные машины и комплексы открытых разработок. «Недра», 1986-212с. 5. Вирабов А.А. Рудничный транспорт М; Недра , 1976-534с. 6. Спиваковский А.О., Потапов М.Г. Транспортные машины и комплексы открытых горных разработок. М., Недра, 1983-412с. 7. Шешко Е.Е. Экплуатация и ремонт оборудования транспортных комплексов карьеров Москва МГГУ 1996-312с. 8. Андреев А.В., Шешко Е.Е. Транспортные машины и комплексы для открытой добычи полезных ископаемых. М., Недра, 1975-644с. 9. Справочник «Открытие горное работы» М. «Горное бюро» -1994 г. 10.Картавый Н.Г. «Стационарные машин» Москва Недра, 1981-242с. 11.Песвианидзе А.В. «Расчет шахтных подъемных установок» Высшее образование .1992-566с. 12.Хаджиков Р.Н.,Бутаков С.А «Горная механика» Москва, Недра. 1982564с. 13.Под общей редакцией Щадова М.И. Справочник механика открытых работ. М.Недра 1987-332с. 14.Журналы («Горный вестник Узбекистана», «ТДТУ хабарлари», «Техника юлдузлари», «Горный журнал», «Горно-аналитический бюллетень», «Mining Journal», «Miming and Metallurgy», «Mining Technology»). 15. Сайты интернета: http://www.msmu.ru/, http://msmu.ru/index., mailto:[email protected], http://www.biblus.ru/, http://www.rosugol.ru/, http://www.conveer.ru/, http://library.stroit.ru/, http://www.ssgpo.kz/, http://www.ssgpo.kz/ssgpo/struct/mine, http://www.nkmz.com/, http://www.ormetiz.ru/, http://gornoedelo.narod.ru/, 30 МИНЕСТЕРСТВО ВЫСЩЕГО И СРЕДЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН НАВОИЙСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ НАВОИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ Кафедра «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ» ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ по предмету «ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ» для бакалавров, обучающихся по направления 5310700 - «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» 31 НАВОИ – 2016 Составители: к.т.н. Атакулов Л.Н. ст.преп. Хайдаров Ш.Б асс. Турдиев С.А Данное методическое указание предназначено для выполнения лабораторных работ по курсу «Транспортные машины» для бакалавров, обучающихся по направлению 5310700 - «Электротехника, электромеханика и электротехнологии». В данном методическом указании рассмотрены изучение конструкций и принципы работы транспортных машин для горного производства, совершенствование навыков и знаний в области эксплуатации транспортных машин. В работе приводятся общие, кинематические и конструктивные схемы транспортных машин и комплексов, и их принципы работы, а также необходимые справочные материалы. Кафедра «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» Печатается по решению учебно-методического совета Навоийского государственного горного института Рецензенты: гл. инж. Шоназаров О.Б. АООТ Гранит к.т.н. Махмудов А.М. – НГГИ 32 СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………...…...……... 3 Изучение конструкции скребковых конвейеров……………….................... 4 Изучение конструкции пластинчатых конвейеров……………………….. 11 Изучение конструкции ленточных конвейеров…………………………. 17 Изучение конструкций рудничных рельсовых путей……………………….. 24 Изучение конструкции рудничных вагонеток и локомотивов…………………. 30 Изучение конструкции и параметров автосамосвалов…………………….. 40 Изучение конструкции скреперных установок и гидропневмотранспорта 46 Изучение конструкции канатных подвесных дорог………………………... 51 Изучение монтажа и эксплуатации канатных подвесных дорог …………. 58 Изучение схемы работы вспомогательного транспорта материалов, 62 оборудования и людей...................................................................................... Литература…………………………………………………………………….. 69 33 ВВЕДЕНИЕ Предмет «Транспортные машины» ставит своей целью изучение машин, коммуникаций и оборудования, необходимых для транспортирования горной массы на горнодобывающих предприятиях. Дисциплина давно вошла в учебные планы горных вузов и стало одним из основных курсов, формирующих специалистов горных предприятий. Карьерные транспортные машины предназначены для транспортирования полезного ископаемого и вскрышных пород, т.е основных грузов. Наиболее распространение на карьерах получил железнодорожный, автомобильный и конвейерный транспорт, а также их комбинация. К транспортным установкам относятся также оборудование, запасные части, горюче-смазочные материалы, взрывчатые вещества и др., которые перевозятся автомобильным или железнодорожным транспортом. Основание курса, изучающего «Транспортные машины», принадлежит авторам Е.Е. Шешко и B.C. Квагинидзе и уже несколько лет является основным источником учебников для студентов вузов. В развитии теории транспортных машин для горных предприятий внесли большой вклад ученые, как доктор технических наук, профессор И.Г. Штокман, Г.И. Солод, Л.Г. Шахмейстер, Н.В. Тихонов, А.А. Ренгевич и многие другие. 34 Лабораторная работа № 1 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ СКРЕБКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ Цель: изучение конструкции скребковых конвейеров, область применения и типы конвейеров, ознакомления конструкциями основных узлов скребковых конвейеров, т.е. тяговым органами, рештачными ставами, приводами скребковых конвейеров и типами скребок. Оборудования и наглядные пособия: Изучение конструкции скребковых чертежам, плакатам и макетам. конвейеров производится по Краткое теоретическое сведение конструкции скребкового конвейера Скребковый конвейер представляет собой конструкцию, состоящую из рештачного става (желобов), тяговой бесконечной цепи со скребками, приводной и концевой головок. Бесконечная тяговая цепь огибает приводную, или ведущую, звездочку, соединенную через редуктор с электродвигателем, и хвостовую звездочку. Перемещение груза на скребковом конвейере осуществляется толкадием и волочением его по желобу с помощью скребков. Часть цепи, которая в данный момент перемещает груз, называется грузовой, или рабочей, ветвью, другая ветвь называется порожняковой или холостой. Загрузка конвейера может производиться в одном или нескольких пунктах, а также по всей длине конвейера. Разгрузка – только на одном конце конвейера в месте огибания цепью концевой звездочки. Тяговый орган скребковых конвейеров Тяговый орган скребковых конвейеров – тяговая цепь – является одним из самых ответственных элементов скребкового конвейера, так как, перемещая по рештакам полезное ископаемое, преодолевает большое сопротивление движению и должна выдерживать большие нагрузки. Поэтому цепи скребковых конвейеров должны быть прочными, износоустойчивыми, а также простыми и недорогими в изготовлении. Тяговые цепи отечественных скребковых конвейеров по конструктивным признакам можно разделить на штампованные разбор ные, на круглозвенные сварные калиброванные и на пластинчато-втулочные. К тяговым цепям через равные промежутки крепятся скребки. Расстояние между осями звеньев цепи называется шагом цепи, а расстояние между осями скребков – шагом скребков. Штампованные разборные цепи (рис.1,а) применяются в одно-цепных конвейерах типов С-53 и СКР-20 и в двухцепных типа СП-63/1. Штампованная цепь состоит из внутреннего звена 1, боковых звеньев 2, шарнирно соединенных между собой валиком 3 с головкой. Цепи 35 изготовляются из качественных сталей марки 45Г2 и 40Х. Скребки 4 крепятся к средним звеньям цепи. Они бывают сварными и штампованными. Рис. 1. Разборные цепи а — для штампованных цепей; б — для круглозвенных цепей; в — профиль скребка круглозвенных цепей продета через Ребра приваривают после того,для как основная планка среднее звено цепи. Такой скребок получается неразъемным, что является его недостатком. Однако он прост и дешев в изготовлении и имеет малый вес. Штампованные скребки из-за сложности изготовления и высокой стоимости почти не применяются. В двухрядных цепях концы скребков проходят в пазы средних звеньев цепи и закрепляются расклепанными штифтами. Такое 36 крепление простое, но не прочное. Головки штифтов при работе могут срезаться, и тогда скребки выпадут из звена. Консольные скребки крепятся к цепи заклепками. Штампованные разборные цепи широко применяются на одно-цепных скребковых конвейерах. Они просты в изготовлении, легко могут быть собраны и разобраны. Их недостатки: возможность самопроизвольного рассоединения цепи при работе, необходимость создания слабины для соединения и Рис. 2. Круглозвенная сварная цепь: о - однорядная с консольно закрепленными скребками; б - двухрядная; в — трехрядная-1 — ввело; 2 — скребок; a — соединительное звено; 4 — кронштейн рассоединения цепи, быстрый износ цепи и возможность потери звеньев при переноске конвейера. Круглозвенная кольцевая (корабельная) цепь (рис.2) состоит из звеньев овальной формы, изготовленных электросваркой из круглой стали марки 25Г2 и ЗОХМА диаметром 14, 18 и 24 мм. Цепи изготовляются отрезками длиной 960 мм. Для соединения отрезков и крепления скребков применяются специальные соединительные звенья, имеющие утолщения 1, которые служат опорными поверхностями при соприкосновении цепей с боковыми стенками желоба и направляющими. Эти утолщения препятствуют цепи на изогнутых участках соприкасаться со стенками и направляющими рештаков и тем самым предохраняют цепь от истирания. Прочность соединительных звеньев на 12 – 15% ниже прочности обычных звеньев. Со скребками цепи соединяются болтами с гайками, законтренными от самоотвинчивания. Скребки изготовляются из спецпрофиля или штамповкой (см. рис. 1, б, в). 37 Круглозвенные цепи из прутка диаметром 14 мм применяются на скребковых конвейерах СП-46, СР-52 из прутка диаметром 18 мм – на конвейерах СР-70, СР-73, СП-63, СП-48, из прутка 24 мм – на конвейере СП-80. Круглозвенные цепи обладают большей износоустойчивостью, чем штампованные разборные, подвижностью в шарнирах в любом направлении, что позволяет применять их на передвигающихся изгибающихся конвейерах, имеют простое крепление скребка в вертикальных и горизонтальных звеньях цепи. Недостатки круглозвенных цепей: невозможность разборки на отдельные звенья, необходимость применять специальные звенья для соединения и разъединения цепи, большие напряжения, возникающие в шарнирах при повороте на приводной звездочке. Пластинчатая цепь (см. рис. 2, б) изготовляется отрезками из семи звеньев. На каждом отрезке цепи на специальном звене электросваркой укреплен скребок из углового железа. Цепь изготовляется из стали Ст. 50 и подвергается термической обработке. Отрезки соединяются между собой пальцами, которые шплинтуют. Недостатки пластинчатых цепей: относительно большой вес, способность изгибаться только в одной плоскости, трудность сборки и разборки. Поэтому пластинчатые цепи широкого применения не нашли и применяются только в конвейерах небольшой производительности типа С-48. Рис. 3. Типы рештаков скребковых конвейеров 38 Рештачный став скребковых конвейеров Рештачный став скребковых конвейеров собирается из секций длиной от 1 до 2,5 м. Секции бывают разъемные и неразъемные. У разъемных секций рештаки рабочей ветви можно отсоединить от рештаков холостой ветви. Такие секции применяются в разборных конвейерах, которые при перемещении в лаве на новую конвейерную дорожку разбирают на составные части, что уменьшает вес переносимых частей и делает удобным монтаж холостой ветви конвейера. Секции соединяются между собой безболтовыми соединениями. На рис.3, а показаны линейные рештаки разборного скребкового конвейера СК-38. Рештак состоит из двух боковин 1, связанных между собой днищем 2. Сверху на рештак устанавливаются борта. На рис.3, б показаны разъемные рештаки скребкового конвейера С-53. Линейный рештак состоит из штампованного желоба 4 трапециевидной формы, концы которого отогнуты так, чтобы цепь могла свободно двигаться в прямом и обратном направлении. К желобу приварены скобы 1 и 3. Рештаки соединяются между собой в замок с помощью проушин 5 и затворов 2, образуя рештачный став. Продольное перемещение верхнего ряда рештаков относительно нижнего ограничивается вырезами в бортах желобов. Для увеличения срока службы рештака на конце днища делается местная наплавка из износоустойчивого состава. Неразъемные секции применяются на двухцепных безразборных конвейерах. Рештачный став получается жестким, что важно при передвижении конвейера. На рис.3, в показана неразъемная секция (рештак), состоящий из двух боковин 1, соединенных поперечным листом, образующим днище 2 рештака. Боковины изготовляются из проката специального профиля, имеющего форму швеллера с вогнутой вертикальной стенкой. Для повышения износоустойчивости боковины рештака подвергаются термической обработке. Секции соединяются между собой встык по боковинам с помощью ребер 4 и замков 3, при затяжке которых оставляется зазор для расхождения стыка при изгибе рештачного става во время передвижки. К боковинам секции привариваются планки 5 с отверстиями для крепления съемных бортов, а также планки, в которые упирается домкрат при передвижке става. Съемные борта увеличивают производительность конвейера и предотвращают просыпание угля за конвейер. Устанавливаются такие борта с завальной стороны и используются также для прокладки кабелей и трубопроводов гидросистемы передвижчика. Для линейных рештаков конвейеров СП-63 и СП-48 из одних и тех же унифицированных деталей можно собрать борта трех типов, показанных на рис.3, г. Первый тип бортов служит для передвижения комбайна по ставу конвейера, укладки кабелей и трубопроводов гидросистемы передвижчиков, второй тип допускает только укладку кабелей и третий — используется только для предотвращения просыпания угля с завальной стороны. 39 Высота рештачного става зависит от калибра тяговой цепи. При диаметре цепей 18 мм она составляет 180 мм, а при цепях диаметром 14 мм — 140 мм. Привод скребкового конвейера Привод скребкового конвейера (рис.4) состоит из электродвигателя, редуктора с турбомуфтой и приводного вала, на котором смонтированы тяговые звездочки конвейера. Электродвигатели при меняются короткозамкнутые асинхронные со скоростью вращения 1000 и 1500 об/мин и напряжением 380 и 660 в. Рис. 4. Типы приводов скребковых конвейеров: а - одноприводного СК-38; б - однопривояного С-53; Конвейеры малой мощности до 20—25 квт изготовляются обычно одноприводными, а большой мощности — многоприводными. Приводы располагаются по концам конвейера с двух сторон в различных вариантах (рис.5), которые называются сборками. Количество приводов может быть от одного до четырех. Положительным качеством многоприводного конвейера является возможность регулирования установочной мощности конвейера в зависимости от длины, производительности и угла наклона установки. 40 Распределение мощности конвейера на несколько приводов дает возможность уменьшить размеры его узлов, создать удобные для эксплуатации варианты сборки, отвечающие конкретным горно-геологическим условиям, и повысить надежность механизмов. При расположении приводов в головной и концевой частях конвейера значительно уменьшаются усилия в цепях и увеличивается срок их службы. Однако необходимо отметить, что такое размещение приводов усложняет электрическую схему установки, увеличивает металлоемкость привода, а следовательно, и стоимость конвейера. Рис. 5. Сборки конвейеров При одноприводных схемах монтаж конвейера может быть осуществлен так, чтобы выступающие части были расположены в забое с завальной стороны. Эта особенность формулируется как правый и левый монтаж привода (с какой стороны смонтирован привод по ходу движения рабочей цепи). Порядок выполнения работы: 1. Общие сведения 2. Изучение тягового органа скребковых конвейеров 3. Изучение рештачного става скребковых конвейеров 4. Изучение схемы привода скребковых конвейеров 5. Написать отчет о выполненной работе. Контрольные вопросы: 1. Из чего состоит конструкция скребкового конвейера? 2. Что служат тяговым органом скребкового конвейера? 3. Что такое рештачный став? 4. Какие типы существует тяговых цепи? 5. Объясните привод скребкового конвейера? 41 Лабораторная работа № 2 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ПЛАСТИНЧАТЫХ КОНВЕЙЕРОВ Цель: изучение студентами конструкции пластинчатых конвейеров, основные узлы пластинчатых конвейеров, типы и область применение конвейеров Оборудования и наглядные пособия: Изучение конструкции пластинчатых конвейеров производится по чертежам, плакатам и макетам. Краткое теоретическое сведение о конструктивных схемах пластинчатых конвейеров Пластинчатые конвейеры в последние годы получают все большее применение па угольных шахтах для транспортировки полезного ископаемого, пустой породы и закладочного материала, а также для доставки материалов и оборудования. С помощью пластинчатых конвейеров можно транспортировать груз вверх при угле наклона до 28° и вниз при угле наклона до 22°. При установке на полотне поперечных перегородок груз можно транспортировать на подъем до 40 – 45°. П л а с т и н ч а т ы й к о н в е й е р (см. рис.1) состоит из тягового органа, несущего полотна, опорных конструкций, приводной головки, натяжного и разгрузочного устройств. Тяговым органом пластинчатых конвейеров является круглозвенная или пластинчатая цепь. По числу тяговых цепей конвейеры бывают одно- и двух цепными. Круглозвенные цепи (рис.1, а) применяется на конвейерах, которые устанавливаются в криволинейных выработках, как имеющие большую гибкость во всех направлениях. Они изготовляются отрезками, которые при монтаже соединяются специальными звеньями 5. Пластинчатые тяговые цепи (рис. 1, б) состоят из пластин, пальцев и самотормозящих шайб. Они обладают гибкостью только в одной плоскости и поэтому применяются преимущественно для конвейеров, устанавливаемых в горизонтальных выработках. Преимуществом пластинчатых цепей является возможность разборки ее в любом месте става. 42 Рис. 1. Тяговый орган и несущее полотно пластинчатых конвейеров: а — с круглозвенной цепью; б — с пластинчатой цепью; 1 - тяговая цепь; 2 - несущее полотно; 3— хвостовик; 4 —ходовые ролики; 5 —соединительное звено; 6 — перегородка; 7 — опорная конструкция; 8 — роликоопоры Несущее полотно 2 конвейера (см. рис.1) состоит из несущих пластин и ходовых роликов. Пластины штампуются из листовой стали толщиной 2 – 3 мм. Для придания им жесткости на поверхности выштамповываются ребра жесткости. Пластины несущего полотна сопрягаются между собой встык или внахлестку. При сопряжении встык зазор между пластинами перекрывается гибкой резиной, а при сопряжении внахлестку концы отбортовываются в разные стороны или им придается полукруглая форма. По профилю пластины бывают прямоугольные, трапециевидные и полукруглые. Наибольшее распространение имеют трапециевидные пластины (см. рис.1). Прямоугольные пластины применяются в тех случаях, когда отогнутые борта трапециевидных пластин задевают за раму конвейера на криволинейных участках трассы. Полукруглые пластины применяются только для изгибающихся конвейеров. Ширина пластинчатого полотна конвейера колеблется от 500 до 1200 мм. Ширина и высота лотка зависят от требуемой производительности конвейера, кусковатости транспортируемого материала и места установки конвейера. Пластинчатое полотно крепится к круглозвенной 43 цепи с помощью штырей и хвостовиков, а к пластинчатой цепи – заклепок или болтов. К пластинчатому полотну конвейера крепятся опоры с ходовыми роликами 4 (см. рис.1), которые собираются на шарикоподшипниках и имеют торцовые металлические уплотнения. Опорная конструкция или несущая рама става конвейера состоит из стоек и верхних и нижних направляющих для ходовых роликов. Направляющие изготовляются из проката и штампованных деталей. Рама става состоит из отдельных секций длиной 2,5 – 3,5 м. На криволинейных участках при закруглении с радиусом 40 м опорную конструкцию собирают из прямолинейных укороченных или криволинейных секций, длина которых в два раза меньше обычных. При малых радиусах закруглений устанавливают батарею направляющих роликов. Наибольшее распространение получили направляющие для роликов из углового проката. В выработках, имеющих неспокойную гипсометрию, применяют направляющие из швеллеров. Для нормальной эксплуатации конвейеров большое значение имеет правильная стыковка направляющих. Чтобы защитить направляющие от засорения транспортируемым материалом и обезопасить работу обслуживающего персонала, ходовые ролики закрываются щитками, которые крепятся к опорным стульям. В пластинчатых конвейерах применяются концевые и промежуточные приводные головки. Концевые головки собираются с одним или двумя электродвигателями в головной и хвостовой части става. Промежуточные приводные головки устанавливаются на трассе конвейера и применяются для разгрузки концевых приводов при больших длинах пластинчатых конвейеров. На рис.2 показана приводная головка пластинчатого конвейера КПИ-1 с двумя электродвигателями мощностью по 32 квт каждый. Натяжное устройство пластинчатых конвейеров совмещено с хвостовыми поворотными устройствами и может быть выполнено жестким или податливым. Наибольшее распространение получили жесткие натяжные устройства. Пластинчатый Рис. 2. Приводная головка конвейера КПИ-1: к о н в е й е р П-65 (рис. 3) 1 – рама; 2 – головная звездочка; является стационарной 3–редуктор; 4 – турбомуфта; установкой для 5 – разгрузочный лоток; транспортировки угля и в – электродвигатель породы по горным выработкам. Концевой привод снабжен гидравлическим натяжным устройством, а головной – имеет расштыбовщик для очистки пластинчатого полотна. Конвейерный став состоит из прямолинейных 44 4, поворотных 5 и переходных 6, 7, 8 секций с опорными стойками. Тяговым элементом конвейера является сварная круглозвенная калиброванная цепь. Несущее полотно 3 состоит из отдельных штампованных пластин трапециевидной формы, изготовляемых из стали толщиной 4 мм. Каждая пятая пластина несущего полотна снабжена ходовыми роликами. Для возможности транспортировки сосредоточенного груза весом до 500 кг (например, оборудования) конвейер укомплектован двух- и трехметровыми отрезками несущего полотна, у которых все пластины имеют роликовые опоры. Ролики движутся в направляющих, обеспечивающих работу конвейера на неровной трассе. Приводная головка 1 в зависимости от длины конвейера имеет различное число приводных блоков: при длине конвейера от 500 до 900 м – три привода, при длине от 900 до 1200 м – четыре. Приводной блок состоит из электродвигателя мощностью 22 кет, турбомуфты и редуктора. В редуктор встроен специальный механизм, с помощью которого можно и подключить к приводной головке или отключить от нее любой из приводных блоков. Допустимый изгиб става в вертикальной плоскости 3°. Допустимый угол поворота смежных поворотных секций в горизонтальной плоскости 4,5°, минимальный радиус поворота 20 м. Основным преимуществом пластинчатых конвейеров являются высокая производительность при сравнительно небольших размерах, возможность транспортировки материалов по искривленной трассе с радиусом закругления до 15 м, возможность установки промежуточных приводов в любом месте трассы конвейера, что обеспечивает транспортировку материала на большую длину без перегрузок и, следовательно, уменьшает измельчение полезного ископаемого, снижает пылеобразование по сравнению с ленточными конвейерами. Кроме того, к достоинствам относятся огнестойкость несущего полотна, способность доставки материала под углом наклона до 40°, возможность использования конвейера для транспортировки оборудования. В отличие от скребковых конвейеров, перемещающих мА 45 46 Рис. 3. пластинчатый конвейер П-65: 1 – привод головка; 2 – концевая головка; 3 - несуўее полотно; 4 - промолинейная секция; 5 - поворотная секция; 6,7,8 - переходные секции; 9 - главнай пост управления; 11 - насосная станция териалы волочением по неподвижному желобу, в пластинчатых кон-вейерах груз транспортируется по несущей поверхности и остается относительно нее неподвижным, поэтому в процессе доставки груз не подвергается дроблению и истиранию. Так как пластинчатое полотно перемещается на роликах, то сопротивление передвижению, а следовательно, расход энергии в этих конвейерах значительно меньше, чем в скребковых. Пластинчатые конвейеры обладают большой прочностью и долговечностью. Недостатки пластинчатых конвейеров: сложность конструкции, большая металлоемкость и высокая стоимость. Кроме того, при порывах тяговой цепи или несущего полотна для ликвидации поломки требуется много времени. При просыпании штыба между пластинами заштыбовывается нижняя ветвь конвейера, особенно при транспортировке влажных и липких материалов. Однако вследствие существенных эксплуатационных достоинство пластинчатые конвейеры получают все большее применение в горной промышленности, особенно когда ленточные или скребковые конвейеры не могут быть применены по условиям эксплуатации. Порядок выполнения работы: 1. Изучить студентов к общему сведению пластинчатых конвейеров 2. Изучение конструкции пластинчатого конвейера 3. Изучение областью применения пластинчатого конвейера 4. Изучение основномю принципу работы конвейера 5. Изучение основных узлов конвейера Контрольные вопросы: 1. В каких условиях применяется пластинчатый конвейер? 2. Из каких узлов состоит пластинчатый конвейер? 3. Какой часть является тяговым органом пластинчатого конвейера? 4. Расскажите о преимуществах пластинчатых цепей? 5. Расскажите о недостатках пластинчатых конвейеров? 47 Лабораторная работа № 3 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ Цель: изучение конструкции ленточных конвейеров, принципами работы основных узлов конвейера и их эксплуатации. Оборудования и наглядные пособия: Общий вид ленточного конвейера, чертеж конструкции ленточных конвейеров, лента, ролик. Краткое теоретическое сведение конструктивной схемы ленточного конвейера Ленточный конвейер (рис. 1) состоит из замкнутого контура ленты 1, которая перемещается по роликовому ставу 2 и служит как тяговым, так и грузонесущим органом. Лента приводится в движение при помощи тяговых барабанов 3, входящих в приводную станцию. Для обеспечения необходимого натяжения ленты предусмотрено натяжное устройство 4. Рис.1. Схема ленточного конвейера Конвейерные ленты В ленточном конвейере обычной конструкции конвейерная лента является одновременно грузонесущим и тяговым органом, в связи с этим к ней предъявляются особые требования. Конвейерная лента должна обладать высокой прочностью, чтобы воспринимать большие тяговые усилия; должна хорошо сопротивляться ударным нагрузкам, которые могут иметь место при погрузке на нее транспортируемого груза, кроме того, она должна обладать гибкостью и высокой износостойкостью. Для ленточных конвейеров, которые используются на открытых разработках, наибольшее распространение получили тканевые многопрокладочные ленты. Для мощных стационарных конвейеров все чаще используются резинотросовые конвейерные ленты. Тканевые многопрокладочные ленты (рис.2) состоят из нескольких прокладок (слоев), пропитанных резиной, между которыми расположены 48 тонкие резиновые прослойки (сквиджи). Прокладки составляют прочную основу (каркас) ленты и защищаются от ударов и пробоев, а также от проникновения влаги верхней, нижней и бортовыми обкладками. Все составные части ленты соединяются между собой при помощи вулканизации. Обычно верхняя обкладка, на которой лежит транспортируемый груз, Рис.2. Тканевая многопрокладочная конвейерная лента: 1 — прокладки, 2 — сквиджи, 3 — обкладки делается более толстой. В конвейерных лентах отечественного производства верхнюю обкладку делают толщиной 3 – 6 мм, а нижнюю – 1 – 3 мм, толщина прокладок принимается 1,5 – 2,5 мм, толщина сквиджей – 0,2 – 0,3 мм. Прокладки представляют собой полосы специальной хлопчатобумажной или синтетической ткани, имеющей прочные продольные основные нити, переплетенные поперечными уточными нитями. В резинотросовых конвейерных лентах каркас состоит из одного слоя стальных тросов (рис.3) диаметром 2,5 – 10 мм. Для защиты тросов от повреждений иногда в верхнюю и нижнюю обкладки укладывают по одному слою тканевой прокладки. Практика показала, что резинотросовые ленты обладают более высокими эксплуатационными качествами, чем Рис.3. Сечение резинотросовой конвейерной ленты многопрокладочные тканевые ленты. Показателем прочности резинотросовых конвейерных лент является усилие разрыва, отнесенное к 1 см ширины ленты. Усилие разрыва современных резинотросовых конвейерных лент находится в пределах ар = 1200 ÷ 6000 даН/см. Полное усилие разрыва тканевых лент Sp = Biσp; резинотросовых лент Sp = Bσp, где В — ширина ленты, см; i — число прокладок. 49 Роликовый став По всей длине конвейерная лента поддерживается роликоопорами. К роликоопорам предъявляются следующие требования: ролики должны обладать Малым сопротивлением вращению; на грузовой ветви роликоопора должна придавать ленте лотковость для лучшего заполнения ленты, грузом; роликоопоры должны обеспечивать центрирование ленты при движении, а также должны быть прочными и долговечными. Основным элементом роликоопор является ролик. В одной роликоопоре может быть от одного до пяти роликов. Наибольшее распространение получили трехроликовые опоры для поддержания грузовой ветви ленты и одно- или двухроликовые – для поддержания порожней ветви. Ролики могут быть с жесткими и гибкими осями. Иногда выполняются ролики с цапфами. Гибкие оси могут быть из стального каната или из отрезков цепи. Наиболее широко используются ролики с жесткой осью. Ролик (рис.4) состоит из оси 1, корпуса (стальной трубы) 2 с запрессованными стаканами 3, шариковых подшипников 4 и лабиринтных уплотнений, собранных из кольца 5, втулки 6 и пружинящего кольца 7. Между стаканами располагается труба 8, в которую закладывается смазка. На рис.4. показана конструкция подшипникового узла, хорошо зарекомендовавшая себя в эксплуатации. Эта конструкция включает лабиринтное уплотнение с защитными кольцами «Нилос». При этом применяется Рис. 4. Ролик ленточного конвейера долговременная закладная смазка. В местах загрузки ролики футеруют резиновыми кольцами для обеспечения амортизации. При погрузке особо крупнокусковых грузов вместо роликов устанавливают пневмокатки низкого давления. Роликоопоры принято разделять на жесткие (рис.5) и податливые – подвесные (рис.6). В жестких – ролики устанавливают при помощи кронштейнов на планки, которые монтируются на поддерживающих конструкциях, выполненных в виде легких, но прочных ферм из стального проката. Поддерживающие конструкции Рис. 5. Жесткая роликоопора передвижных конвейеров (забойных и отвальных) выполняются в виде отдельных секций длиной 4,5 – 6,0 м, которые устанавливают на деревянных или полых стальных шпалах. Шпалы соединяют между собой двумя нитками рельсов, которые служат для передвижки конвейеров с помощью различного рода передвижчиков, а 50 иногда используются для перемещения вдоль конвейера разгрузочных и загрузочных устройств. Роликовый став стационарных конвейеров монтируется на легких фундаментах или на специальных металлоконструкциях (например, на транспортно-отвальных мостах или на консольных фермах отвалообразователей). На поверхности карьеров иногда стационарные конвейеры размещают в закрытых галлереях для защиты от атмосферных осадков. В последнее время получают Рис. 6. Подвесная роликоопора распространение подвесные роликоопоры. Разработано большое число различных конструкций подвесных роликоопор. На рис. 6 изображена подвесная трехроликовая опора, у которой внутренние концы осей крайних роликов соединены с концами оси среднего ролика. Соединение может быть жестким или шарнирным. Такие роликоопоры при помощи специальных зажимов навешиваются на стальные канаты-благодаря чему обеспечивается их податливость. Канаты через определенные интервалы, кратные шагу роликоопор, поддерживаются стойками. При этом одни концы канатов закрепляются при помощи анкерных устройств, а другие соединяются с натяжными устройствами. Для предотвращения схода ленты в сторону применяют специальные центрирующие ход ленты роликоопоры. Опыт эксплуатации показал, что наиболее эффективным типом является центрирующая опора с принудительным поворотным приводом. На рис.7 дана принципиальная схема такой роликоопоры. Роликоопора выполнена поворотной на оси 1 и снабжена двумя вертикальными (дефлекторными) роликами 2, которые связаны рычажной системой с приводом поворота роликоопоры. При сходе край ленты 3 нажимает дефлекторный ролик и он включает привод поворота, который разворачивает роликоопору таким образом, чтобы появившаяся вследствие скольжения ленты по роликам сила трения смещала ленту к оси конвейера. В существующих роликоопорах этого типа привод поворота выполнен электрогидравлическим, хотя принципиально он может быть любым. Ролики, поддерживающие обратную ветвь конвейерной ленты, подвержены загрязнению, так как они соприкасаются с грузовой ее стороной. Частицы оставшегося на ленте материала образуют уплотненный слой, который увеличивает диаметр ролика и образует неровную поверхность, вызывающую сход ленты в сторону. В последнее время широкое распространение получили ролики с резиновыми дисками (рис. 8). Эти ролики обладают свойством самоочищения, так как налипший на ленту материал продавливается в промежутки между дисками. 51 Совершенствование конструкции роликоопор направлено на Рис. 8. Роликоопора о резиновыми дисками Рис. 7. Центрирующая роликоопора снижение сопротивления вращению роликов и увеличение межремонтных сроков службы путем улучшения конструкции подшипниковых узлов, применения долговременных смазок, облегчения вращающихся частей роликов путем использования пластмасс, прессматериалов, стекловолокон и проч. Приводные станции передаточных конвейеров могут устанавливаться на параллельных оси конвейера рельсах и передвигаться с помощью собственных ходовых механизмов, лебедок или тракторов. Приводной барабан (рис.9) ленточного конвейера состоит из обечайки 1, приваренной к двум дискам 2 со ступицами 3. Ступицы имеют шпоночные канавки, при помощи которых обеспечивается закрепление барабана на валу. Поверхность обечайки покрывается фрикционным эластичным материалом с канавками 4 для повышения фрикционного сцепления барабана с лентой. Канавки служат для отвода грязи, попавшей между лентой и барабаном. Очистные устройства (рис.10) предназначаются для очистки Рис. 9. Приводной барабан конвейерной ленты и барабанов от налипших частиц транспортируемого грузаИмеется значительное количество различных конструкций очистных устройств, однако достаточно эффективной очистки конвейерной Рис 10. очистные устроества: ленты они не обеспечивают. Широко а – скребковые; б – щеточные распространено простое очистное устройство в виде скребка из резины, прижимаемого к ленте или поверхности барабана грузом или пружиной. Иногда устанавливают последовательно несколько скребков. 52 В последнее время для очистки ленты получили распространение очистные устройства в виде цилиндрических щеток со встречным по отношению к направлению движения ленты вращением. В этих щетках щетина из толстого капрона собирается толстыми пучками и располагается на цилиндрической поверхности по спирали или по образующим цилиндра с некоторым интервалом, образуя гребки из щетины. Натяжные станции На натяжных станциях специальными натяжными устройствами создается начальное натяжение ленты для обеспечения допустимого провеса ее между роликоопорами, кроме того, начальное натяжение необходимо для надежной передачи тягового усилия приводными барабанами. Натяжные устройства должны также компенсировать вытяжку ленты, появляющуюся в процессе ее эксплуатации. По принципу действия натяжные устройства (рис. 11) принято разделять на жесткие и податливые. Первые применяются на конвейерах небольшой длины. Основным элементом любого натяжного устройства является барабан, перемещающийся на тележке или в специальных направляющих при помощи винтовых пар или лебедок. Наиболее распространенным Рис. 11, Натяжные устройства: является податливое натяжное а – грузовое; б – грузовое с лебедкой для протягивания груза устройство грузового типа, обеспечивающее постоянное начальное натяжение ленты при любых режимах работы конвейера. Для уменьшения веса груза 1 применяют систему полиспастов, а для компенсации вытяжки ленты и чрезмерного опускания груза устанавливают лебедку 2, с помощью которой периодически подтягивают канат Загрузочное и разгрузочные устройства В местах поступления груза на конвейер устанавливают загрузочные устройства. Конструкция этих устройств в значительной мере зависит от места их установки, но к ним предъявляются следующие основные общие требования. Эти устройства должны 1 обеспечивать центральную подачу груза на ленту, предохранять места погрузки от завала и просыпания груза мимо ленты, направлять грузопоток по движению загружаемой ленты, придавая грузу скорость, равную по направлению и величине скорости ленты. Кроме того, загрузочные устройства должны обеспечивать минимальную высоту падения груза на ленту особенно при транспортировании тяжелых крупнокускорых грузов. Выполнение этих требеваний должно предотвратить повреждение ленты в местах погрузки и перегрузки. 53 Основными элементами загрузочных устройств являются различного типа воронки, лотки и питатели. Стенки воронок должны иметь такой наклон, чтобы загружаемый материал не зависал. Наиболее распространенным типом лотка является лоток с колосниковым днищем (рис.12), который обеспечивает подсев на ленту мелочи перед погрузкой более крупных фракций груза. Наклон колосников и Профиль лотка выбираются такими, чтобы груз попадал на ленту со скоростью, равной скорости ее движения. Иногда колосники устанавливают на Рис 12 колосниковый загрузочный амортизирующих опорах. латок: Вибрация, вызываемая 1 – загрузочная воронка; 2 – колосники; 3 – лоток; 4 – ударами падающих на амортизирующие опоры; 5 колосники кусков, конвейерная лента способствует лучшему прохождению материала по лотку Порядок выполнения работы: 1. Ознакомление конструктивной схемы ленточного конвейера 2. Изучение структуры конвейерной ленты 3. Изучит чертеж ленточного конвейера и технические требования. 4. Изучение конструкции и эксплуатации очистных устройств. 5. Изучение схемы работы приводной станции, натяжных устройств. 6. Изучение схемы загрузочных устройств. Контрольные вопросы: 1. Объясните конструктивную схему ленточного конвейера? 2. Какие типии бывают конвейерных лент? 3. Из чего состоит ролик? 4. Что такое приводная станция? 5. Какие типы существует натяжных станции? 54 Лабораторная работа № 4 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ РУДНИЧНЫХ РЕЛЬСОВЫХ ПУТЕЙ Цель: изучение студентами общего значения, типов и области применения рельсовых путей, а так же нижнего и верхнего строения рельсовых путей, рельсовые колеи. Оборудования и наглядные пособия: Изучение конструкции рельсовых путей производится по чертежам, плакатам и макетам. Краткое теоретическое сведение конструктивной схемы рельсовых путей Нижнее строение рельсового пути и откаточные выработки Рельсовые пути состоят из нижнего строения пути, или основания (почвы выработки), с водоотливными устройствами и верхнего строения пути (балластного слоя, шпал, рельсов и скреплений). Нижним строением пути называется фундамент, на котором покоится верхнее строение пути. В подземных условиях нижним строением пути служит почва откаточных выработок и, как правило, при этом никаких искусственных сооружений не создается. Расположение пути в пространстве определяется его трассой, планом и профилем. Ось пути, проложенную в выработке, называют трассой. Трасса пути по возможности должна быть прямолинейной. Рельсовый путь в плане представляет собой ряд прямолинейных и криволинейных участков пути. На криволинейных участках рельсы укладывают по длине окружности. Для снижения сопротивления движению составов, уменьшения износа рельсов и удешевления содержания пути радиусы закруглений берутся по возможности большими. При электровозной откатке минимальные радиусы закруглений принимаются в зависимости от жесткой базы подвижного состава и скорости движения. Отношение радиуса закругления рельсовых путей к наибольшей жесткой базе подвижного состава должно быть: при скорости движения 1,5 м/сек – не менее 7, при скорости движения более 1,5 м/сек, а также на всех кривых с углом поворота свыше 90° независимо от скорости движения – не менее 10. Откаточные выработки проводятся обычно с уклоном в сторону движения груза (к околоствольному двору). Уклоном пути называют отношение разницы уровней головок рельсов, расположенных в двух рассматриваемых точках, к расстоянию между этими точками. Величина их уклона i измеряется тангенсом угла наклона пути к горизонту и выражается десятичной дробью или в промилле (0/00)- Например, i = 0,003 или 3°/00 означает, что разность уровней между двумя точками, расположенными на расстоянии 1 км, составляет 3 м. Уклон пути (подъем и спуск) влияет на вес состава, который может быть прицеплен к данному электровозу. Уклон, по величине которого рассчитывают вес поезда при одиночной тяге, называют преобладающим уклоном. Величину угла желательно выбирать так, чтобы сила сопротивления движению 55 груженного состава Wrp, идущего под уклон от погрузочного пункта к околоствольному двору, была равна силе сопротивления движению порожнякового поезда Wпор, идущего на подъем в обратном направлении. Уклон пути, при котором Wrp = Wnop, называется у к л о н о м равного сопротивления. Горизонтальные выработки, по которым производится откатка локомотивами, на всем протяжении должны иметь уклон в сторону направления околоствольного двора i = 0,003 – 0,005. При этом нижний предел принимается для главных откаточных выработок, а верхний – для промежуточных выработок. Если по расчету уклон равного сопротивления получается настолько малым, что не обеспечивает стока воды, то действительный уклон откаточного пути принимают равным 3 – 4°/00. С увеличением наклона рельсового пути увеличивается сила тяги в направлении движения порожнякового состава, что приводит к преждевременному разряду аккумуляторных батарей и выходу из строя тяговых двигателей. Несоблюдение уклона равного сопротивления ведет к уменьшению веса поезда, ухудшает условия работы рельсовых путей, а также может вызвать сход с рельсов вагонеток и электровозов. Угол наклона пути или уклон, при котором сила тяги равна нулю, называется уклоном равновесия. Пути с уклоном, равным уклону равновесия, настилают в выработках, где вагонетки должны двигаться самокатом (в околоствольных дворах, на приемных площадках бремсбергов и уклонов), без применения усилий. Для протекающей по откаточным выработкам воды устраивают специальные водоотводные канавки, дно и стенки которых при слабых размываемых породах закрепляют деревом или бетоном. Сечение канавки должно обеспечить пропуск всей протекающей воды по выработке со скоростью движения не менее 0,5 м/сек. При такой скорости переносимые водой мелкие частицы грязи и штыба будут оседать на дне канавок. Для улавливания штыба и грязи на расстоянии 100 – 150 м друг от друга устраивают специальные отстойники в виде небольших колодцев, которые периодически очищают. Верхнее строение рельсового пути Основными элементами верхнего строения рельсового пути являются рельсы со скреплениями, шпалы и балласт. Р е л ь с ы являются наиболее ответственной частью верхнего строения пути, которая воспринимает давление колес подвижного состава и передает нагрузку поезда шпалам. Тип рельса определяется весом одного погонного метра в килограммах. На угольных шахтах и в рудниках применяются рельсы типа Р-18 весом 18 кг/м, Р-24 весом 24 кг/м, Р-33 и Р-38 весом 33 и 38 кг/м (рис. 1 и табл. 1). 56 Таблица 1 Основные размеры рудничных рельсов Тип Вес 1 м|, А, мм b а, мм z, мм t мм с, мм рельса, кГ кг/м 18 90 8U 40 10,0 42,9 18,06 24 107 92 51 10,5 53,6 24,04 33 128 110 60 12,0 57,0 33,10 В околоствольных дворах, на основных откаточных выработках в наклонных стволах и уклонах при вагонетках емкостью до 2 м3 применяются рельсы весом 24 кГ/м, при вагонетках большей емкости должны применяться рельсы весом 33 и 38 кГ/м, как имеющие повышенные устойчивость и срок службы. Легкие рельсы (18 кГ/м) настилаются только в промежуточных и вентиляционных выработках. Ш п а л ы воспринимают давление от рельсов и передают его на балластный слой. Кроме того, они связывают обе нитки рельсового пути между Рис. 2. Типы шпал: Рис. 1. Форма сечения рельса: а — брусковая; б — пластинчатая 1 — головка; 2 — шейка; 3 — подошва собой, удерживая их на определенном расстоянии друг от друга и сохраняя ширину колеи. Так как шпалы частично утоплены в балласт, то они препятствуют поперечному и продольному сдвижению пути. Шпалы бывают деревянными, металлическими и железобетонными. Металлические шпалы изготовляют из специального профиля или швеллерного железа. По качеству они уступают деревянным и применяются только для переносных временных путей, применяемых при проведении выработок и на горящих отвалах. Железобетонные шпалы применяют только в сильно обводненных выработках с большим сроком службы (в наклонных стволах), а также на горящих отвалах породы. К деревянным шпалам рельсы крепятся с помощью металлических костылей. Недостатком деревянных шпал являются малый срок их службы и огнеопасность. Для изготовления шпал употребляют сосцу, кедр, пихту, древесина которых достаточно вязка и прочна, хорошо сопротивляется выдергиванию и отжатию костылей и не раскалывается при их забивке. Для предохранения шпал от гниения и для увеличения срока службы их пропитывают антисептиками. По форме сечения шпалы бывают брусковые и пластинчатые (рис. 2). Пластинчатые менее прочны, чем брусковые, 57 сопротивляемость изгибу в вертикальной плоскости у них меньше. Кроме того, они раскалываются и растрескиваются при забивании костылей. Длина шпал обычно берется в 1,8 раз больше ширины колеи. Расстояние между осями шпал не должно превышать 700 мм. При укладке стрелочных переводов применяются комплекты шпал различной длины, называемые переводными брусьями. Расстояние между шпалами зависит от типа и длины рельсов, типа и веса курсирующих электровозов и составов и колеблется в пределах 0,6 – 0,7 м. Между стыковой и ближайшей соседней шпалой расстояние несколько уменьшено. Б а л л а с т служит для распределения давления от шпал на возможно большую площадь нижнего строения пути (почву), удержания шпал от сдвижения, смягчения ударов от движущихся составов и регулирования положения шпал при мелких неровностях почвы. В качестве материала для балласта служит щебень или гравий, изготовляемый из крепких пород с размером зерен от 20 до 40 мм. Толщина балластного слоя под шпалами должна быть не менее 90 мм. Рельсовые пути в выработках с сильно дующей почвой и со сроком службы менее двух лет укладывают без балласта. С к р е п л е н и я рельсов в зависимости от назначения бывают стыковые и промежуточные. Промежуточные скрепления соединяют рельсы со шпалами, а стыковые соединения – рельсы между собой в местах стыков. К промежуточным скреплениям относятся костыли и рельсовые подкладки. Рельсы прикрепляют к шпалам костылями, изготовляемыми из стали и имеющими квадратное сечение. Костыль (рис. 3, а) имеет верхнюю головку 1 и стержень 2. Головка костыля снабжена ушками 3, служащими для выдергивания костыля лапчатым ломом. Нижний конец костыля имеет плоское заострение, которое при забивании костыля направляется вдоль рельса и не дает раскалываться шпалам. Размеры костыля зависят от типа применяемых рельсов. Для рельсов Р-24 используются, например, костыли сечением 14 X 14 мм2, для Р-33 – 16 X 16 мм2. При электровозной откатке в главных откаточных выработках рельсы на шпалу укладываются на плоских или клиновых подкладках (рис. 3, б). При клиновых подкладках рельсы наклонены внутрь колеи. Такое наклонение называется под уклонкой. При этом поверхности головок рельсов располагаются под тем же углом, что и образующая конической поверхности обода колес. Благодаря этому центрируется усилие давления колес на рельсы, возрастает устойчивость рельсов и уменьшается износ их поверхности. Прямоугольные подкладки имеют два отверстия для костылей, а клинчатые – два или три. Отверстия располагаются в шахматном порядке во избежание раскалывания шпал. Место соединения рельсов между собой называют с т ы к о м . Соединение стыков должно обеспечить безударный переход колеса с одного рельса на другой, что достигается укладкой рельсов без уступа и с возможно малыми просветами между концами. Так как в шахтах колебания температуры незначительны, то температурное изменение длины рельсов практического значения не имеет. 58 Стыки бывают сварные и механические. Производство сварных работ в шахтах, особенно газовых, затруднено. Кроме того, сварные стыки усложняют ремонтные работы, особенно замену рельсов. Поэтому в условиях Рис. 3. Скрепления для рельсов шахты чаще применяется механическое соединение рельсов с помощью накладок и болтов. Стык может располагаться на шпале и между шпалами. При расположении стыка на шпале последняя под действием ударной нагрузки при переходе колеса с одного рельса на другой перестает плотно прилегать к балласту. Кроме того, такое соединение является жестким. Расположение стыков между шпалами обусловливает большую гибкость стыка, а следовательно, вызывает колебания подвижного состава при переходе через стык. Наилучшим является расположение стыка на сближенных шпалах. В соответствии с правилами безопасности (ПБ) рельсовые стыки должны быть уложены на весу с оставлением стыковых зазоров не более 5 мм. Расстояние от оси стыковой шпалы до стыка рельсов должно быть равным 200 мм. Для соединения рельсов в стыках применяют накладки 2 (рис. 3, в), которые уменьшают прогиб рельсов на стыках и не допускают смещения рельсов в горизонтальной плоскости. Накладки крепятся к рельсам стыковыми болтами (рис. 3, г). Так как при соединении болт не должен прокручиваться, то его головка делается удлиненной и при сболчивании она упирается в подошву рельса, стопоря болт. Рельсовая колея Ш и р и н а к о л е й. Различают ширину рельсовой колеи Sp и колесной колеи SK или ширину колесной пары (рис. 4), т. с. расстояние между наружными рабочими кантами реборд. Так как возможны неточности при настилке пути и последующая деформация колеи, рельсовая колея должна быть больше колесной, чтобы образующийся зазор исключал возможность зажатия реборд колес между рельсами. Рис. 4. Рельсовая колея Подвижной состав должен иметь ширину х колесной пары на 10 мм меньше рельсовой колеи, т. е. х = Sp — SK = 10 мм. Р е л ь с о в а я к о л е я па к р и в о л и н е й н ы х у ч а с т к а х . При движении по криволинейным участкам пути составов или отдельных вагонеток возникает центробежная сила, которая прижимает реборды колес к наружному рельсу. Это опасно для устойчивости подвижного состава, вызывает повышенный износ рельсов и колесных реборд, а также 59 увеличивает сопротивление движению. Средством борьбы с таким действием центробежной силы является настилка пути с превышением наружного рельса над внутренним, для чего балластный слой под наружным рельсом утолщается. Наружный рельс должен возвышаться над внутренним на величину, установленную проектом, но не менее 15 мм для колен 900 мм и не менее 10 мм для колеи 600 мм. Под внутренней рельсовой ниткой ширина балластного слоя должна оставаться нормальной. Наружный рельс должен плавно подниматься и опускаться на сопряжениях криволинейного участка пути с прямолинейным. При этом величина повышения должна быть не более 3 мм на 1 м пути. Вагонетки и электровозы при движении по закруглениям располагаются по хорде кривой. Во избежание зажатия реборд между головками рельсов и сильного увеличения сопротивления, а также износа на закруглениях колея несколько уширяется. Чем больше жесткая база электровоза или вагонетки и чем меньше радиус закругления, тем на большую величину должна быть уширена колея. Величина уширения обычно составляет OT 15 ДО 20 мм и достигается передвижкой внутреннего рельса к центру кривой. Переход от уширенной колеи к нормальной (отвод уширения) должен быть плавным и постепенно уменьшаться на 3 мм на 1 м пути. На криволинейных участках с радиусом закругления пути менее 20 м между рельсовыми нитками ставят металлические стяжки, препятствующие изменению колеи. Расстояние между стяжками должно быть не более 3 м. На криволинейных участках радиусом меньше 12 м параллельно внутреннему рельсу укладывают контррельс. Рихтовку пути (выпрямление) на закруглениях требуется производить по наружному рельсу. Порядок выполнения работы: 1. Изучение схемы нижнего строения рельсового пути. 2. Изучение схемы верхнего строения рельсового пути. 3. Изучение рельсовых скреплений. 4. Изучение схемы рельсовой колеи. 5. Написать отчет о выполненной работе. Контрольные вопросы: 1. Из чего состоит верхнее строение рельсового пути? 2. Из чего состоит нижнее строение рельсового пути? 3. Что такое рельсовая колея? 4. Что такое балласт? 5. Что такое шпал? 6. Какие виды существует шпалов? 7. Назовите несколько марок рельсов? 8. Назовите оборудования для скрепления? 60 Лабораторная работа № 5-6 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ РУДНИЧНЫХ ВАГОНЕТОК И ЛОКОМОТИВОВ Цель: изучение студентами о конструкциях рудничных вагонеток, основные узлы вагонеток, типы и область применение вагонеток и локомотивов. Оборудования и наглядные пособия: Изучение конструкции вагонеток и локомотивов производится по чертежам, плакатам и макетам. Краткое теоретическое сведение конструктивных схемах вагонеток Рудничные вагонетки по своему назначению делятся на грузовые, людские, вспомогательные и специального назначения. Грузовые вагонетки предназначены для транспортировки угля, руды и породы, людские – для перевозки людей по горизонтальным и наклонным выработкам, вспомогательные – для доставки различных вспомогательных грузов. К последним относятся лесодоставочные вагонетки, платформы для перевозки оборудования, вагонетки для взрывчатых материалов, цистерны для воды и др. Грузовые вагонетки в зависимости от способа разгрузки бывают с глухим кузовом, разгружаемые с помощью опрокидывателей, с откидным днищем (см. рис. 4), опрокидные и с откидной боковой стенкой (см. рис. 5). Конструкция шахтных вагонеток Грузовые шахтные вагонетки состоят из следующих основных элементов: кузова, рамы, полускатов и сцепок. К у з о в изготовляется из листовой стали и состоит из двух лобовин и боковины, скрепленных между собой сваркой. В верхней части кузова усилен продольными и поперечными гофрами и окантован полосовым железом для придания ему жесткости. По форме кузова вагонетки изготовляют с полукруглым дном и прямоугольного сечения с углублением днища посредине, а также трапециевидной формы. Кузова с полукруглым дном проще в изготовлении и имеют наибольшее распространение. Р а м а вагонетки изготовляется сварной из угольников, швеллеров с отогнутыми полками и из двутавровых балок. Рама является основной несущей частью вагонетки, на которой крепятся кузов, полускаты, буфера и сцепные устройства. Она воспринимает нагрузку от груза, тяговое усилие, динамические удары и толчки, поэтому должна быть особенно прочной и жесткой. С торцов рамы крепятся буфера, которые воспринимают удары при столкновении вагонеток между собой или с электровозом. По способу действия буфера бывают мягкие и жесткие. Мягкие буфера применяются при вагонетках грузоподъемностью 5 и 10 т. По конструкции буфера бывают одинарными, или сплошными, и парными, или разрезными (кулачковыми) . 61 Разрезные буфера имеют следующие премущества перед одинарными: Рис. 1. Буфер и рама: 1—разрезной буфер; 2— рама; 3 — кронштейн для оси; 4 — упор крепление сцепок при таких буферах удобно и доступно, что обеспечивает большую безопасность сцепки и расцепки вагонеток. На типовых шахтных вагонетках приняты разрезные буфера. На рис. 1 показана рама с разрезными буферами. К средней части рамы вагонетки снизу приклепывается упор для захвата вагонетки толкателем при проталкивании в опрокидыватель. С к а т ы состоят из оси и двух колес (рис. 2), свободно насаженных на ось на Рис. 2. Колесо шахтной двух шарпко- или роликоподшипниках. вагонетки: Колеса изготовляются стальными литыми. 1— колесо; 2 — Диаметр колес по кругу катания принят 300 шарикоподшипники; мм для вагонеток грузоподъемностью до 2 3 — ось т., 350 мм для вагонеток грузоподъемностью 2 и 3 т. и 400 – 450 мм для рудных вагонеток грузоподъемностью 5 – 10 т. Обод колес проточен слегка на конус для центрирования вагонетки в рельсовой колее. Уплотнение подшипников на колесах диаметром 300 и 350 мм осуществляется лабиринтом и уплотняющим кольцом. Шарикоили роликоподшипники смазываются через отверстия, закрытые резьбовой пробкой, с помощью шприца. С ц е п к и (рис. 3) служат для соединения вагонеток в составы и передачи тягового усилия электровоза. Согласно ПБ Рис. 3. Типы сцепок: сцепки для грузовых вагонеток должны а - крюковая вращающаяся: иметь шестикратный запас прочности по 1 - крюк; 2- серьга; 3-траверса; 4 - вращающееся звено; отношению к максимальной статической 5 -палец, 6 - автоматическая нагрузке, при которой они применяются. 62 Для обеспечения прохода вагонеток по кривым с малым радиусом сцепка должна допускать «игру» между вагонетками, однако свободный ход вагонеток относительно друг друга не должен быть большим во избежание дергания вагонеток при трогании с места. По способу действия сцепки разделяются на автоматические и простые. Простые сцепки по своей конструкции бывают штыревыми, звеньевыми, крюковыми, универсальными вращающимися и крюковыми невращающимися. Вращающиеся сцепки позволяют производить опрокидывание вагонеток в опрокидывателе без расцепки составов. На глухих вагонетках применяются крюковые вращающиеся сцепки (рис. 3, а). Штыревую звеньевую сцепку укрепляют на вагонетках выдвижным шкворнем, входящим в проушины буфера вагонетки. На большегрузных вагонетках применяют автоматические сцепки, подрессоренные пружинами, которые обеспечивают безопасность работы обслуживающего персонала при маневрах. На рис. 3, б показана автоматическая невращающаяся сцепка типа А-7н для вагонеток грузоподъемностью 3,3—5,6 Т. Конструкция сцепки предусматривает откатку вагонеток только и о горизонтальным выработкам. Автоматическая сцепка А-7н представляет собой стальной ЛИТОЙ корпус 1, внутри которого помещен замок 4 с пружиной 5 и рычагом 3 с отверстиями. Рычаг удерживается валиком 6. Головная часть корпуса имеет большой А и малый Б зубья. Пространство, заключенное между зубьями, представляет собой зев автосцепки. Сцепление автосцепкой осуществляется при соударении, когда замки смежных сцепок взаимно утапливаются в карманах корпусов, сжимая при этом пружины до тех пор, пока малый зуб Б каждой сцепки не войдет в зев противоположной. Затем под действием пружины замки возвращаются в исходное положение и замыкают сцепное устройство. Для расцепления сцепок надо нажать ногой на педаль 8. Специальный крюк В используется для присоединения тягового каната лебедки (бесприцепного устройства) при маневровых работах. Автоматическая сцепка одновременно выполняет роль буферноамортизирующего устройства, для чего на стержне 2 имеется массивная спиральная пружина 7 Типы рудничных вагонеток Шахтная вагонетка УВГ-1, 3 (рис. 4) емкостью 1,3 м3 имеет грузоподъемность 1 т. Сварной кузов вагонетки выполнен с полукруглым днищем из листовой стали толщиной 4 – 6 мм. Буфера вагонетки – разрезные Рис. 4. Шахтная вагонетка УВД-1,3 с глухим кузовом: кулачковые, сцепка – крюковая 1 - кузов; 2 - рама; 3 - полускат; 4 - сцепка вращающаяся. К нижней части рамы заклепками крепятся кронштейны для установки полускатов. В средней части рамы прикреплен подвагонный упор для толкателя. 63 Вагонетка УВД-2,5 (рис. 5, а) разгружается через дно. Она имеет три откидных днища на поперечных шарнирах. Для двух днищ шарнирами служат оси полускатов, а третий шарнирно установлен на валике под торцовой стенкой вагонетки. В закрытом положении первое днище удерживается крючком, второе – загибом над шарниром первого днища, а третье – загибом второго днища. При движении вагонетки (рис. 6) над бункерной ямой 1 рычаг 3, находящийся на задней торцовой стенке, наезжает выступающим концом на установленную около путей профильную раму 2. Рычаг поднимается кверху и откидывает крючок. Днища 5 последовательно открываются и откидываются вниз, а уголь высыпается в бункер. Двигаясь дальше, вагонетка днищем наезжает на упор 4, расположенный между рельсами, который приподнимает и последовательно закрывает днища. Вагонетки, разгружающиеся через дно, не требуют сложного оборудования для разгрузки и специального обслуживающего персонала. Разгрузка происходит автоматически при медленном ходе вагонетки. Недостатками таких вагонеток являются их большой мертвый вес Рис. 5. Схема разгрузки вагонетки УВД-2,5 сложность изготовления, возможность открывания днища в пути, необходимость подавать вагонетки к месту разгрузки всегда одной стороной. Кроме того, при движении вагонетки через зазоры между днищами и стенками возможно просыпание породной и угольной мелочи, которая сильно засоряет пути, а при влажных углях на днищах налипает слой грязи, который трудно удалить. Указанные недостатки снижают эксплуатационные качества таких вагонеток и поэтому они имеют ограниченное применение. Ш а х т н а я в а г о н е т к а УВД-3,3 разгружается через дно. В отличие от рассмотренной выше, эта вагонетка может подаваться к месту разгрузки любой стороной. Кузов вагонетки сварной, трапециевидной формы. Сцепка вагонетки – не вращающаяся, с двусторонним действием. Нижний проем кузова закрывается двумя шарнирно закрепленными на раме плоскими днищами. На каждом днище на двух отдельных осях монтируются по два ролика, служащих для плавного открывания и закрывания днищ на разгрузочной кривой. Днища удерживаются в закрытом состоянии двумя рычажными запорными устройствами. Запорные устройства освобождают только при одновременном срабатывании обоих рычагов на поворотных шинах. Разгрузка вагонеток производится над ямой при помощи специальных разгрузочных кривых, представляющих собой две кривые и две поворотные 64 плиты (рис. 6). При входе вагонетки на разгрузочную яму поворотные шины, установленные в начале рельсового пути, воздействуют на двуплечие рычаги запорного устройства и освобождают днища. Днища опускаются роликами Рис. 6. Схема разгрузки вагонетки УВД-3,3: на разгрузочные кривые и 1 - бункерная яма; 2 - поворотные шины; 3- двуплечие рычаги; 4 - разгрузочные кривые; 5 - днища плавно открываются при движении вагонетки. Груз высыпается в яму. При дальнейшем движении вагонетки вперед на другом конце ямы с помощью разгрузочных кривых днища поджимаются к кузову, а рычаги запорного устройства автоматически их закрывают. На рудных шахтах небольшой производительности большее распространение получили вагонетки УВО-0,5, У ВО-0,8 п УВО-1,0 с опрокидным кузовом (рис. 7, а). Кузов вагонетки состоит из боковины и сварных лобовин полукруглой формы. К лобовинам кузова приварены сектора с шипами, которыми кузов опирается на стойки рамы. В рабочем положении кузов удерживается затвором, который при разгрузке отводится вручную. У вагонеток УВО – 0,5 кузов посажен на раму жестко, а у вагонеток УВО – 0,8 и УВО – 1,0 – на резиновые амортизаторы. Вагонетки снабжены сцепками: УВО – 0,5 – жесткими крюковыми трехзвенными, а УВО – 0,8 и УВО – 1 – подрессорными крюковыми трехзвенными. Вагонетки с опрокидывающимися кузовами могут разгружаться в обе стороны и не требуют опрокидывателей. К недостаткам таких вагонеток относятся большие габариты при сравнительно малой емкости, необходимость выполнения вручную отдельных операций при разгрузке. На рудных шахтах применяются большегрузные саморазгружающиеся вагонетки с откидным бортом УВБ-1,6,УВБ-2,5 иУВБ-4,0 (рис. 7, б). Такая вагонетка состоит из рамы 1, кузова в сборе 2, двух колесных пар 3 с пружинными подвесками 9 и двух амортизирующих буфер-сцепок 4. К кузову вагонетки прикреплен кронштейн 5 с шарнирпо Рис. 7 Вагонетки для руды укрепленным рычагом 6 подъема вагонетки с роликом. Вагонетки этого типа разгружаются с помощью разгрузочной кривой, установленнойу разгрузочной ямы. При подходе вагонетки к естуразгрузки ролик 7 вагонетки отводится в сторону стрелкой, установленной на конце разгрузочной кривой. Перемещаясь с 65 помощью ролика по верхнему поясу разгрузочной кривой, рычаг поднимает и наклоняет кузов вагонетки на 450. При этом тяга 8 поднимает откидной борт и вагонетка разгружается. Достоинство таких вагонеток – не требуется громоздких сооружений для их разгрузки. Недостатками являются: большой вес, размеры, неплотность прилегания откидного борта кузова, что вызывает просыпание руды и загрязнение выработок и откаточных путей, недостаточная устойчивость вагонетки, вследствие чего при разгрузке она может опрокинуться. Локомотивы На карьерах при перевозке горной массы железнодорожным транспортом используют следующие типы локомотивов: электровозы и тепловозы. По условиям эксплуатации карьерные локомотивы должны удовлетворять следующим требованиям: преодолевать затяжные уклоны, проходить криволинейные участки железнодорожного пути с малыми радиусами (100 – 150 м), работать в любых климатических условиях, не зависеть от внешних источников подвода энергии на призабойных путях. В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяют электровозы, получившие широкое распространение на карьерном транспорте. Электровозы бывают аккумуляторные и контактные (рис. 8). На карьерах, как правило, используют контактные электровозы постоянного и переменного тока. Электровозы постоянного тока питаются от контактной сети Рис 8. Электровозы управления с кузовами будочного типа (ПЭ2М) (а) и вагонного типа (ОПЭ1) (б) 66 постоянного тока напряжением 1500 или 3000 В, а электровозы переменного тока – от сети переменного тока напряжением 10000 В. Контактная сеть характеризуется большими потерями энергии, что приводит к снижению к. п. д. электровозного карьерного транспорта до 14%, в то время как к. п. д. самих электровозов составляет 86 – 88%. Кроме того, наличие контактной сети на экскаваторных уступах и отвалах затрудняет производство буровзрывных и экскавационных работ, во время которых возникает опасность соприкосновения с контактной сетью ковша экскаватора, повреждения ее в момент взрыва или загрузки вагонов. Некоторые операции по обслуживанию контактной сети связаны с большими затратами ручного труда. Наиболее эффективны комбинированные контактно-аккумуляторные электровозы, для которых не требуется контактная сеть на экскаваторных уступах. Однако к настоящему времени не разработаны достаточно экономичные и дешевые аккумуляторы. На карьерах нашей страны все большее распространение получают тяговые агрегаты, представляющие собой комбинацию из электровоза, дизельгенераторной секции и моторного вагона. При движении такого агрегата по постоянным путям он питается электроэнергией от контактной сети, а при движении по экскаваторному уступу питание тяговых двигателей осуществляется от дизель-генератора. Электровозы. Основные параметры электровозов – масса, сцепной вес (вес локомотива, приходящийся на тяговые колеса), нагрузка на ось (вес локомотива, приходящийся на одну ось), мощность электродвигателей. Различают мощность часового режима, т. е. максимальную мощность, которую могут развивать электродвигатели, не перегреваясь в течение часа; мощность длительного режима, которую могут развивать двигатели длительное время без перегрева. Соответственно различают часовую и длительную силы тяги, часовую и длительную силу тока, часовую и длительную скорости. Применение электровозов переменного тока более эффективно, чем электровозов постоянного тока, так как коэффициент сцепления электровозов переменного тока на 15 – 20% выше благодаря лучшему взаимодействию колесных тяговых пар с рельсами, соответственно больше и расчетная масса прицепной части состава на 15 – 20%, меньше потери в тяговой сети, поэтому выше к. п. д. транспортной системы в целом; в два раза меньше расход цветных металлов на контактную сеть. Кроме того, при использовании электровозов переменного тока можно увеличить расстояние между питающими подстанциями и сократить их число. 67 Вместе с тем стоимость электровозов переменного тока на 15 – 25% выше стоимости электровозов постоянного тока, перевод тяговой сети на переменный ток связан со значительными капитальными затратами, поэтому переходят и на Рис.9. Схема расположения оборудования на моторном вагоне-самосвале: 1 - блок тормозных сопротивлений; 2 - тормозной переключатель; 3 - реверсивный переключатель; 4 - кузов; 5 - жалюзи; 6 - шаровая связь; 7 - цилиндр опрокидывания; 8 - трехосная тележка питание постоянным током напряжением 3000 В, так как этот процесс требует меньших затрат. Тепловозы. Тепловозом называют локомотив, оборудованный двигателем внутреннего сгорания. По типу трансмиссии, т. е. механизма передачи вращающего момента от двигателя к тяговым колесам, различают тепловозы с механической многоступенчатой передачей (мотовозы), гидромеханической и электромеханической передачами. Тепловозы с механической трансмиссией обладают двигателем мощностью до 220 кВт, а с гидромеханической – двигателем мощностью до 750 кВт. Те и другие используют в основном на маневровых и других вспомогательных транспортных операциях. Для перевозки на карьерах горной массы почти всегда применяют тепловозы с электрической или с электромеханической трансмиссиями. Ниже приведены технические характеристики тепловозов, получивших распространение при разработке месторождений открытым способом. Наиболее широкое распространение получил на карьерах тепловоз ТЭЗ (рис. 10). Кузов тепловоза вагонного типа установлен на главной раме, опирающейся на две трехосные тележки, которые оборудованы тяговыми электродвигателями, передающими вращающий момент колесным парам через односторонние, одноступенчатые зубчатые передачи. Рамы тележек имеют сварную конструкцию Рессорное подвешивание кузова состоит из двух несвязанных групп листовых рессор, цилиндрических пружин и надбуксовых балансиров. Буксы челюстного типа снабжены двумя роликовыми подшипниками. 68 Рис. 10. Схема расположения оборудования на секции тепловоза ТЭЗ: 1— двухмашинный агрегат; 2 — вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки; 3 — ходовая тележка; 4 — передний редуктор отбора мощности на вспомогательное оборудование; 5 —главный генератор; 6 — дизель; 7 — задний редуктор отбора мощности на вспомогательное оборудование; 8 — вентилятор охлаждения тяговых двигателей задней тележки; 9 — компрессор тормозной системы; 10 — рама тепловоза; 11 — вентилятор холодильника системы охлаждения дизеля На основной раме в центре кузова установлена дизель-генераторная установка. Дизель 2Д-100 представляет собой десятицилиндровый вертикальный двухтактный бескомпрессорный двигатель со встречно движущимися поршнями, с непосредственным впрыском топлива и прямоточно-щелевой продувкой. Нижний коленчатый вал дизеля через пластинчатую муфту соединен с валом якоря главного генератора, который представляет собой восьмиполюсную машину постоянного тока. На тепловозе установлен вспомогательный генератор вместе с аккумуляторной батареей кислотного типа, питающий все электрические цепи управления и освещения тепловоза. Запуск дизеля осуществляют от главного генератора, работающего в режиме двигателя с последовательным возбуждением от аккумуляторной батареи. Все основное электрооборудование тепловоза размещается в специальной камере, расположенной между кабиной машиниста и помещением для дизеля. На пульте управления установлен контроллер с главной и реверсивной рукоятками, имеется кнопочный выключатель для управления запуском дизеля и вспомогательного оборудования, установлены измерительные приборы и сигнальные устройства. Для подогрева топлива в зимнее время имеется топливо-подогреватель, омываемый водой. Пневмосистема автотормозов снабжается сжатым воздухом от трехцилиндрового компрессора, от которого сжатый воздух поступает и к разгрузочным пневмоцилиндрам вагонов-самосвалов. Привод компрессора осуществляется от нижнего коленчатого вала дизеля через специальный гидромеханический редуктор, обеспечивающий также привод вентиляторов холодильника и охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки. Четыре главных воздушных резервуара расположены под основной рамой тепловоза. Порядок выполнения работы: 1. Изучение конструкции шахтных вагонеток. 2. Ознакомиться с конструкции сцепок. 3. Изучение конструкции локомотивов. 69 5. Написать отчет о выполненной работе. Контрольные вопросы: 1. Какие типы локомотивов существует? 2. Область применения локомотивного транспорта? 3. Классификация вагонеток по их конструкции? 4. Сцепные устройства и параметры вагонеток? 5. Конструкция вагонетки с откидным бортом? Конструкция вагонетки с глухим опрокидным кузовом? Лабораторная работа № 7 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПАРАМЕТРОВ АВТОСАМОСВАЛОВ Цель: ознакомить с общими сведениями карьерных автосамосвалов, область применения, и их основные узлы, т.е. двигателями, трансмиссиями. Оборудования и наглядные пособия: Изучение конструкции и параметров автосамосвалов производится по чертежам, плакатам и макетам. Краткое теоретическое сведение конструктивных схемах автосамосвалов При разработке месторождений открытым способом применяют специальные карьерные автомобили и автомобили общего назначения. К карьерным автомобилям относят автосамосвалы, автопоезда и дизель-троллейвозы. А в т о с а м о с в а л о м называют автомобиль с усиленной грузовой платформой и кузовом, разгружающимся посредством опрокидывания назад или набок. А в т о п о е з д — автомобиль-тягач с одним полуприцепом или с одним или несколькими прицепами. Кузов прицепа или полуприцепа разгружается через дно, а также посредством опрокидывания назад или набок. Условия эксплуатации карьерных автомобилей весьма тяжелые, поэтому к ним предъявляют ряд специфических требований. Карьерные автомобили должны обеспечивать минимальную продолжительность погрузки и разгрузки; обладать высокими маневренностью, устойчивостью и проходимостью при движении по дорогам низшего качества, высокой удельной мощностью и способностью преодолевать затяжные уклоны с необходимой скоростью. Кроме того, они должны иметь высокоэффективную тормозную систему, комфортные условия для работы водителя, выдерживать большие динамические нагрузки при погрузке экскаватором и при движении по неровным внутри-карьерным дорогам, должны быть легкоуправляемыми. Все эти требования обусловили рациональное конструктивное исполнение автосамосвалов. В настоящее время основным типом карьерного автомобиля является двухосный самосвал с задней разгрузкой, так как он соответствует почти 70 всем перечисленным выше требованиям. Если же необходима повышенная грузоподъемность, а другие требования менее значительны, то используют автопоезда. К основным параметрам автосамосвалов относятся: грузоподъемностьмаксимальная масса груза, перевозимая автосамосвалом, в м е с т и м о с т ь кузова — максимальный полезный объем кузова, мощность двигателя, удельная мощность — мощность двигателя, отнесенная к 1 кг массы Рис.1. Автосамосвал БелАЗ-540 автосамосвала, мощность тяговых электродвигателей автосамосвалов с электромеханической трансмиссией, к о л е с н а я формула – числовое выражение, показывающее общее число колес и число ведущих колес. Например, колесная формула 4X2 означает, что автосамосвал имеет четыре колеса, причем два из них ведущие. Автосамосвал БелАЗ-549 отличается от предыдущих наличием электромеханической трансмиссии от дизеля к тяговым колесам, оборудованным электродвигателями. Автосамосвал БелАЗ-549 предназначен для работы в комплексе с экскаваторами ЭКГ-8 и ЭКГ-12,5. Следующим типоразмером автосамосвалов серии БелАЗ является 110тонный автосамосвал БелАЗ-7519, унифицированный сжимается при помощи поршня и воспламеняется от электрической искры. Необходимо отметить, что экономичность карбюраторного двигателя внутреннего сгорания зависит от степени сжатия горючей смеси, которая составляет 9 – 10. В дизельных д в и г а т е л я х внутреннего сгорания воспламенение смеси из воздуха и тяжелого топлива (солярового масла) происходит вследствие повышения температуры при сжатии. Топливо впрыскивается в рабочий цилиндр под давлением из форсунок. Степень сжатия рабочей смеси в дизельных двигателях принимают от 16 до 20. Дизельные двигатели обладают большей экономичностью, чем карбюраторные, так как расход топлива в них на 35 – 40% меньше на единицу мощности. Кроме того, для дизельных двигателей используют более дешевое топливо, поэтому, несмотря на более сложную конструкцию, они устанавливаются почти на всех карьерных автосамосвалах. 71 Двигатели. На карьерных отечественных автосамосвалах используют четырехтактные 6-, 8- и 12-цилиндровые двигатели с V-образным расположением рабочих цилиндров и с частотой вращения коленчатого вала 1500—2000 мин. Дизельные двигатели состоят из остова, включающего в себя раму, блок цилиндров и масляный картер; шатунно-криво-шипного механизма, преобразующего возвратнопоступательное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала; газораспределительного механизма, обеспечивающего впуск воздуха и выпуск выхлопных газов; топливной и регулировочной систем, необходимых для подвода топлива в цилиндры в определенные моменты и в строго определенном количестве в зависимости от Рис. 2. Схема цилиндра дизеля того, какую мощность должен развивать в данный момент дизель. Трансмиссиями карьерных автосамосвалов называют систему механизмов, служащих для передачи вращающего момента от коленчатого вала дизеля к ведущим колесам. На автосамосвалах применяют механические, гидромеханические и электрические трансмиссии. Механическая трансмиссия (рис. 3) состоит из фрикционного Рис. 3. Схема механической трансмиссии автосамосвала механизма сцепления 1, шестеренчатой коробки передач 2, карданной 3 и главной 4 передач, дифференциального редуктора 5 и полуосей 6 с ведущими колесами. Из практики эксплуатации автосамосвалов и проведенных исследований установлено, что наибольшая эффективность достигается при использовании механических трансмиссий в самосвалах небольшой грузоподъемности (до 12 – 15 т). Этим типом трансмиссии оборудованы автосамосвалы КрАЗ. Основной недостаток механической трансмиссии – необходимость ручного переключения ступеней передач, поэтому экономичность работы автосамосвала и скорость его движения зависят от индивидуальных качеств водителя и его квалификации. Кроме того, сам процесс переключения может явиться причиной травматизма. 72 Г и д р о м е х а н и ч е с к а я трансмиссия включает в себя: согласующий редуктор, соединенный с двигателем, гидротрансформатор (гидроредуктор), механическую коробку передач, карданный вал, задний мост, от которого вращающий момент передается на ведущие колеса. Гидромеханической трансмиссией оборудуют автосамосвалы грузоподъемностью от 15 до 60 т. Основной элемент гидромеханической трансмиссии – гидротрансформатор, служащий для автоматического и бесступенчатого изменения крутящего момента, передаваемого от дизеля на ведущие колеса. На рис.4 показан промежуточный карданный вал. Он состоит из эластичного и жесткого шарниров, соединенных скользящими фланцами. Эластичный шарнир включает в себя фланцы, соединенные между собой болтами через четыре обоймы. Каждая обойма состоит из двух чашек, внутри которых помещены резиновые втулки. Жесткий шарнир представляет собой конструкцию, состоящую из двух фланцев-вилок, крестовины и четырех игольчатых подшипников. Карданный вал заднего моста включает в себя два жестких шарнира, связанных между собой сварным трубчатым валом и скользящими вилками. Такое соединение обеспечивает возможность изменения расстояния между гидромеханической передачей и задним мостом при движении автомобиля. Оба шарнира карданного вала имеют одинаковую конструкцию. На карьерных автосамосвалах грузоподъемностью свыше 60 т используют электромеханическую трансмиссию. Электромеханической трансмиссией оборудованы отечественные автосамосвалы БелАЗ-549, БелАЗ-7519,БелАЗ-7521. Электрическая Рис. 4. Карданная передача автосамосвала БелАЗ-548: трансмиссия состоит из дизель-генераторного блока, тяговых электродвигателей, аппаратуры управления тяговыми двигателями и механической передачи. 73 В автомобилях применяют следующие компоновочные схемы тяговых электродвигателей: мотор-колесо, при которой каждое ведущее колесо приводится во вращение тяговым электродвигателем, установленным в ступице колеса, и локомотивная. В последнем случае крутящий момент передается ведущему колесу через многоступенчатую шестеренчатую передачу от тягового электродвигателя, расположенного в картере заднего моста. Наибольшее распространение получила схема с индивидуальным мотор-колесом. На рис.5 показана схема мотор-колеса, состоящего из тягового электродвигателя 1, расположенного в ступице 2 колеса, и планетарного редуктора 3, через который передается вращающий момент от электродвигателя к колесу. Применяют две схемы мотор-колес, в одной из которых электродвигатель и большая часть планетарного редуктора размещены внутри ступицы колеса, в другой – электродвигатель находится внутри ступицы колеса, а редуктор частично или полностью вынесен наружу. В первом случае одним из основных достоинств являются хорошие условия для охлаждения электродвигателя, во втором – облегчен доступ к редуктору при его ремонте. В последнее время наблюдается тенденция выноса возможно большего числа элементов электромеханической системы моторколеса из ступицы, так как в этом случае улучшаются условия охлаждения электродвигателя и редуктора и обеспечивается доступ к ним при ремонте и осмотре. Электрическая трансмиссия позволяет существенно упростить кинематическую схему, так как исключается необходимость в коробке передач, муфте сцепления, карданных валах и других узлах, используемых в механической и гидромеханической трансмиссиях. Индивидуальный моторколесный привод упрощает конструкцию ходовой части, позволяет создавать на основе высокой унификации автомобили различного назначения и различной грузоподъемности. В тяговом режиме работы электрическая трансмиссия обесколеса печивает бесступенчатое регулирование скорости с Рис. 6. Структурные схемы электрических реализацией полной трансмиссий постоянного (а), переменнопостоянного (б, в) и переменного тока (г): мощности дизеля или Д — дизель; Г — генератор; ВП — полупроводниковый выпрямитель; ЭД — электрогазотурбинного двигателя двигатель; ТПЧ — тиристорный преобразователь во всем рабочем частоты тока; Р — редуктор; К — колесо диапазоне скоростей; реализацию оптимального по условиям движения тягового усилия на каждом колесе и его плавную регулировку; полное исключение операций 74 переключения передач, что существенно упрощает и облегчает работу водителя. В режиме торможения электрическая трансмиссия поддерживает необходимое тормозное усилие на каждом ведущем колесе. На карьерных автосамосвалах применяют электрические трансмиссии постоянного и переменно-постоянного тока, ведутся работы по созданию трансмиссии переменного тока (рис. 6). Параметры шины – ширина профиля покрышки и посадочный диаметр обода в дюймах. Эти параметры входят в обозначение шин. Например, обозначение 20.00-33 соответствует шине с шириной профиля 20 и диаметром обода 33. На большегрузных самосвалах в последнее время применяют шины, усиленные радиальным кордом и обладающие повышенной ходимостью. 1. 2. 3. 4. 5. Порядок выполнения работы: Общие сведения о карьерных автосамосвалов Изучение двигатели автосамосвалов. Изучение механических трансмиссии автосамосвалов. Изучение гидромеханических трансмиссии автосамосвалов. Изучение электрических трансмиссии автосамосвалов. Контрольные вопросы: 1. В каких условиях применяется автомобильный транспорт? 2. Расскажите принцип действия двигатели автомобильного транспорта? 3. Какие трансмиссии существует в автомобильном транспорте? 4. Для каких типов или марок автотранспорта предназначена механическая трансмиссия? 5. Для каких типов или марок автотранспорта предназначена гидромеханическая трансмиссия? 6. Для каких типов или марок автотранспорта предназначена электрическая трансмиссия? 75 Лабораторная работа № 8-9 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ СКРЕПЕРНЫХ УСТАНОВОК И ГИДРОПНЕВМОТРАНСПОРТА Цель: Изучение студентов о конструкции скреперных установок, схемы и область их применения. Основные узлы скреперных установок. Изучение студентов о применения гидро- и пневмотранспортной установки при транспортирования груза, конструкции установки, схемы транспортирования и основные узлы транспортов. Оборудования и наглядные пособия: Изучение конструкции скреперные установки производится по чертежам, плакатам и макетам. Краткое теоретическое сведение конструкции скреперных установок Схемы и область применения. Скреперная установка обеспечивает захват разрыхленной горной массы, ее транспортирование волочением по почве выработки на короткое расстояние и перегрузку в вагонетку, на конвейер или в рудоспуск. На рис.1, а показана принципиальная схема скреперной установки. Она состоит из скреперной лебедки 1, скрепера 2, головного 3 и хвостового 4 канатов, концевых 5 и отклоняющих 6 блоков. При движении от забоя с помощью головного каната скрепер, внедряясь в горную массу, самозагружается и перемещает груз по почве выработки до места разгрузки, например, в рудоспуск 7. Возвращается скрепер на забой с помощью хвостового каната. Обычно скреперование производят по прямой с использованием двухбарабанной скреперной лебедки (рис. 1, а), иногда под углом двумя скреперными установками с последовательным перемещением Рис.1. горной массы от одной установки Схемы скреперных установок: к другой. С использованием а - с двухбарабанной трехбарабанной скреперной лебедкой; лебедки возможно скреперование с б - с трехбарабанной лебедкой определенной площади, например, камеры (рис. 1, б). Преимущества скреперных установок: простота конструкции, возможность перемещения крупнокусковых абразивных скальных пород и руд, совмещение операций по погрузке и доставке, простота изменения длины доставки, скреперование под углами наклона до 35°. Недостатки скреперных установок: ограниченная длина транспортирования (практически 20 – 50 м), относительно невысокая производительность (100 – 450 т/смену), высокая 76 энергоемкость, быстрый износ канатов, сложность автоматизации работы, необходимость в монтажно-демонтажных работах. Скреперные установки применяют в основном на доставке руд по очистному пространству или скреперным штрекам и ортам, в которые руда поступает самотеком из очистного пространства, а также при проведении горных выработок. Область применения скреперных установок сужается в связи с широким внедрением на очистных и подготовительных работах самоходных погрузочно-транспортных машин. Оборудование скреперных установок. Рассмотрим конструкцию основных элементов скреперной установки. В зависимости от свойств горной массы применяют гребковые односекционные и многосекционные жесткие или шарнирно-складывающиеся скреперы (для крупнокусковых абразивных грузов), ящичные скреперы (для доставки мелкокусковой горной массы невысокой крепости). В определенных условиях эксплуатации используют гребково-ящичные, совковые и другие типы скреперов. По способу изготовления скреперы могут быть литыми, сварными или комбинированными. Основные параметры скрепера – его геометрическая вместимость. Вместимость применяемых скреперов находится в пределах от 0,16 до 2 м3. Скреперная лебедка имеет два или три барабана. При непрерывной работе двигателя с помощью фрикционно-планетарных механизмов, встроенных в каждый барабан, обеспечивается переключение направления движения барабанов, а следовательно, головного и хвостового канатов и самого скрепера. Мощность двигателя стандартных скреперных лебедок составляет 10, 17, 30, 55 и 100 кВт. Управление фрикционно-планетарными механизмами скреперных лебедок производится вручную машинистом, находящимся у лебедки, и реже – с помощью устройств дистанционного управления машинистом, находящимся у места загрузки крепера. В скреперных установках применяют стальные шестипрядные канаты крестовой свивки диаметром 14 – 28 мм. Концевые и отклоняющие блоки закрепляют на распорной стойке или с помощью клинового штыря, закладываемого шпур. Схемы и область применения. В гидро- и пневмотранспортных установках дробленая горная масса перемещается по трубам рабочей средой – водой или воздухом. Перемещение горной массы в гидротранспортных установках осуществляется за счет разностей уровней (самотечное транспортирование) или под действием избыточного давления, а в пневмотранспортных – за счет разности давлений воздушного потока в загрузочном и разгрузочном пунктах трубопровода. По принципу действия различают гидротранспортные установки безнапорные самотечные, в которых пульпа (смесь частиц горной массы и воды) перемещается по желобам (рис. 2, а) или по трубам (рис. 2, б), и напорные, в которых пульпа перемещается искусственным напором, создаваемым пульпона-сосом (рис. 2, в), или горную массу отдельно загружают 77 в трубопровод питателем, а воду в трубопровод подают под давлением насосом (рис. 2, г). Особой разновидностью гидротранспортных установок являются гидроэлеваторы и эрлифты. Принцип действия гидроэлеватора (рис. 2, д) заключается в том, что в его насадку подают под давлением воду, которая входит из насадки с большой скоростью, благодаря чему в камере гидроэлеватора создается вакуум, и пульпа через патрубок засасывается в камеру и под напором струи перемещается в трубопровод. В эрлифте (рис. 2, е) движение частиц горной массы происходит в результате подачи в трубопровод сжатого воздуха и пульпы, образующих аэрированную пульпу высотой Н, вес которой меньше веса столба пульпы высотой h. Гидротранспортными установками можно перемещать дробленую горную массу, частицы которой не размокают и не прилипают к стенкам трубопровода. Различают нагнетательные пневмотранспортные установки (рис. 2, ж), в которых дробленая горная масса подается в трубопровод питателем (закладочной машиной); всасывающие, в которых груз через наконечник засасывается в трубопровод вакуум-насосом; самотечно-пневматические (рис. 2, з), в которых груз (закладочная смесь) перемещается вначале по горизонтальному трубопроводу за счет статического напора столба смеси в вертикальном трубопроводе, а затем с целью увеличения длины транспортирования подают сжатый воздух через эжекторы, вмонтированные под углом 25 – 30° к продольной оси трубопровода в сторону движения груза. Основные преимущества гидро- и пневмотранспортных установок: большая длина транспортирования по сложной трассе, простота и удобство прокладки трубопровода, относительно высокая производительность и малая трудоемкость, высокая степень автоматизации. Недостатки: измельчение груза, быстрый износ трубопроводов и оборудования, необходимость предварительного измельчения транспортируемой горной массы, значительный расход энергии Гидротранспортные установки применяются на угольных шахтах с гидродобычей для транспортирования угля по всем выработкам от забоя до поверхности, на поверхности для транспортирования угля, реже – руды от места добычи до потребителя на расстояние до нескольких десятков и даже сотен километров, а также для транспортирования породы в отвал и закладочных материалов в выработанное пространство. Производительность самотечных гидротранспортных установок достигает 600 т/ч, а напорных – 1600÷2000 т/ч. 78 Гидроэлеваторы применяют при небольших грузопотоках и расстояниях транспортирования, например, для уборки породы от проходческих комбайнов, Рис. 2 Схемы гидро- и пневмотранспортных установок чистки зумпфов и т. д. Эрлифты редко используют для подъема из шахты измельченной горной массы. Пневмотранспортные установки нагнетательного типа иногда применяют для подъема из шахты угольной мелочи и подачи сухих закладочных материалов в выработанное пространство. Наибольшее распространение на рудных шахтах получают самотечно-пневматические установки для транспортирования твердеющей закладки, применение которой позволяет сократить потери и разубоживание ценных руд, заменить рудные целики искусственными, сохранить ненарушенной земную поверхность. Производительность напорных пневмотранспортных установок до 500 т/ч, длина 700 – 800 м. Самотечно-пневматические установки обеспечивают производительность по закладочной смеси до 180 – 200 м3/ч при дальности транспортирования до 2000 – 2500 м. 79 Оборудование гидро- и пневмотранспортных установок. В оборудование гидротранспортных установок входят желоба, трубопроводы, пульпонасосы (углесосы) и питатели. Для самотечных установок применяют желоба прямоугольного или полукруглого сечения, изготовленные из листовой стали и укладываемые внахлестку с уклоном 0,03 – 0,08. Для напорных гидротранспортных установок применяют трубопроводы диаметром до 600 мм, собираемые из отдельных отрезков труб длиной 2 – 6 м, которые между собою соединяются с помощью быстроразъемных или фланцевых соединений. С целью увеличения срока службы внутреннюю поверхность труб упрочняют закалкой или армируют износостойким материалом, например базальтом. Для пуска, остановки и регулирования гидротранспорта трубопроводы оборудуют задвижками и вентилями. Пульпонасосы представляют собой центробежные насосы с большими пропускными отверстиями для прохода кусков горной массы крупностью до 100 мм. Производительность отдельных пульпонасосов 1400 – 1600 м3/ч. В установках с вводом горной массы в трубопровод (рис. 2, г) применяют питатели непрерывного и цикличного действия, например камерные, работа которых основана на принципе обмена объема напорной воды на равный объем горной массы. В оборудование пневмотранспортных установок входят трубопроводы, компрессоры или воздуходувки, питатели (закладочные машины). Для трубопровода применяют стальные, реже чугунные и полиэтиленовые трубы диаметром 50 – 250 мм. Внутреннюю поверхность труб футеруют каменным литьем, а поворотных колен – твердым сплавом. В пневмотранспортных установках с давлением воздуха в магистрали до 0,3 МПа применяют воздуходувки, а с давлением 0,3 – 0,7 МПа – компрессоры. Питатели или закладочные машины, используемые для загрузки трубопроводов закладочным материалом, изготавливают двухкамерными цикличного действия производительностью 100 – 120 м3/ч и барабанного типа непрерывного действия производительностью до 160 м3/ч. Дальность транспортирования с применением пневматических закладочных машин достигает 1500 – 1700 м, максимальная крупность транспортируемого материала 70 – 80 мм. Контрольные вопросы: 1. Схемы и область применения?. 2. Типы скреперной установки?. 3. Основные параметры скреперных установок?. 4. Оборудование скреперных установок?. 5. Принцип работы скреперных установок?. 6. Основные узлы скреперных установок?. 7. Схемы и область применения?. 8. Оборудование гидро- и пневмотранспортных установок?. 9. Основные узлы гидро- и пневмотранспортных установок? 10. Принцип работы гидро- и пневмотранспортных установок? 80 Лабораторная работа № 10 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ КАНАТНЫХ ПОДВЕСНЫХ ДОРОГ Цель: изучение конструкции канатных подвесных дорог, основные элементы и узлы канатных подвесных дорог Оборудования и наглядные пособия: Изучение конструкции канатных подвесных дорог производится по чертежам, плакатам и макетам. Краткое теоретическое сведение о конструкции канатных подвесных дорог. Применение и общее устройство канатных подвесных дорог Канатные подвесные дороги на открытых разработках применяются для внешнего транспорта и транспортировки пород в отвалы. Для внешнего транспорта канатные подвесные дороги эффективны в гористых и сильнопересеченных местностях, при больших разностях уровней начальной и конечной точками транспортирования. Трасса канатной дороги может быть проложена практически при любом рельефе местности, так как пролет канатной дороги может достигать 500м и более, а угол наклона дороги – 450, т.е. можно преодолевать значительные преграды. Кроме того канатная дорога может проходить застроенной местностью. Атмосферные условия, сильные морозы, гололед ветер не являются препятствием для непрерывной работы канатной дороги. Анализ работы канатных подвесных дорог показал, что при производительности млн т в год и расстоянии транспортирования 5-10 км экономические показатели канатных подвесных дорог в некоторых случаях выше, чем при других видах транспорта. С ростом производительности, особенно когда требуется сооружение дорог в две-три или большее число линии, эффективность применения канатных дорог значительно снижается. В гористых сильнопересеченных местностях канатные дороги являются бесконкурентным видом транспорта. Канатные подвесные дороги различают: по назначению – грузовые, пассажирские, и грузопассажирские; по числу канатов – одноканатные (в которых один и тот же канат является и несущим, и тяговым органом) и двух канатные (когда один канат является несущим, а другой – тяговым); по характеру движения дороги – с кольцевым и с маятниковым движением вагонеток. Одноканатные и маятниковые дороги конструктивно проще двух канатных, но они допускают меньшую вместимость вагонеток и интенсивность их движения, а следовательно, и производительность их невелика (редко достигает 150 т/ч). Наибольшее применение имеют двух канатные подвесные дороги с кольцевым движением вагонеток. Двух канатная подвесная дорога (рис.1) состоит из погрузочной 1 и разгрузочной 2 стацией; линейных опор 5 для несущих канатов грузовой 3 и порожняковой ветвей, по которым двигается подвижной состав (подвесные 81 вагонетки, перемещающиеся на ходовых каретках). Вагонетки перемещаются при помощи тягового каната 4, имеющего приводные и натяжные устройства 7. Транспортирование по дороге происходит вниз по откосу горы. Погрузочная станция находится на верхнем уровне, а разгрузочная – на нижнем. Рис.1 Схема канатной подвесной дороги Два несущих каната – для груженых вагонеток и для порожных – на конечных станциях отклонены внутрь с помощью специальных устройств и с одной стороны (вверху) заякорены, а с другой – натянуты подвешенными к ним грузами 6. На всем участке между концевыми станциями несущие канаты поддерживаются секторными башмаками (подушками) линейных опор, в продольных желобах которых они свободно лежат. На концевых станциях в местах отклонения канатов к ним примыкают жесткие подвесные однорельсовые пути, образующие вместе с несущими канатами замкнутый контур, по которому и происходит непрерывное кольцевое движение вагонеток. Бесконечный тяговый канат, протянутый параллельно несущим, огибает на концевых станциях приводные и натяжные шкивы. Привод для тягового каната расположен на верхней станции, натяжные устройство – на нижний. По всей длине дороги тяговых канат поддерживается вагонетками и роликами, расположенными на линейных опорах. На переходных участках у концевых станций тяговый канат отклоняется батареями роликов и отсоединяется от вагонеток, которые перемещаются по рельсам станции самотеком или толкателями. Перемещающиеся по рельсу погрузочной станции вагонетки загружаются, после чего автоматически прицепляются к тяговому канату и затем по переходным башмакам въезжают на несущих канат. На 82 противоположной станции вагонетки съезжают с каната на рельс, отцепляются и загружаются, а при выходе на линию опять-таки присоединяются к тяговому канату. Для погрузки и разгрузки служат погрузочные и приемные бункера. На схеме разгрузка происходят в приемный бункер, а из него – в железнодорожные вагоны. Основные элементы и узлы канатных подвесных дорог В качестве несущих канатов наибольшее применение имеют канаты спиральной свивки закрытой конструкции (рис.2 а,б,в), имеющие наружный ряд фасонных S-образных проволок, плотно прилегающих друг к другу. Фасонные проволоки образуют гладкую поверхность, препятствуют проникновению внутрь каната влаги и выплетанию отдельных лопнувших проволок. Для соединения отдельных кусков несущего каната служат соединительные линейные муфты (рис 2,г). Эти муфты, благодаря конической форме на концах и уширенному ободу колес вагонеток, не препятствуют проходу по ним вагонеток. Диаметр несущих канатов грузовой ветви принимают от 30 до 80 мм, порожняковой – меньшего диаметра. Рис.2 Несущие канаты закрытой конструкции: a- c одним; б- с двумя; в- с тремя рядами фасонных проволок; г- соединительная муфта для несущих канатов Вагонетка подвесной канатной дороги (рис.3) состоит из двух или четырехколесной балансирной тележки, подвески и кузова. Подвеска укреплена на тележке шарнирно, благодаря чему кузов сохраняет отвесное положение на наклонных участках дороги. На корпусе тележки расположен зажимной аппарат (узел А), с помощью которого вагонетка прицепляется к тяговому канату. Кузов вагонетки висит на крюках подвески, опираясь на них консольными валиками на торцовых стенках, расположенных ниже центра тяжести кузова с грузом, и удерживается от опрокидывания пруженной защелкой с рычагом управления (узел Б). В месте разгрузки рычаг наезжает на упор, защелка отводится и не удерживаемый ею кузов, опрокидываясь, разгружается. Для возвращения кузова в исходное положение служит укрепленный на нем палец (узел В), входящий в стационарно установленные за местом разгрузки спиральные направляющие, при движении вагонетки поворачивающие кузов, после чего он защелкивается в подвеске. 83 При опорожнении опрокидного кузова возникает боковое качание вагонеток, которое становится особо нежелательным в случае автоматической разгрузки во время движения по канату. В связи с этим при больших емкостях иногда применяют кузова с раскрывающимся днищем (рис 3,г), которое обеспечивает спокойное опорожнение и позволяет более точно фиксировать Рис.3 Подвесная канатная дарога место разгрузки. Подобные кузова значительно тяжелее опрокидных, однако при емкости свыше 1 м3 разница в весе становится менее ощутимой. Зажимной аппарат вагонетки состоит из двух щек – неподвижной, укрепленной на корпусе тележки, и подвижной, расположенной на коротком плече рычага, на втором длинной плече которого висит подвеска с кузовам. Внутри корпуса тележки проходят вертикальный стержень подвески с двумя боковыми роликами. В месте прицепки вагонетки к канату ролики въезжают на 84 боковые шины и приподнимают подвеску, вследствие чего зажим открывается. При дальнейшим движении вагонетки на роликах по профилированным рельсам в зажим ложится направляемый натяжными роликами тяговый канат, и когда вагонетка сходит с роликов, канат зажимается и вагонетка оказывается к нему прицепленной. Отцепка происходит таким же способом, причем тяговый канат оттягивается из открытого зажимного аппарата вверх. Гост 10353-63 на вагонетки подвесных грузовых канатных дорог предусматривает двухколесные вагонетки грузоподъемностью 10 кН и четырехколесные – 20 и 32 кН вместимостью кузова соответственно 0,5-1; 0,51,25 и 1-2 м3. Несущие канаты предусматриваются диаметром 51 и 65 мм и тяговые 27;30,5 и 32,5 мм. Рис.4. Схемы обводки каната на приводе Рис.5. Схема кулачкового зажима На канатных подвесных дорогах применяют, главным образом, приводы с одним или двумя-тремя приводными футерованными шкивами (рис.4), а также зажимные шкивы. Недостатками таких приводов являются многократные перегибы каната и возникающее при неравномерном износе футеровки сильное перенапряжение каната на промежуточной ветви, что нередко является причиной толчков на линии и поломок лебедок. Чтобы избежать этого, на лебедках с двумя или тремя приводными шкивами включают в передаточный механизм дифференциал, но при этом усложняется конструкция всей установки. Другим путем повышения тяговой силы без чрезмерного увеличения натяжения каната является применение зажимных шкивов, на которых канат зажимается между щеками, расположенными по ободу кулачковых зажимов (рис.5). Вследствие натяжения каната на зажимах возникает радиальная сила, под действием которой кулачки сходятся и зажимают канат. Для облегчения открывания зажимов с точки сбегания с них каната устанавливают распорные пружинки. Сумма возникающих при зажатии каната нормальной и боковых сил для принятых размеров кулачков примерно в 3-3,5 раза больше радиальной 85 силы, вследствие чего приведенный расчетный коэффициент трения в формуле Эйлера возрастает во столько же раз. Достоинством зажимных шкивов являются минимальное число перегибов каната и комплексность лебедки, недостатком – повышенной износ каната. Опоры канатной дороги выполняют из дерева, стали или сталебетона. Металлические опоры (рис.6,а) как правило выполняются консольного типа, деревянные (рис.6,б) консольного или портального. Обычно высота опор колеблется от 10 до 15 м, но при больших пролетах с учетам провисания каната и рельефа местности иногда принимается 50-100 м и более. Опоры имеют шарнирно укрепленные башмаки (рис.6,в) для несущих канатов Т1 и Т2 с продольными углублениями, в которые ложатся канаты. При проходе по опорам вагонеток башмаки наклоняются в ту и другую сторону, благодаря чему исключается излом каната. Ниже башмаков укреплены ролики R c направляющими дугами для тяговых канатов Z. При проходе вагонеток по опоре тяговый канат снимается ролика, а затем в зависимости от расстояния между опорами, вагонетками и от силы натяжения либо снова ложится на ролик, либо свободно провисает между вагонетками. Расстояние между осями несущих канатов (колея опоры) принимается с учетом поперечных размеров вагонеток и возможных их раскачиваний при движении. Обычно его принимают в пределах 2,5-3 м. Опоры подвесных дорог рассчитывают по действующим на них силам веса несущих канатов с вагонетками и тяговых канатов, силам трения между канатами и башмаками и давления ветра. Угловые станции устанавливают в месте поворота трассы канатной подвесной дороги, промежуточные – в месте стыка участков несущих канатов. Угловые станции бывают с отцепкой вагонеток и движением их по жесткому рельсу либо без отцепки с обводными шкивами или роликовыми батареями, расположенными по большому радиусу. На погрузочных станциях погрузка в вагонетки производятся из бункеров с помощью затворов и питателей. Движение вагонеток на погрузочных станциях происходит самокатом по наклонному рельсу или с помощью толкающего устройства. Принудительное движение вагонеток с помощью конвейера надежнее, чем движение вагонеток по самокатному пути. 86 a- Рис.6. Опоры подвесных канатных дорог: металлическая (консольная); б - деревянная (портальная); в - башмак для несущего каната Порядок выполнения работы: 1. Изучение к применению и общему устройству канатных подвесных дорог 2. Изучение основных элементов и узлов канатных подвесных дорог 3. Изучение конструкции вагонеток 4. Изучение опоров и угловых станции Контрольные вопросы: 1. В каких условиях применяется канатные подвесные дороги? 2. Из каких узлов состоит канатные подвесные дороги? 3. Какие недостатки и достоинство у канатных подвесных дорог? 4. Расскажите о опорах и угловых станциях? 87 Лабораторная работа № 11 ИЗУЧЕНИЕ МОНТАЖА И ЭКСПЛУАТАЦИИ КАНАТНЫХ ПОДВЕСНЫХ ДОРОГ Цель: изучение монтажа канатных подвесных дорог, основные элементы и узлы канатных подвесных дорог Оборудования и наглядные пособия: Изучение монтажа и эксплуатации канатных подвесных дорог производится по чертежам, плакатам и макетам. Краткое теоретическое канатных подвесных дорог сведение монтажа и эксплуатации В начале монтажа подвесных дорог организуется монтажная площадка, где складируются металлоконструкции опор, механическое оборудование, канаты, а также комплектуется монтажно-такелажная оснастка. Эта оснастка включает канаты для оттяжек и расчалок, для оснащения лебедок, блоки и полиспасты, домкраты винтовые и реечные, а иногда и гидравлические, ручные лебедки, краны на гусеничном или автомобильном ходу. Наиболее сложной и трудоемкой операцией, особенно в горных условиях, является монтаж металлоконструкций опор. Опоры развозятся по трассе автомобилями и тракторами. В горных, труднодоступных районах возможна доставка опор или их частей массой до 5 т вертолетами. На тракторных санях можно перевозить грузы массой до 30 т. Линейные опоры доставляются либо в собранном виде, либо частями. Монтаж заранее собранных опор на базовых площадках повышает производительность работ на 15—20% по сравнению со сборкой их на трассе. Подъем опоры осуществляется поворотом вокруг опорного шарнира, подтаскиванием или наращиванием. При подъеме опор относительно опорного шарнира (этот метод получил наибольшее распространение) опора, уложенная вдоль оси каната и оборудованная опорным шарниром, поднимается трактором через полиспастную систему. Небольшие опоры устанавливают методом подтаскивания, при котором опора поднимается краном со скольжением ее нижней части к фундаменту по земле. Метод наращивания по частям используют при монтаже высоких опор или когда невозможно использование других, указанных выше способов из-за местных условий. При монтаже у каждой опоры или станции приходится устраивать якоря для крепления вант, расчалок, полиспастов и т. д. Устройство якорей является большой и трудоемкой операцией. Их устраивают, в зависимости от местных условий, деревянными, зарываемыми в землю, накладными, удерживаемыми обычно бетонными блоками. Забивные якоря используют для легких расчалок 88 с усилием до 20 кН. На скалистых грунтах устраивают якоря, которые вставляют в предварительно забуренные отверстия с последующей заливкой цементным раствором. Монтаж металлоконструкций станции производят; краном имеющим грузоподъемную силу до 100 кН. На приводной станции над местом установки привода монтируют монорельсовый путь. На фундамент в определенной последовательности устанавливают сварную раму привода с вертикальными стойками, приводной шкив с зубчатым венцом, контршкив, редуктор, электродвигатель и тормоз. Несовпадение соосности вала электродвигателя с выходным валом редуктора допускается не более 0,4 мм. Трудоемкой работой является монтаж рельсовых путей на станциях. Рельсовые пути крепятся к надрельсовым балкам, закрепляемым к металлоконструкции станций. Монтаж рельсов усложняется тем, что они имеют большую протяженность и большое число кривых участков. В последнее время для ускорения, работ над рельсовые балки вместе с рельсами отдельными готовыми блоками доставляют к месту монтажа. Так же в собранном виде поступают на монтаж включатели и выключатели сцепных приборов вагонеток. Механизмы для загрузки вагонеток и их передвижки по рельсовым путям имеют относительно небольшую массу и монтируются: вручную с помощью талей, лебедок и домкратов. После окончания монтажа линейных опор и станций производят монтаж несущих канатов, который разделяется на подготовительные работы, раскатку канатов по трассе, подъем на опоры, натяжение и закрепление. В подготовительные работы входят приемка линейных опор с проверкой их расположения в плане, приемка контргрузов, развозка катушек с канатами по трассе, устройство приспособлений и подготовка трассы для раскатки. Развозку катушек с канатами массой 5 т производят автомобилями, а свыше 5 т — тракторными санями. Для раскладки канатов осуществляют подготовку трассы для исключения их повреждения во время раскатки, а также в период их нахождения на земле. Для переходов через препятствия, например автомобильные или железные дороги, устраивают специальные предохранительные деревянные мосты. Приспособления для раскатки канатов снабжаются тормозными устройствами во избежание образования слабины каната. Распространенным тормозным устройством является деревянный брус, налагаемый на катушку. При раскатке необходимо следить за тем, чтобы канат не раскручивался, избегать резких его перегибов, а также предохранять его от протаскивания по скальному грунту. Размотку катушек производят трактором, при этом катушку устанавливают на ось, закрепленную на специальных козлах. При размотке трактором катушка свободно вращается на оси. В гористой местности канаты раскатывают снизу вверх, так как при монтаже в обратном порядке (сверху вниз) трудно тормозить катушку, раскручиваемую под действием веса каната. После раскатки 89 несущего каната его поднимают на башмака опор трактором с помощью подъемного каната, огибающего блок закрепленный на головке опоры. Завершающей стадией монтажа несущих канатов является их натяжение. Сначала предварительно вытягивают канат трактором до получения в нем натяжения, равного 50—100 кН Затем на канате устанавливают многоболтовой сжим, к которому крепят натяжной полиспаст и натягивают несущий канат до проектной величины. Далее к концу несущего каната муфтой закрепляют натяжной канат, другой конец которого соединяют с контргрузом и укладывают на натяжной шкив. Тяговые канаты раскатывают по трассе после окончания монтажа несущих канатов. Монтаж тягового каната не отличается существенно от монтажа несущего каната. Концы тягового каната счаливают в единое замкнутое кольцо. После окончания монтажа дороги производят ее обследование и индивидуальное опробование механизмов. Вначале пускают привод вхолостую, при этом включают привод на 3—5 с, и если не обнаружатся неполадки, то включают привод на 10 мин и после устранения возможных неполадок привод работает вхолостую около 4 ч. После окончания испытания отдельных механизмов пускают дорогу с одной порожней вагонеткой при скорости тягового каната не более 1 м/с. Эта вагонетка должна пройти весь тяговый участок. Затем на линию выпускают три вагонетки, окончательно проверяются включатели и выключатели, а также беспрепятственное прохождение вагонеток по станциям. Только после такой проверки обкатывают дорогу при выпуске всех порожних вагонеток в течение 48 ч. В аналогичной последовательности проводят испытания дороги с гружеными вагонетками. После составления акта приемки канатная дорога готова к промышленной эксплуатации. При эксплуатации канатной дороги особое внимание уделяется ритмичности ее работы и выдерживанию установленных интервалов между вагонетками. При ручной подводке вагонеток под погрузку пропускная способность дороги составляет 90— 120 ваг./ч, при автоматической погрузке с помощью дозаторов — 180-200 ваг./ч. В местах пересечения канатной дороги с железными или автомобильными дорогами устанавливаются предохранительные устройства, расстояние от которых до земли должно соответствовать определенно установленным габаритам (не менее 4,5 м над дорогами и не менее 1 м над зданиями и сооружениями). Габариты приближения вагонеток к сооружениям на линии с учетом 20%-ного бокового качания должны быть не менее 1 м, а в местах прохода людей не менее 2 м. Работа дороги допускается при скорости ветра в поперечном направлении 15 м/с. На пульте дороги устанавливают прибор, который показывает скорость ветра и автоматически включает звуковой и световой сигналы при скорости ветра свыше допускаемой. Особое внимание при эксплуатации дороги уделяется несущим и тяговым канатам, осмотр которых должен производиться ежедневно. Браковка несущих 90 канатов производится осмотром пли с помощью дефектоскопов. Канат бракуется, если на его участке длиной 2 м одна треть проволок верхнего слоя оборвана или оборванные концы отдельных проволок выступают наружу,, а также при увеличении шага свивки, из-за обрыва внутренних проволок. Канат снимается с эксплуатации при уменьшении его диаметра на 10%. Браковка тяговых канатов производится также по числу оборванных проволок на длине одного шага свивки. Число счалок на тяговом канате не должно быть более трех на длину 500 м. Длина счалки должна быть не менее 1000 диаметров каната, расстояние между концами двух счалок — не менее-3000 диаметров каната. Выбраковку тележек вагонеток производят по износу ходовых колес и щек сцепного прибора. Допускается износ ходовых колес по ободу качения на глубину не более 5 мм, а каждой щек» сцепного прибора — на 2 мм. Привод канатной дороги, работающей в тормозном режиме при транспортировании сверху вниз, должен быть оборудован устройством для автоматического контролирования скорости в системе электрического управления предохранительным тормозом. При превышении скорости тягового каната на 20% свыше номинальной автоматически срабатывает тормоз и отключается электродвигатель привода. В процессе эксплуатации дороги оборудование станций и опоры осматриваются не реже 1 раза в неделю. Периодически подвергаются смазке тяговые и несущие канаты, вагонетки и другие механизмы. Между станциями дороги и пультом управления должна быть двусторонняя телефонная и громкоговорящая связь. Аварийная остановка дороги осуществляется выключателями, установленными на всех станциях вблизи мест нахождения обслуживающего персонала. От всех кнопок «Аварийная стоп» и конечных выключателей выведена аварийная сигнализация на пульт управления дорогой. Машинист дороги после ее внезапной остановки не имеет право на пуск до выяснения и устранения причин остановки. Перед пуском дороги подается звуковой предупредительный сигнал. Порядок выполнения работы: 1. Изучение монтажа металлоконструкций опор 2. Изучение монтаж металлоконструкций станции 3. Изучение конструкции монтажа рельсовых путей вагонеток 4. Изучение эксплуатации канатной дороги 5. Изучение завершающей стадии монтажа Контрольные вопросы: 1. Какие мероприятия предусматривается до монтажа? 2. Как проводится монтаж рельсовых путей? 3. Какие мери принимают в завершающей стадии монтажа? 4. В каких условиях эксплуатирует канатные подвесные дороги? 91 Лабораторная работа № 12 ИЗУЧЕНИЕ СХЕМЫ РАБОТЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ТРАНСПОРТА МАТЕРИАЛОВ, ОБОРУДОВАНИЯ И ЛЮДЕЙ Цель: изучение схемы работы вспомогательного оборудования транспорта, классификация и область применения, напочвенные средства вспомогательного транспорта, подвесные средства вспомогательного транспорта Оборудования и наглядные пособия: Изучение схемы работы вспомогательного транспорта производится по чертежам, плакатам и макетам. Краткое теоретическое сведение о конструктивных схемах вспомогательного транспорта При ведении очистных и подготовительных работ на угольных и рудных шахтах необходима доставка с поверхности до рабочих мест различных вспомогательных грузов, к которым относятся рельсы, шпалы, трубы, элементы крепи, лесоматериалы, жидкие горюче-смазочные материалы, оборудование, машины и др. Из шахты на поверхность доставляют оборудование для ремонта или сдачи в металлолом. Вспомогательным транспортом осуществляют перевозку людей от околоствольного двора шахты к рабочим местам и обратно в начале и конце смены. Грузы, доставляемые вспомогательным транспортом, отличаются между собой по размерам, форме и массе, поэтому дли их перевозки используют различные по конструкции транспортные средства и механизмы для погрузочно-разгрузочных работ. Трудоемкость транспортирования 1 т вспомогательных грузов во много раз выше, чем 1 т угля или породы. Для перевозки вспомогательных грузов с целью снижения трудоемкости и повышения производительности труда применяют средства комплексной механизации, включающие вспомогательные транспортные установки, контейнеры, пакеты и поддоны для затаривания грузов на заводе-изготовителе или на поверхности шахты, и средства механизации погрузочно-разгрузочных работ. По месту расположения вспомогательный транспорт, например угольной шахты, можно разделить на три группы: на поверхности, от заводов-поставщиков и складов до ствола шахты, включая промышленный транспорт (автомобильный и железнодорожный), а также средства механизации погрузочно-разгрузочных и складских работ (автопогрузчики, тельферы, краны); с поверхности до выемочных участков по капитальным выработкам (стволам, штрекам, уклонам, бремсбергам); по участковым выработкам выемочных участков (вентиляционным и конвейерным штрекам, ходкам). По вертикальным стволам вспомогательные грузы в зависимости от габаритов перевозят непосредственно в клетях или подвешивают под ними. По 92 наклонным стволам грузы транспортируют концевой канатной откаткой или, например на рудных шахтах, самоходными машинами. По капитальным горизонтальным выработкам вспомогательные грузы перевозят в основном рельсовым транспортом в обычных и специальных вагонетках, на платформах, а по участковым выработкам – специализированными средствами вспомогательного транспорта. Все виды вспомогательного транспорта можно разделить на напочвенные и подвесные средства. К напочвенным средствам относят локомотивный транспорт, канатную откатку, самоходные машины на пневмошинах, специальные конвейеры, а к подвесным – канатные дороги и монорельсовые дороги с канатной или локомотивной тягой. Согласно правилам безопасности обязательна перевозка людей по наклонным выработкам, независимо от длины выработок, и по горизонтальным выработкам при расстояниях до места работы 1 км и больше. Для транспортирования людей применяют специальные вагонетки с локомотивной или катаной тягой, самоходные транспортные машины, канатные и монорельсовые дороги, специальные грузо- людские конвейеры. 2. Напочвенные средства вспомогательного транспорта. Большую часть вспомогательных грузов по горизонтальным капитальным выработкам перевозят локомотивным транспортом в обычных и специальных грузовых вагонетках, к которым относятся: лесодоставочные вагонетки, балластные вагонетки с клапанной разгрузкой, вагонетки для смазочных материалов, платформы для крупногабаритных элементов арочной крепи, длинномерных материалов, тележки для каната, кабеля, конвейерных лент, платформы для секций механизированных крепей и др. На рис. 1 показана платформа для перевозки негабаритной арочной крепи с поверхности шахт до рабочих мест по вертикальным клетевым стволам, горизонтальным и наклонным выработкам. Платформа выполнена на базе ходовой части обычной вагонетки и снабжена контейнером 1, перемещающимся на четырех катках 2 внутри наклонных направляющих 3. На контейнер укладывают элементы арочной крепи и их фиксируют винтами 4. На раме платформы установлена колонна 5 с гидростойкой 6 для подъема балки 7, соединенной цепями 8 с контейнером, чем обеспечивается элементам крепи наклонное положение при помещении платформы в клеть. Разработаны контейнеры для доставки железобетонных изделий (затяжек, шпал, тюбингов и водоотливных лотков), пылевидных и сыпучих материалов. Загруженные на заводе-изготовителе или центральном складе контейнеры доставляют промышленным транспортом на Рис. 1. Платформа для перевозки негабаритной поверхность шахты, затем устанаварочной крепи ливают их на платформы, спускают в шахту и по выработкам Доставляют к 93 месту назначения. Для перевозки людей по горизонтальным выработкам применяют специальные пассажирские вагонетки ВПГ12 и ВПГ18 (соответственно на 12 и 18 человек) с локомотивной тягой, по наклонным выработкам с углами наклона от 6 до 80° - вагонетки людские типа ВЛ и ВЛН (рис. 2) на 10 и 15 человек канатной тягой (одноконцевая канатная откатка). В установках канатной откатки перемещение вагонеток или платформ осуществляется по рельсовым путям с помощью тягового каната, приводимого в движение лебедкой. На старых угольных шахтах одноконцевую и двухконцевую канатную откатку применяют для доставки угля и породы по уклонам и бремсбергам. Ввиду невысокой производительности и наличия ручных операций при прицепке и отцепке вагонеток канатная откатка для транспортирования горной массы по наклонным выработкам заменяется конвейерным транспортом. В выработках с переменным профилем, в которых затруднено или невозможно использовать локомотивную или канатную откатку (например, участковые выработки, пройденные по гипсометрии почвы пласта), применяют напочвенные канатные дороги. В дороге этого типа по рельсовым путям замкнутым тяговым канатом с помощью лебедки со шкивом трения перемещается состав, включающий в себя буксировочную вагонетку и сцепленные с ней грузовые и 2. Вагонетка для перевозки людей типа ВЛ: людские вагонетки. Такая Рис. 1 — рама: 2 — тормозная каретка; 3 — рукоятка напочвенная дорога управления тормозным устройством обеспечивает транспортирование вспомогательных грузов общей массой до 15 т на расстояние до 1500 м в выработках с углами наклона ±5°, скорость транспортирования 0,8 – 1,88 м/с. На рудных шахтах широкое распространение получает вспомогательное самоходное оборудование с дизельным приводом, которое применяют для доставки взрывчатых веществ, различных материалов и людей. Самоходные машины оборудуют механизмами для осмотра и крепления кровли и стенок выработок, строительства подземных дорог, укладки кабеля и труб и др. Отечественная промышленность выпускает самоходные машины различного назначения на базе унифицированного самоходного шасси типа ВОМ (рис. 3, а – д), состоящего из тягача 1 и полуприцепа 2, соединенных между собой двойным шарниром, обеспечивающим смещение тягача и полуприцепа в вертикальной и горизонтальной плоскостях и прохождение кривых малых радиусов. На тягаче установлены дизельный двигатель мощностью 55 кВт и насосные агрегаты, питающие различное съемное оборудование, располагаемое на полуприцепе, имеющем следующее 94 оборудование: съемную платформу с гидравлическим краном и тяговой гидравлической лебедкой грузоподъемностью 3 т; цистерну вместимостью 2 м3 для доставки дизельного топлива и заправки машин; кузов для перевозки людей в количестве 20 человек; установку для транспортирования и укладки труб; установку для подвески кабеля. Кроме перечисленного самоходного оборудования применяют передвижные установки для приготовления смесей и торкретирования выработок, ремонтные мастерские и др. 3. Подвесные средства вспомогательного транспорта В качестве подвесных средств вспомогательного транспорта применяются одно- или двухканатные дороги с кольцевым или маятниковым движением и монорельсовые дороги с канатной или локомотивной тягой. Канатные и монорельсовые дороги могут быть грузовыми, пассажирскими (людскими) и грузо-людскими. На угольных шахтах для 3. Самоходные машины для вспомогаперевозки людей получили широкое Рис. тельных работ: распространение одноканатные а - с грузовой тележкой; б - с цистерной; кресельные дороги с кольцевым в - с салоном для людей; г - с установкой для монтажа труб; д - с установкой для подвески движением каната, на котором через кабеля определенный шаг закреплены пассажирские кресла (рис. 4). Канат, выполняющий функции тягово-несущего органа, поддерживается по длине роликами, прикрепленными с помощью кронштейнов к крепи выработки. Подвески кресел вместе с канатом на концевых станциях огибают горизонтально установленные приводной и натяжной шкивы. Посадку и высадку людей производят на специальных площадках без остановки дороги. Дорогу монтируют в специальной выработке или в выработках вдоль линий ленточных конвейеров. Возможная длина транспортирования людей до 1500 м, угол наклона до 25°, производительность до 900 чел/ч. Применяются одноканатные грузо-людские дороги, в которых на канат могут навешиваться с помощью съемных зажимов пассажирские кресла или цепные подвески для удержания различных грузов массой 300 – 400 кг. В грузовых двухканатных дорогах грузовые тележки с помощью тягового каната перемещаются по несущему канату, подвешенному к кровле выработки. 95 Такими дорогами возможно транспортирование грузов массой 2 – 3 т на длину 1000 – 1200 м. Для доставки материалов, оборудования и людей по участковым выработкам на расстояние до 1200 – 2000 м на угольных шахтах применяют грузо-людские подвесные монорельсовые дороги типа 4ДМК и 6ДМК соответственно грузоподъемностью 4 и 6 т. Рис. 4. Одноканатная пассажирская кресельная дорога. Рис. 5. Многорельсовая дорога с канатной тягой типа ДМК Несущим элементом дороги типа ДМК (рис. 5) является монорельс 13, выполненный из шарнирио соединенных между собой двутавровых секций длиной по 3 м. Секции с помощью несущих балок 8 подвешены на отрезках цепи к крепи выработки. Приводная тележка 4, соединенная тягами с тележками пассажирских 6 и грузовых 10 вагонеток, перемещается по монорельсу 13 тяговым канатом 12, приводимым шкивом трения 16. Для натяжения тягового каната 12 предусмотрено грузовое натяжное устройство 15. По длине выработки тяговый канат поддерживается направляющими устройствами 11 и 14. Аварийная остановка дороги осуществляется специальной тормозной системой, включающей тормозную тележку 3, амортизационный канат 5 и канатно-винтовые амортизаторы 7, расположенные на пассажирских вагонетках. Тормозная система срабатывает автоматически при обрыве тягового каната. На приводной тележке 4 установлен барабан с запасом тягового каната, что обеспечивает при необходимости удлинение дороги с переносом стойки 1 с концевым блоком 2. Спуск и подъем грузов на тележках вагонеток 10 осуществляется ручными талями 9, расположенными на самих тележках. Монорельсовые дороги типа ДМК эффективны при использовании в участковых выработках, подверженных влиянию горного давления, в сочетании с напочвенным рельсовым транспортом. Однако в этом случае необходимо выполнение промежуточных погрузочно-разгрузочных работ. 96 Монорельсовые дороги с локомотивной тягой обеспечивают доставку грузов и людей в разветвленных выработках большой длины под углами наклона до 30 – 35°. Комплекс оборудования современных монорельсовых дорог с локомотивной тягой состоит из дизелевоза, грузовых тележек, оборудованных лебедками с ручным или гидравлическим приводом, пассажирских вагонеток и монорельсового пути, на ответвлениях которого и разминовках устанавливают стрелочные переводы. В угольных шахтах, опасных по газу и пыли, применяют отечественную монорельсовую дорогу типа 2ДМД. Тяговое усилие локомотива создается дизелем с помощью гидрообъемной трансмиссии замкнутого типа за счет прижатия ведущих колес к вертикальной стенке монорельса с усилием, пропорциональным составляющей веса тележки, направленной вдоль монорельсового пути. Взрывобезопасность дизелевоза обеспечивается установкой пламегасителя на всасывающем и выхлопном коллекторах. Дизелевоз снабжен каталитической и жидкостной системами нейтрализации отработавших газов. Грузоподъемность тележки 7 т, вместимость пассажирской вагонетки 8 человек, максимальная скорость движения до 16 км/ч. Порядок выполнения работы: 1. Краткое изложение вспомогательного транспорта 2. Изучение платформы для перевозки негабаритной арочной крепи 3. Изучение подвесных средств вспомогательного транспорта Контрольные вопросы: 1. Классификация и область применения вспомогательного транспорта? 2. Напочвенные средства вспомогательного транспорта? 3. Подвесные средства вспомогательного транспорта? 4. Принцип работы платформы для перевозки негабаритной арочной крепи? 5. Схема одноканатной пассажирской кресельной дороги? 97 РЕСПУБЛИКА УЗБЕКИСТАН ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ НАВОИЙСКИЙ ГОРНО - МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ НАВОИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению практических работ по курсу: «Транспортные машины » Навоий – 2016 98 Методические указания по выполнению практических работ по курсу: «Транспортные машины». / Атакулов Л.Н., Хайдаров Ш.Б. Навоий: НГГИ, 2016. – 50 с. Данная методическая указания предназначена для выполнения практических работ студентов по курсу «Транспортные машины» для бакалавриата, обучающихся по направлениям 5310700 – «Электротехника, электромеханика и электротехнологии». В работе приведены методики расчетов и примерные расчеты карьерные железнодорожного, автомобильного, и конвейерного транспорта, для горного производства. Печатается по решению учебно-методического Навоийского государственного горного института Совета Рецензенты: к.т.н. Эгамбердиев И.П. – НГГИ 99 Практическая работа №1 ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН Производительность транспортной установки или машины может быть расчетная (теоретическая), техническая (паспортная) и действительная (фактическая). Расчетной Qp называется производительность машины или установки в т или м3 за единицу времени (мин, ч) при непрерывной работе с учетом типоразмеров машины. Технической Qт называется производительность машины или установки в т или м3 за единицу времени (мин, ч) при непрерывной работе с учетом физикомеханических свойств горной массы и типоразмеров машины. Действительной Qд называется производительность машины или установки в т или м3 за единицу времени (ч) с учетом физико-механических свойств горной массы, типоразмеров-машин, организации работ в забое и перерывов, связанных с обслуживанием машины. Для транспортных машин периодического действия производительность (т/ч) рассчитывается по формулам: расчетная (теоретическая) Qp 3600 V t техническая (паспортная) QТ 3600 Vk н t действительная (фактическая) Qд 3600 Vk н k в t где V — объем грузонесущего органа (вагона, скрепера, ковша погрузочной машины), м3; — плотность разрыхленной горной массы, т/м3; t — длительность рабочего периода (рейса, цикла), с; kн — коэффициент наполнения вагона, скрепера, ковша в зависимости от физико-механических свойств горной массы; kв — коэффициент использования машины во времени, зависящий от организации работы. Для транспортных машин непрерывного действия производительность (т/ч) рассчитывается по формулам: расчетная (теоретическая) Q p 3600 техническая (паспортная) QТ 3600k н пли QТ 3600 действительная (фактическая) qм 3.6q м 1000 Qд 3600k нk в 100 где — площадь поперечного сечения горной массы на грузонесущем транспортирующем органе, м2; — скорость движения грузонесущего органа, м/с; qм — масса груза, приходящаяся на 1 м грузонесущего органа, кг/м. Если известна техническая производительность QT (т/ч) и скорость v (м/с), то можно определить из формулы массу груза (кг/м) на ленте или желобе конвейера: q м QТ / 3.6 В установках непрерывного действия, в которых перемещение горной массы производится в ковшах или в вагонах объемом V (м3) с расстоянием между ними l (м), q м V / l Время (ч) уборки заданного объема горной массы механическим грузчиком t A / Qд t пэ где A — объем горной массы, подлежащий погрузке, м3; tпз — время подготовительно-заключительных операций, ч. Производительность транспортной установки в некоторых случаях выражается произведением количества перевозимого груза (т, м3) на длину транспортирования (м, км). Практическая работа № 2 РАСЧЕТ СКРЕБКОВОГО КОНВЕЙЕРА В расчет скребкового конвейера входят следующие задачи: 1) определение по заданной производительности необходимой площади сечения рештака и сравнение ее с фактической площадью сечения. Проверка конвейера на максимальное сечение слоя на рештаке при пиковых нагрузках конвейера; 2) расчет сопротивления движению цепи на прямолинейных участках конвейера и на звездочках; 3) нахождение натяжения тяговой цепи методом обхода по точкам, тягового усилия натяжного устройства; 4) расчет динамических нагрузок на цепь; 5) определение действительного запаса прочности тяговой цепи по отношению к статическому натяжению и динамической нагрузке; 6) определение мощности электродвигателя и выбор электродвигателя по каталогу. 1. Производительность скребкового конвейера Q = 3600Fv, т/ч, (1) где F – площадь поперечного сечения желоба рештака, м2; v – скорость движения цепи, м/сек; – насыпной вес транспортируемого материала, т/м3; 101 – коэффициент заполнения. 2. Определение сопротивлений движению тяговой цепи выбранного конвейера. а). Сопротивление на прямолинейных участках. Сопротивление движению на прямолинейных участках конвейера складывается из сил вредного сопротивления и продольной составляющей веса угля и движущихся частей. Сопротивление движению груженой (рабочей) ветви Wгр = [(q1w + q0f) cos (q + q0) sin ] L, кг (2) Сопротивление движению порожней (холостой) ветви Wn = q0 (f1 cos sin ) L, кг (3) Qg q = 3,6 – вес угля на 1 м несущего полотна, кг/м; где q0 – вес 1 м скребковой цепи, кг/м; определяется по характеристике конвейера; f1 – коэффициент сопротивления движению тяговой цепи; w – коэффициент сопротивления перемещению угля; L – длина конвейера, м; – угол наклона конвейера, град. В формулах (2) и (3) знак плюс принимается при движении ветви конвейера вверх, а знак минус при движении ветви вниз. Коэффициент сопротивления движению тяговой цепи f1 при расчетах рекомендуется принимать равным: для одноцепных конвейеров без направляющих 0,25-0,35, для одноцепных конвейеров с направляющими 0,360,4, для двухцепных конвейеров без направляющих 0,20-0,25, для двухцепных конвейеров с направляющими 0,25-0,35. Значение коэффициента w рекомендуется принмать: для конвейеров типа СК – 0,75, типа С – 0,55, типа СР – 0,6, типа СП – 1,2. б) Сопротивления на звездочках. При движении цепи на приводных и концевых звездочках появляются дополнительные статические сопротивления, которые возникают в точках набегания цепи на звездочку и сбегания с нее. Сопротивление на приводной звездочке Wпр может быть определено как часть суммы натяжений цепи в точках набегания и сбегания с нее: Wпр = k1 (Sнаб + Sсб), кг (4) где k1 – коэффициент потерь, равный 0,03-0,05; Sнаб – Sсб – натяжения тяговой цепи в точках набегания на концевую звездочку и сбегания с нее, кг. 102 Сопротивление на концевой звездочке сбегающей и набегающей ветвей Wкон = S3 – S2, кг (5) где S3 и S2 – натяжения тяговой цепи в точках набегания на концевую звездочку и сбегания с нее, кг. 3. Определение натяжения тяговой цепи методом обхода по точкам, тягового усилия и необходимого усилия натяжного устройства. Так как натяжение цепи возрастает от точки 1 к точкам 2, 3 и 4, то наименьшее натяжение имеет место в точке 1 и наибольшее в точке 4. Задаваясь величиной натяжения S1 в точке 1, определяем величину натяжения в остальных точках S2 = S1 + W1-2, кг (6) где W1-2 = Wп – сопротивление движению порожней (холостой) ветви, кг; S3 = k2S2, кг (7) где k2= 1,05-1,07 – коэффициент, учитывающий дополнительное сопротивление при огибании концевой звездочки; S4 = S3 + W3-4, кг где W3-4 = Wгр – сопротивление движению груженой (рабочей) ветви, кг. Тяговое усилие цепи W = S4 – S1, кг а с учетом сопротивления на приводном валу Wпр = k1(Sнаб + Sсб) = k1(S4 + S1), кг общее сопротивление движению цепи конвейера Wo = S4 - S1 + Wпр, кг Усилие натяжного устройства Wн = S3 + S2 + Wк, кг 103 Для упрощения расчета можно считать, что общее сопротивление движению цепи приближенно составляет Wo = k3 (Wгр + Wп), кг где k3 = 1,1 – суммарное сопротивление на концевых звездочках, примерно составляет 10% от сопротивления на прямолинейных участках. 4. Динамическая составляющая натяжения Sдин = 3 q cq 0 La max , кг, g где q – вес угля на 1 м несущего полотна, кг/м; с – коэффициент, определяющий степень участия массы цепи в неравномерном движении; при длине конвейера свыше 60 м принимают с = 1,0; q0 – вес 1 м скребковой цепи; кг/м; L – длина конвейера, м; g = 9,81 м/сек2; amax – наибольшее ускорение скребковой цепи, м/сек2, amax = 2 2 2 zl , м/сек2, где z – число лучей ведущей звездочки; l – шаг звена скребковой цепи, м. Суммарное (максимальное) разрывное натяжение скребковой цепи Sc = S4 + Sдин, кг. 5. Запас прочности цепи m= S раз Sс , где Sраз – разрывное усилие цепи, принимается по технической характеристике тяговой цепи. Разрывное усилие цепи для двухцепного конвейера S2раз = 2 Sраз, кг, где - коэффициент, учитывающий неравномерное распределение нагрузки между цепями, который может быть принят для штампованных разборных цепей равным 0,63-0,67, для круглозвенных цепей 0,83-0,91. Запас прочности цепи должен быть не менее 5-6. Если суммарное максимальное натяжение цепи Sс превосходит допустимое натяжение Sраз, то необходимо уменьшить длину конвейера и заменить один конвейер несколькими. 6. Определение требуемой мощности двигателя: N уст 1,1W0 , 102 квт, - к.п.д. редуктора привода. Заводы-изготовители в технической характеристике конвейеров приводят максимально допустимую длину при определенных значениях производительности и угла наклона пласта. Однако необходимо учитывать, что длина конвейера зависит еще и от конкретных горно-геологических условий, в где 104 которых эксплуатируется конвейер. Допустимую максимальную длину выбранного конвейера, работающего без изгиба рештаков в плоскости пласта, можно определить по формуле L где 102 N , 1,1[2q0 f cos q ( ' cos sin )] м, N - суммарная мощность двигателей конвейера, квт. Допустимая длина изгибающего конвейера принимается Lизг = (0,85-0,90) L, м. Практическая работа № 3 РАСЧЕТ ПЛАСТИНЧАТОГО КОНВЕЙЕРА. Определим производительность и мощность двигателя одно-цепного пластинчатого изгибающегося конвейера, установленного в горизонтальной выработке, работающего по схеме, изображенной на рис 1, если известно: Ширина полотна из условия крупности транспортируемой руды B 1.75 мак 200 Площадь поперечного сечения несущего полотна при высоте бортов в h= мм: Вh Производитель конвейера по формуле Q n 3600 h Вес горной массы q Qn g 3.6 Несущего полотна q 0 22 Qn x Сопротивление гружение ветви (для горизонтального конвейера) 105 Wгр (q q 0 )( w wкр ) L где w 0.035 Сопротивление порожней ветве конвейера Wп q 0 ( w wкр ) Натяжение цепи по контуру конвейера. Наименышее натяжение S1 в точка 1 принимаем равным 3000 Н. S 2 S1 Wп S3 1.05 S 2 S 4 S 3 Wгр Запас прочности цепи Т Sр Sмак Расчетный запас прочности цепи достаточен. Тяговоеусилие на приводном валу F0 S 4 S1 Мощность двигателя привода конвейера. N кз где к.п.д. F0 1000 привода, принимаем равным 0,8-0,9. 106 Практическая работа № 4 РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ. Расчет ленточного конвейера производится по часовой производительности Q (т/ч), длине конвейера L (м), углу наклона выработки (град) и виду транспортируемого материала. 1. Определение ширины ленты. Ширина В лотковой ленты определяется в зависимости от заданной часовой производительности Q и принятой скорости движения ленты : B Q k n , м, где - скорость ленты, м/сек; для типовых конвейеров скорость ленты следует принимать не более 1,5 м/сек; - насыпной вес материала, т/м3; для угля составляет 0,85, для антрацита 1,1, для руды 1,8-2,0 и для породы 1,6 т/м3. kn – коэффициент производительности; при лотковой ленте принимается равным 310 (для угля). На наклонных конвейерах рекомендуется уменьшить коэффициент производительности kn при углах 10-150 на 5-10%, а при углах 15-180 – на 1015%. Полученное по формуле значение ширины ленты должно быть проверено по кусковатости транспортируемого материала В 2аmax+ 200, мм, где 2аmax – максимальный размер куска транспортируемого материала, мм. 2. Определение сопротивления движению: груженой ветви ленты Wгр = [(q + qл+ qр) w cos (q + qл) sin ] L, кг (знак минус принимается для расчета конвейера на бремсберге); порожняковой ветви Wпор = [(qл+ qр) w cos qл sin ] L, кг (знак плюс принимается для расчета конвейера на бремсберге), Q q = 3,6 – вес груза на 1 м ленты, кг/м; где qл – вес 1 м ленты, кг/м; qр и qр – вес вращающихся частей соответственно верхних и нижних роликов, кг/м; w - коэффициент сопротивления движению ленты, зависящий от конструкции и состояния роликов; для забойных и штрековых конвейеров при мало благоприятных условиях эксплуатации w = 0,04 – 0,06, для стационарных конвейеров при хороших условиях эксплуатации w = 0,03 – 0,04. 107 3. Определение веса вращающихся частей роликов: для груженой ветви q 'p для порожней ветви G p' , l кг/м; G p qp l , кг/м, где Gp и Gp - вес вращающихся частей соответственно верхних и нижних роликов трехроликовой опоры, кг; принимается по заводским данным; l и l - расстояние между роликоопорами соответственно рабочей и холостой ветвей, м. При отсутствии заводских данных величины Gp и Gp зависимости от размера роликов следует определять по следующим эмпирическим формулам: Диаметр роликов, мм Тип опоры: трехроликовая однороликовая 89 108 Gp = 8B + 9 Gp = 8B + 3 Gp = 15B + 12 Gp = 15B + 4 159 Gp = 25B + 12 Gp = 25B + 5 По величине сопротивлений груженой Wгр и порожней Wпор ветвей конвейера определяется место рациональной установки привода. Исходя из практических соображений привод целесообразно располагать в конце ветви с наибольшим сопротивлением. При этом увеличивается запас сил трения на приводных барабанах и уменьшается натяжение ленты на концевых барабанах. Таким образом, привод располагают: при Wгр Wпор – в конце груженой ветви; при Wгр Wпор – в начале груженой ветви; при Wгр = Wпор – в конце груженой или конце порожней ветви. Если величина Wгр отрицательная и по абсолютной величине больше Wп , то конвейер самодействующий, т.е. лента движется вниз под действием веса груза, а электродвигатель работает в генераторном режиме. 4. Определение натяжения ленты по точкам. Для определения натяжения ленты ленточного конвейера пользуются методом обхода по точкам. Весь контур конвейерной ленты разбивают на последовательные прямолинейные и криволинейные участки и нумеруют точки сопряжения этих участков. Последовательно обходя контур по точкам, определяют натяжения набегающей и сбегающей ветвей конвейерной ленты у привода, по величине которых находят общее тяговое усилие. Обход контура начинают обычно от точки сбегания ленты с приводного барабана или от точки наименьшего натяжения ленты. Натяжение в каждой последующей точке равно натяжению в предыдущей плюс сопротивление на участке между этими точками. 108 Минимальное натяжение ленты при доставке груза по уклону вверх и установке привода в конце груженой ветви будет в точке 2, при доставке груза вниз по бремсбергу и установке привода в начале груженой ветви – в точке 3. В первом случае необходимо, чтобы Wгр 0 и Wпор 0, во втором – Wгр 0 и Wпор 0. Минимальное допустимое натяжение ленты в точке сбегания с ведущих барабанов из условий предотвращения пробуксовки ленты будет: при двигательном режиме S сбmin k тW0 , e 1 кг при тормозном режиме S min сб k т W0 e e 1 , кг где kт = 1,15-1,2 – запас сил трения. Минимально допустимое натяжение ленты на грузовой ветви из условий нормального провеса между роликоопорами min S пр 5(q q л )l , Условие, при котором будет отсутствовать скольжение ленты на барабанах, определится на основании формулы S наб S сб е , где - угол обхвата лентой приводных барабанов конвейера. Для рассматриваемой схемы натяжения в отдельных точках: а) при установке конвейера на уклоне S1 = Scб, кг S2 = S1 + Wn, кг S3 = 1,05S2, кг; S4 S3 + Wгр, кг. Сопротивление на головном и хвостовом барабанах принято равным 5% натяжения ленты в точке набегания на барабан: S5 = S4 1,05, кг; S5 = Sнаб, кг; S5 S1e, кг. Решая эти уравнения, определяем Sнаб и Sсб, а затем натяжения во всех остальных точках; б) при установке конвейера на бремсберге, когда привод находится вверху, S2 = 1,05S1, кг; S3 = S2 + Wгр, кг; S4 = 1,05S3, кг; S5 = S4 + Wпор, кг; S5 S1e, кг. 5. Тяговое усилие на приводном барабане при установке конвейера на уклоне 109 Wo = Sнаб – Sсб = S5 – S1, кг. Приближенное значение тягового усилия на приводном барабане Wо = Wгр + Wп, кг. 6. Тяговое усилие на приводном барабане при установке конвейера на бремсберге Wo = S1 – S5, кг. 7. Зная наибольшее натяжение ленты, определяем число прокладок S k i max , BK p где Кр – разрывное усилие одной прокладки; для хлопчатобумажной ленты марки В-820 должно быть не меньше 55 кг/см, особопрочной марок ОПБ-5 и ОПБ-12-115 кг/см и капроновой – 300 кг/см; k– коэффициент запаса прочности, принимаемый в пределах 10,5-11,5 и увеличивающийся с увеличением числа прокладок в ленте (для i до 5 k = 10,5, для i до 9 k = 11,5). 8. Усилие на натяжном барабане (вес натяжного груза): для уклона Gук = S3 + S2, кг для бремсберга Gбр = S4 + S3, кг 9. Установочная мощность двигателя: при работе конвейера на уклоне N k Wo v , 102 кВт, где k – коэффициент запаса мощности; - к.п.д. редуктора = 0,85; при работе конвейера на бремсберге N k Po v , 102 кВт. Установленная мощность двигателя не должна быть меньше мощности, необходимой для холостого хода конвейера. Woх = S5 – S1, кг. Тяговое усилие холостого хода S1 S2 , 1,05 кг; При холостом ходе S2 = S3 – (qл + q) cos W +qL sin , Мощность холостого хода N x. x k Wox v , 102 110 кВт. Практическая работа № 5 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОВОЗНОЙ ОТКАТКИ Исходными данными для расчета электровозной откатки являются: сменная производительность шахты; количество выдаваемой пустой породы; категория шахты по газу и пыли; схема расположения и профиль подземных откаточных путей с указанием погрузочных пунктов и их сменной производительности; средний (преобладающий) уклон откаточных путей по всей шахте; длина откатки соответствующих участков; ширина колеи; грузоподъемность вагонеток; число часов работы откатки в смену. Порядок расчета. 1. Выбор типа электровоза. В зависимости от категории шахты, колеи откаточных путей, грузоподъемности шахтных вагонеток и длины откатки выбирается тип электровоза. 2. Определение расчетных параметров откатки. а) Суммарная сменная добыча по всем откаточным участкам шахты Ас.ш = А1 + А2 +…+ Аn, т, где А1, А 2 ,…Аn – сменная добыча первого, второго и т.д. откаточных участков, км. б) Средневзвешенная длина откатки по шахте Lш L1 A1 L2 A2 ... Ln An1 A1 A2 ... An1 где L1, L2 … Ln – длина первого, второго и т.д. откаточных участков, км. в) продолжительность движения электровоза с груженым и порожним составом в течение одного рейса 2 1000 Lш Tдв , мин, 60v x где vx – средняя ходовая скорость движения поездов, м/с; учитывается с поправочным коэффициентом 0,75 снижения длительной скорости vдл в период пуска и остановки электровоза и во время прохода им закруглений стрелок и подъемов. г) Продолжительность одного рейса T p Tдв , мин, 111 где - продолжительность маневров электровоза околоствольном дворе и у выемочного участка за один рейс, мин. д) Характеристика тягового режима в Т дв . Т дв 3. Выбор величины состава поезда. Максимально допустимый вес груженого поезда, исходя из условий сцепления при пуске груженого состава на преобладающем уклоне (среднем), 1000Рс т, Qгр P , Wгр iср 110 j o где P – конструктивный вес электровоза, т; принимается равным сцепному весу Рс; Qгр – полный вес груженого состава, т; - коэффициент сцепления колес электровоза с рельсами; принимается для мокрых рельсов 0,15, для сухих рельсов 0,2, при подсыпке песка 0,25; Wгр – ходовое удельное сопротивление движению груженой вагонетки, кг/т; iср – сопротивление от уклона равного сопротивления, кг/т; для вагонеток с роликоподшипниками примерно составляет 2% или 2 кг/т; jо – пусковое ускорение; принимается 0,05 м/сек2. По величине груженого состава определяем количество вагонеток в составе n Qгр Gr Gв , шт., где Gr – вес груза, т; Gв – собственный вес вагонетки, т; Вес: Qпор nGв , т; порожнего состава Qгр n(Gr Gв ), т; груженого состава 4. Тяговый расчет. а) Пусковая сила тяги электровоза Fпуск = Fчас, где Fчас – часовая сила тяги электровоза; дается в технической характеристике электровоза. б) Сила тяги в период установившегося движения: для груженого состава 112 Fгр = (P + Qгр)(Wгр – i), кг; для порожнего состава Fпор = (P + Qгр)(Wпор + iср), кг; в) Сила тяги, приходящаяся на один двигатель, f 2 гр f 2 пор Fгр , 2 Fпор 2 кг; , кг; г) По полученным данным Fгр и Fпор находим по тяговым характеристикам двигателя электровоза токи тяговых двигателей Iгр и Iпор и скорости движения vгр и vпор. д) Средние ходовые скорости движения поездов: с груженым составом vх.гр = 0,75vгр, м/сек; с порожним составом vх.пор = 0,75vпор, м/сек; е) Продолжительность периода движения: с груженым составом L Tгр max , мин; 60v x.гр с порожним составом Tпор Lmax 60v x.пор , мин; Полная продолжительность периода движения Тдв = Тгр + Тпор, мин. ж) Продолжительность одного рейса Тр = Тдв + з) Средний квадратичный ток I эк 2 I т2 Т гр I пор Т пор Т дв , А. Полученный эквивалентный ток Iэк должен быть меньше или равен длительному току Iдл: Iэк Iдл. и) Тормозная сила электровоза определяется из выражения В = 1000Рт, кг где - коэффициент трения между колодкой и бандажом; принимается 0,2; - коэффициент нажатия колодок; принимается 0,8. . 113 Практическая работа № 6 РАСЧЕТ КАРЬЕРНОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Определение производительности локомотивосостава Производительность локомотивосостава 60Т Qл с пв q Т об где Т- продолжительность работы транспорта в сутки, Т= 2222,5 ч при смене 8 ч и трехсменной работе, Т = 19-19,5 ч при смене 7 ч и трехсменной работе. Расчет парков подвижного состава Инвентарный парк локомотивов N ли N р N рм N рз N х где Np - рабочий парк локомотивов, Nр К н Асут Qлс Кн = 1,2-1,25 - коэффициент неравномерности грузопотока; Асут суточный объем перевозок, т/сут.; NPM = 0,15NP - количество локомотивов, находящихся в ремонте; Npз = (0,05-0,10)Np количество локомотивов в резерве; Nx - количество локомотивов на хозяйственной и маневровой работе (1 локомотив на 5 рабочих локомотивов). Инвентарный парк вагонов N в п К рр N в р где Крр = 1,25-1,30 - коэффициент, учитывающий вагоны, находящиеся в резерве и ремонте; NBp. - рабочий парк вагонов, N в р N р nв Технико-экономические показатели работы железнодорожного транспорта Предлагается упрощенная методика оценки экономической эффективности мероприятия по совершенствованию работы транспорта, т.е. стоимостная оценка его вклада в общую величину прибыли (дохода), остающейся в распоряжении предприятия. Полные капитальные затраты по предлагаемому варианту К К нт р К нт Ц б Ц тр Ц зч 114 где Кнт – капитальные вложения на новую технику, руб.; αр = 1,15 -коэффициент, учитывающий количество оборудования в резерве; Цб - полная балансовая стоимость оборудования (по цене завода-изготовителя); Цтр = (1,1-1,15)Цб - транспортные расходы на доставку оборудования, руб.; Цзч = 1,2Цб - стоимость запасных частей, руб. Эксплуатационные расходы: • Амортизационные отчисления Са ЕЦ б где Е - норма амортизации соответствующего оборудования, %. • Затраты на электроэнергию Сэл Асут Qлс nд Аобщcэл где Асут - суточный грузооборот предприятия, т/сут; Qлc суточная производительность локомотивосостава, т/сут; Аобщ - расход электроэнергии на один рейс, кВт-ч; сэл - цена 1 кВт-ч электроэнергии, руб.; nд - число рабочих дней в году. • Затраты на топливо Ст 1,05 Асут Qлс nд qт cт где qт - расход топлива на один рейс, кг; ст - цена 1 кг топлива, руб.; 1,05 - коэффициент, учитывающий расходы на смазочные и обтирочные материалы. • Затраты на ремонт и обслуживание оборудования С р.о 0,60 075Ц б • Затраты на заработную плату за год С зп К дСпр Сот где Кд - коэффициент, учитывающий доплаты к прямой заработной плате; Спр - прямая заработная плата, руб.; Сот отчисления на все виды страхования и пр., руб. Общие годовые эксплуатационные расходы по предлагаемому варианту Сэ Са Сэл С р.о С зп 115 Практическое занятие № 7 РАСЧЁТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМПЛЕКСОВ И АГРЕГАТОВ. Основные положения Теоретическая производительность системы забойного оборудования в общем случае определяется по формуле Q (т/мин) Q 60 F v y , т/мин где F – площадь очистного или проходческого забоя, м2; vy – скорость подачи исполнительного органа машины, в направлении перемещения очистного забоя или забоя подготовительной выработки, м/с; γ – плотность полезного ископаемого, т/м3. Для очистного фронтального агрегата F H L , м2 где Н- вынимаемая мощность пласта, м; L – длина забоя, отрабатываемая исполнительным органом, м. Для очистных комплексов vy Bз v x , м/с L Техническая производительность Qт (т/мин) связана с теоретической производительностью и определяется по формуле QT Q KT , т/мин где Кт – коэффициент технически возможной непрерывности работы выемочной машины, комплекса или агрегата, он равен KT tp t p t в . о t у .о , где tр – время работы выемочной машины; tв.о – затраты времени на вспомогательные операции; tу.о – затраты времени на устранение отказов. Эксплуатационная производительность Qэ (т/мин) связана с теоретической Qэ Q K э , т/мин где Кэ – коэффициент непрерывности работы выемочной машины в процессе эксплуатации, он равен Кэ tр t р t в . о t у . о t э.о , где tз.о – время простоев по эксплуатационным, организационным и техническим причинам Задача 12 Расчёт производительности погрузочных машин. Данные для расчета задачи 12 приведены в табл. . 116 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0,6 0,7 0,85 0,95 1,1 1,3 1,5 1,8 2,1 2,3 2,6 2,8 3,0 3,2 0,8 0,8 0,8 0,8 0,63 0,8 0,63 0,63 0,63 0,63 0,5 0,63 0,5 0,5 3,5 3,6 3,0 3,2 4 4,1 4,5 3,7 2,8 2,9 3 3,1 3,3 3,5 1,65 1,6 1,35 1,3 1,4 1,45 1,5 1,55 1,3 1,45 1,6 1,4 1,3 1,3 150 160 170 180 200 220 200 210 180 140 130 120 100 100 25 20 23 25 20 22 25 25 20 18 15 17 14 14 Время простоев tэ.о, мин Затраты времени на вспомогательные опер. tвремени в.о, мин Затраты на устранение отказов tу.о, мин Скорость подачи исполнительного органа vx м/мин Плотность полезного ископаемого γ, т/м3 Длина забоя L, м Вынимаемая мощность пласта Н, м Ширина захвата исполнительного органа Вз, м № 15 12 8 10 15 16 17 18 15 10 10 10 7 7 30 25 30 30 25 30 30 30 25 25 30 25 25 30 Практическое занятие № 8 РАСЧЁТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПОГРУЗОЧНЫХ МАШИН. Основные положения. Ковшовые погрузочные машины. Теоретическая производительность Q (м3/мин) Q 60 Vk nц Vk , (м3/мин) T где Т – теоретическая продолжительность цикла, обычно Т=10÷15 с; Vк – геометрическая емкость ковша, м3; nц – частота рабочих циклов, мин-1. Техническая производительность QT Q k з nц 1 kр k з k р Vк , м3/мин kи kи где kз – коэффициент заполнения ковша, для машин с пневмоприводном (0,92÷1,1), для машин с электроприводом (1÷1,5); Kи – коэффициент, учитывающий изменение времени цикла в реальных условиях; kр - коэффициент дополнительного разрыхления в ковше, для ковшей до 0,12 м3 kр=0,92, для ковшей большой емкостью kр=0,92÷0,96. Эксплуатационная производительность определяется погруженным объемом горной массы за единицу времени работы машины с учетом потерь времени на 117 подготовительно-заключительные операции, обмен вагонеток и простой по организационным и техническим причинам. Эксплуатационная производительность Qэ (м3/ч) Qэ 60 VП , м3/ч То где Vп – полный объем горной массы, погруженной машиной за проходческий цикл, м3; То – время работы машины, мин. Задача 12 Расчёт производительности погрузочных машин. Данные для расчета задачи 8 приведены в табл. . № Геометрическая Коэффициент Время емкость ковша учитывающий работы 3 Vк, м изменение времени машины То, цикла в реальных мин условиях kи 1 0,25 0,7 360 2 0,2 0,8 385 3 0,32 0,9 375 4 0,32 0,75 380 5 0,5 0,85 370 6 0,32 0,65 365 7 0,32 0,7 360 8 1 0,8 385 9 0,5 0,9 375 10 0,125 0,75 380 11 0,8 0,85 370 12 0,32 0,65 365 13 0,125 0,8 360 14 0,8 0,7 375 Практическое занятие № 9 ОПРЕДЕЛИТЬ ЭКСПЛУТАЦИОННУЮ ПРИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПОГРУЗОЧНОЙ МАШИНЫ Теоретическая призводительность- это максимльное количество горной массы данного вида, которое машина можит погрузить за единицу машинного времени при непрерывной работе с теоретическим временем цикла и нормативным заполнением механизма зачерпывания. Для машин периодического действия теоретическая производительность Vтеор Vг Vг n теор Т Vã - количество груза в ковше в разрыхленном состоянии. Vг Vк К р 118 Vê -номинальный объем ковша м3. -0,4-1 коэффициент заполнения Ê ð -0,92-0,96 коэффициент дополнительного разрыхления породы в ковше. Техническая производительность это среднее количество горной массы, которое можит погрузить машина в единицу машинного времени за цикл отработки данного забоя с учетом неравномерноети заполнения кавша, неравномерности действительного времени цикла, т. е. с учетом потерь производительности по сравнению с теоретической, неизбежных при обработке данного конкретного забоя. Vтех Vтеор К н = Ê í -0,75-0,95 коэффициент забоя определяемый опытным путем. Эксплуатационная производительность это среднее количество горной массы, которое можит погрузить машина в единицу общего времени за цикл отработки данного забоя с учетом всех потер времени по организационным и техническим причинам. Эксплуатационная производительность V' 60 Vпор Т пор Vïîð -объем горной массы в разрыхленном состоянии с цикла проходки. М3. Òïîð -общее время выгрузки породы. При погрузке в вагонетки Т пор Т 1 Т 2 Т 3 Т 4 Т 5 Из время погрузки машиной Т 3 Vпор = Vтех К г V t Время обмена вагонеток из Т 4 пор b Vb K г V Время обмена составов из Т 5 ( пор 1) z Vb t c 15 мин t c время обмена состава Общее время погрузки породы Т пор Т1 Т 2 Т 3 Т 4 Т 5 Эксплуатационная производительность Vэ 60 Vпор Т пор Практическая работа №10 ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ РАСЧЕТ САМОХОДНЫХ МАШИН Основные задачи эксплуатационного расчета – определение технической и эксплуатационной производительности машин, числа транспортных машин, силы тяги и величины преодолеваемого уклона. Техническая производительность (т/ч) ковшовой погрузочной машины 119 Qтех 3600Vк k з tц где Vк – геометрическая вместимость ковша, м3; k3 = 0,6÷0,7 – коэффициент заполнения ковша; γ – плотность горной массы, т/м3; tц – длительность одного цикла погрузки, с. Техническая производительность (т/ч) погрузочной машины с нагребающими лапами Qтех 3600Vл пл t л где Vл — расчетный объем горной массы, забираемый одной лапой за одно движение, м3; пл – число лап на машине, пл = 2; tл — время цикла движения лапы, с. Эксплуатационная производительность (т/ч) ковшовой погрузочной машины или погрузочной машины с нагребающими лапами, например, при обслуживании одной транспортной машины (автосамосвала) Qэ 3600Vкуз k з.к t р где Vкуз—вместимость кузова транспортной машины, м3; kз.к = 0,85÷0,9 – коэффициент заполнения кузова; tр – длительность одного рейса транспортной машины, с. Эксплуатационная производительность (т/ч) средств погрузки, обслуживающих несколько транспортных машин (автосамосвалов), работающих без простоев из-за средств транспорта, Qэ 3600Vкуз k з.к t пог t м ан где tпог – время погрузки одной транспортной машины, с; tман – время, затрачиваемое на смену средств транспорта под погрузкой, с. Сменная эксплуатационная производительность Qсм QэTсм kи где Тсм — длительность смены, ч; kи — коэффициент внутри-сменного использования машины. Эксплуатационная производительность (т/ч) погрузочно-транспортной машины 3600Vk з Qэ tпог tдв t раз где V – вместимость грузонесущего органа (ковша или кузова), м3; tпог, tдв, tраз – время соответственно погрузки, движения машины от забоя до пункта разгрузки и обратно и время разгрузки, с. Сменная эксплуатационная производительность (т/см) одной самоходной транспортной машины Qсм 60TсмVкуз k з.к k и t р k н где kн коэффициент неравномерности грузопотока; kн = 1,54÷2,0; tp – продолжительность одного рейса (мин); 120 t р t пог t дв t раз t м. з t м. р t разм Время погрузки (мин) при работе в комплексе с ковшовым погрузчиком t пог Vкуз k з.к tц 60Vк k з и в комплексе с погрузочной машиной непрерывного действия t пог Vкуз k з.к QТ , где QT — техническая производительность погрузочной машины, т/мин. Время (мин) движения машины в грузовом и порожняковом направлениях t дв 60 L 1 1 k с. х v гр vпор Скорость движения (км/ч) в грузовом vrp и порожняковом vпор направлениях определяется либо по тяговым характеристикам двигателя машины, либо по практическим данным. Коэффициент, учитывающий среднеходовую скорость движения, kc/x=0,6÷0,75. Время разгрузки для автосамосвалов tраз = 0,7 мин, для самоходных вагонов с донными конвейерами tраз = 2÷3 мин. Время маневра в забое tм.з и местах разгрузки tм.р определяют по хронометражным замерам. Сила тяги (Н) самоходной транспортной машины F G0 G g 0 i кр 108a , где G0 и G — соответственно масса машины и груза, т. Основное удельное сопротивление в зависимости от типа подземной дороги принимают ωо = 25÷150 Н/кН. Дополнительное сопротивление на криволинейных участках ωкр= (0,05 – 0,08) ωо. Ускорение трогания а = 0,4÷0,5 м/с2. Максимальная сила тяги по условию сцепления ведущих колес с дорогой Fтах≤1000 Рсцψ где Рсц – сцепной вес (кН) машины; например, для автосамосвала типа МоАЗ Pcц = 0,6(G + Go)g; ψ = 0,3÷0,75 – коэффициент сцепления колес с дорожным покрытием. Предельный уклон (%о), преодолеваемый машиной при трогании на подъем, i F 0 108a G G0 g Практическая работа №11 РАСЧЕТ СКРЕПЕРНОЙ УСТАНОВКИ 1. Расчетная производительность скреперной установки 3,6G Q , т/ч, T где G – вес материала в скрепере, кг; Т – производительность скреперования (цикла), сек; 121 G = 1000V, кг, где V – емкость скрепера, м3; - насыпной вес транспортируемого материала, т/м3; - коэффициент заполнения скрепера; для крупнокусковатых руды и породы принимается 0,5-0,7, для сыпучей руды и мелкой породы 0,6-0,9, для угля 0,9-1,0; L L T t п , сек, vгр vпор где L – длина скреперования, м; vгр – средняя скорость перемещения груженого скрепера, м/сек; vпор – средняя скорость перемещения груженого скрепера, м/сек; tп – продолжительность пауз при двухкратном переключении хода скрепера, сек; принимается tп = 5-15 сек. 2. Полное сопротивление перемещению скрепера: груженого Wгр = W1 + W2 + W3 +W4, кг; порожнего Wпор = W2 + W3 +W4, кг. Сопротивление перемещению транспортируемого материала W1 = G(w cos sin ), кг, где w - коэффициент сопротивления движению материала при волочении по почве, равный 0,6-0,8 - угол наклона плоскости скреперования, град. Сопротивление движению каната W2 = q(f1 cos sin ), кг, где q – собственный вес скрепера, кг; f1 – коэффициент сопротивления движению скрепера по почве, равный 0,4-0,8. Сопротивление движению каната W3 = fк (q1 + q2) L cos , кг, где fк – коэффициент сопротивления движению канатов, равный 0,45-0,75; q1 и q2 – вес 1 м соответственно холостого и головного каната, кг/м; W4 – усилие притормаживания холостого барабана, кг; принимается для лебедок: малой мощности – равным 50 –100 кг, средней мощности – 100-400 кг; большой мощности – 100-800 кг. 3. Сила натяжения каната при перемещении скрепера: груженого Fгр = kkбWгр, кг 122 порожнего Fпор = kkбWпор, кг где k = 1,35-1,45 – коэффициент увеличения тягового усилия вследствие добавочных сопротивлений во время зачерпывания, наличия неровностей почвы и трения скрепера о боковые откосы скреперной траншеи; kб = 1,05-1,08 – коэффициент, учитывающий увеличение натяжения канатов на блоках. Выбор каната производится по формуле Q раз Fг р m , где Qраз – суммарное разрывное усилие каната, величина которого принимается по каталогу; m = 4,5-6 – запас прочности каната. 4. Потребная мощность двигателя при движении скрепера: груженого N гр Wгр vгр 102 , кВт; порожнего N пор Wпорvпор 102 , кВт; где = 0,8-0,85 – к.п.д. скреперной лебедки. Мощность двигателя лебедки принимается по большей величине. 123 Практическая работа № 12 РАСЧЕТ КАРЬЕРНОГО АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА Тяговые расчеты автотранспорта В основу тяговых расчетов автотранспорта положено определение всех сил, действующих на подвижной состав при его движении: вила тяги, основные и дополнительные силы сопротивления движению, тормозная сила. Сила тяги. В тяговых расчетах для практических целей пользуются значением касательной силы тяги Fk 736 3,6 N n k , кгс v где N - мощность двигателя, л.c.; п - к.п.д. передачи от вала двигателя к движущим колесам; при механической передаче п = 0,85 -0,98; при электромеханической трансмиссии п = 0.8-0,9; k - к.п.д. ведущего колеса, составляющий 0.7-0.9; V- скорость движения автосамосвала; км/ч. Максимальное значение тягового усилия ограничивается условиями оцепления движущих колес о дорожным полотном т.е. Fmax 1000 Pсц , кгс где Pcц - сцепной вес автоcамоcвала ,т.е веc, приходящийся на движущие колеса, тc (табл. 3.4); - коэффициент оцепления, зависящие от типа и состояния дорожного покрытия (табл. 3. 5). 124 Таблица 2.1 Выбор автосамосвала в зависимости от экскаватора Экскавато Расстояние транспортирования , км р 1 2 3 ЭКГ-2 МоАЗ-522А МоАЗ-522А БелАЗ-540 ЭКГ-3.2 КрАЗ-256Б БелАЗ-522А БелАЗ-540 ЭКГ-4.6 (ЭКГ-5) БелАЗ-540 БелАЗ-548 ЭКГ-8 БелАЗ-548 БелАЗ-549 ЭКГ-12.5 БелАЗ-549В с полуприцепо м БелАЗ5275 БелАЗ-540 БелАЗ-548 БелАЗ-540 БелАЗ-540В с полуприцеп ом БелАЗ5271 БелАЗ-548 БелАЗ-549 БелАЗ-540В БелАЗ-548В с с полуприцеп полуприцеп ом БелАЗом БелАЗ5271 5272 4 БелАЗ-540; БелАЗ-548 БелАЗ-548 БелАЗ-540В с полуприцепом БелАЗ-5271 БелАЗ-549 БелАЗ-548В с полуприцепом БелАЗ-5272 БелАЗ-549В с полуприцепом БелАЗ-5275 БелАЗ-549 БелАЗ-549В БелАЗ-549В с БелАЗ-548В с полуприцепом с полуприцеп БелАЗ-5275 полуприцеп ом БелАЗом БелАЗ5275 549В с полуприцеп ом БелАЗ5275 - 125 Таблица 3.2 Техническая характеристика карьерных автосамосвалов Показате ли Колесная формула Грузопод ъемность, т Масса (без груза), т База, мм Основны е размеры, мм Длина Ширина Высота Радиус поворота По колее переднег о внешнего колеса Наиболь шая скорость, км/ч Мощност ь двигателя , л/c Емкость кузова, м3 КрАЗ256Б 6х4 МоАЗ522А 4х4 БелАЗ540 4 х2 БелАЗ548 4х2 БелАЗ-549 12 18-20 27 40 75 11.4 17 21 28 55 4780 3350 3350 4200 4200 8100 2640 2792 6965 3150 3360 7250 3480 3580 8370 3780 3700 9500 4700 4400 12.3 10.5 8.5 10 9.0 65 50 55 55 60 240 360 360 или 375 500 950-1200 6 10 15 21 41 126 4х2 Максима льный угол наклона платформ ы, град Расход топлива на 100 км пути, л Тип трансмис сии 60 64 55 55 50 38 - 125 - - - Электромехан ическая Механиче Гидромех с-кая аническая Таблица 3.3 Технические характеристики тягачей автосамосвалов Показатели Колесная формула Грузоподъем ность, т Масса полуприцепа (без груза), т Коэффициен т тары База, мм: тягача Тягач БелАЗ540В Полуп Полуп рицеп рицеп с с задней донно разгру й зкой разгру БелАЗ зкой -5271 6х6 6 х2 Тягач БелАЗ548В Полупр Полуп ицеп с рицеп задней с разгруз донно кой й БелАЗ- разгру 5272 зкой Тягач БелАЗ-549В Полупр ицеп с задней разгруз кой БелАЗ5275 Полуприцеп с донной разгрузкой 6х2 6х2 6х2 6х4 45 42 65 61 120 120 15 17 19.2 22 116 90 0.71 0.790.83 3550 0.6 0.670.69 4200 0.97 0.5 4200 4200 3550 4200 127 Полуприцепа Колея,мм Передних колес тягача прицепа Геометричес кий объем кузова, м3 Основные размеры, мм Длина Ширина Высота Мощность двигателя, л.с Максимальна я скорость, км/ч 4700 8000 5800 9700 5400 10500 2800 2800 2800 2800 2490 2490 2400 23.42 2400 40 2510 34 2510 60 2490 - 2490 100 10850 3480 3750 450 14130 3500 3225 450 12540 4000 3950 520 16760 4000 3900 520 13950 5230 3800 950 18750 5300 4700 1200 55 55 57 57 50 50 Таблица 3.4 Сцепной вес автосамосвалов Автосамосвалы Сцепной вес порожнего КрАЗ-256 БелАЗ-540 БелАЗ-5.48 БелАЗ-549 (тс) автосамосвала груженого 7.6 10.8 14.8 29.3 16.9 32. 4 45.4 88.0 128 Таблица 3.5 Значения коэффициента сцепления автомашин с автодорогой Дороги Состояние дорожного покрытия сухое Главные откаточные: Щебеночное шоссе с поверхностной обработкой Булыжная мостовая Брусчатая мостовая Асфальтовое шоссе Асфальто-бетонное и бетонное шоссе Забойные, отвальные: забойные укатанные .проезды Отвальные укатанные переезды мокрое загрязненное 0,7 0,5 0,7 0,7 0,7 0,65 0,4 0,4 0,4 0,35 0,3 0,45 0,25 0,3 0,7 0,6 0,4-0,5 - 0,4-0,5 0,2-0,3 - Силы сопротивления движению. Сила суммарного сопротивления движения автомобиля W W0 Wдоп , кгс Wдоп Wi Wв Wj Wk , где Wо-cила основного сопротивления движения на прямом горизонтальном участке; Wдоп - сумма дополнительных cил сопротивлений движению автосамосвала; Wi - cилы сопротивления от уклона; Wj - силы сопротивлений от ускорения; Wk-силы сопротивлений при движении по криволинейным участкам пути; Wв- силы сопротивлений воздушной среды. а) Сила основного сопротивления движения на прямом горизонтальном участке 129 W0= 0 p , кгс где 0 - удельное сопротивление движению автосамосвала,кгс/тс; Р - полный вес автосамосвала тс. б) Сила сопротивления от уклона Wi=P.i ,кгс где i - удельное сопротивление от уклона, численно равное величине уклона в тысячных, кгс/тс. в).Сила сопротивления, вызываемого инерцией вращающихся масс (зависит от типа трансмиссии) Wj=P.J . кгс где j - относительное ускорение (замедление)т.е ускорение автомобиля,отнесенное к ускорению силы тяжести с учетом коэффициента инерции вращающихся масс (1 ) a j 1000 102(1 )a g где a - ускорение (замедление) авто само с вала, м/с 2 ; - коэффициент инерции, зависящий от типа трансмиссии (для автосамосвалов с механической передачей в режиме движения с грузом составляет =0,05-0,01, без груза =0,1-0,02; с гидромеханической передачей в режиме движения с грузом =0,030,01,без груза 0,85 - 0,07; для автосамосвалов с электромеханической передачей ==0,I - 0,15. г) Сопротивление при движении по криволинейным участкам пути Wk 0.03 где R - радиус кривой, м. д) Сопротивление воздушной среды 200 R P , кгс 200 Wв S v 2 ,кгc. где - коэффициент, учитывающий обтекаемость автомашины (для карьерных автоcамоcвалов =5,5 - 7); S - площадь лобового сечения автомашины ( для БелАЗ-540 5= 10.2 м2; для БелАЗ-548В S -11,6 м2, для БелАЗ-549 S=17.22 м2); при отсутствии подобных данных определяется как произведение колеи автосамоcвала на его высоту. 130 Рассчитанное суммарное сопротивление движению автосамосвала по формуле (3.3) сравнивается с силой тяги автосамосвала по ободе колеса FK (формула3.1) и оно должно быть меньше или равно Fk , т.е. W Fk если Fk окажется меньше W (Fk <W), .то сила тяги автосамоcвала недостаточна для преодоления всех сопротивлений и необходимо уменьшить сопротивления движению (возможно уменьшение веса груза в автомашине, уменьшение удельного сопротивления движению за счет улучшения дорожного покрытия, уменьшение скорости движения v и т.д.). Вес автопоезда. При движении одиночного автосамосвала или полуприцепа его полный вес определяется грузоподъемностью и весом тары. В отдельных случаях транспортировку груза производят' автопоездами, т.е. к автосамосвалу прицепляют один или несколько прицепов, то в таких случаях определяют вес прицепной части по .формулам: Fk P( w0 i) ,тс или w0 i 1000Pcц P( w0 i ) Qпр , тс w0 i Qпр где Pсц- сцепной вес автосамосвала, тс (берется из таблицы 3.4); - коэффициент оцепления колес автомашины с автодорогой берется из таблицы 3.5); W0- удельное основное сопротивление движению автоcамоcвала, ктс/тс (берется из таблицы 3.6); iудельное сопротивление от уклона, кгc/тс (берется руковод. уклон). Таблица 3.6 Значения удельного основного сопротивления движению груженого автосамосвала Дороги Покрытие Главные Бетонное, асфальтобетонное, откаточные гудронизированкое Гравийное Щебеночное 131 W0 , ктc/ тc 15-20 25-30 25-40 Забойные /катанные скальные породы /катанные рыхлые породы Неукатанная спланированная рабочая площадка . 35-50 50-65 . 65-Ю5 Определение скорости движения автосамосвалов. Cкорость движения является одним из важнейших эксплуатационных показателей автоcамосвалов, так как определяет время движения по отдельным участкам пути и время полного оборота автосамосвала или полуприцепа. Ввиду сложности определения скорости движения автосамосвала аналитическим путем, в практических целях пользуются динамическими характеристиками автосамосвалов (рис.3,4). Динамическая характеристика автосамосвала - это зависимость динамического фактора автосамосвала от скорости движения. Избыточную силу тяги, отнесенную к весу подвижного состава,называют динамическим фактором D Так как Fk Wв , %0 P Fk Wв W0 Wi W j , P P D W0 i j ,%0. то При определении скорости движения по динамическому фактору берется условие установившегося движения, т.е v=const и а=0 и а =о. Тогда уравнение (2.II) примет вид: D W0 i , %0 Для каждого участка дорог определяется динамический фактор в зависимости от уклона пути и удельного значения основного сопротивления движению, то .значение W, берется по таблице 2.6 в зависимости от типа дороги его покрытия. При определении скорости движения по динамической характеристике необходимо брать движение на низких передачах (Ш и 17 132 передачи),т.к, на больших передачах (I) не разрешается длительное движение из-за перегрева двигателя. При отсутствии динамических характеристик можно пользоваться значениями технической скорости движения по различным участкам дороги по таблице 2.7. . Рис 1.- Динамическая характеристика самосвалов а)БелАз-540 б)БелАЗ- 548 133 Рис 2. Динамическая характеристика самосвала БелАЗ -549 Таблица 3.7 Техническая скорость движения автосамосвалов, км/ч ------------------------------------------------------------------------------------------Дорога ! Т и п_ы автоcамоcвалов_________ j БелАЗ-540 ! БелАЗ-548 !БелАЗ-549 !груже!по- !груже!порож- !гру-!порож ! !ный !рожн!ный !ний !жен.!нии ! -------------------------------------------------------------------------------------------Поверхностная магист ральная дорога щебеночная 32 42 32 38 30 42 То же, бетонная 5 43 38 47 34 48 Магистральный выезд из карьера 30 50 25 49 24 48 То же, при i=60%0 18 35 Магистральный выезд из карьера с щебе ночным покрытием при 20 50 I= 40%0 То же, при i= 80%0, 14 30 Забойная временная 13 14 16 134 34 16 32 29 48 18 48 14 11 39 14 14 12 30 14 дорога Отвальная временная дорога 17 19 16 18 14 16 Тормозной путь.При возникновении тормозной силы в результате прижатия колодок к тормозным барабанам автомобиля кинетическая энергия движущейся машины поглощается работой сил сопротивления: P(Vk Vk ) (8 w0 wi ) Lд.т 2 2 3.6 g 2 или 2 ( B w0 wi ) LT ( w0 i ) Lд.т Vн Vк Lд.т 2 3,6 ( w0 i ) , м где Lд.т - Действительный тормозной путь, м; В - тормозная сила автомобиля, кгс В < lOOOP (P - тормозной вес автомобиля, т.е вес , приходящийся на тормозные колеса, тс); Vн, Vк- начальная и конечная скорости движения автосамосвала, км/ч. 2 2 Так как при .полном торможении Vk =0, то в формуле для точности расчета тормозного пути необходимо разность между Vн и Vк брать в пределах 5- 10 км/ч (например, при Vк =30км/ч нельзя брать Vк =0,необходимо брать интервалы: Vн = 30 км/ч, Vk = 20 км/ч, Vн.=20 км/ч, Vk =10 км/ч, Vн =10км/ч, Vk =0 .... если брать интервал не 10 км/ч, а по 5 км/ч, то расчет будет более точным). Полный тормозной путь определяется с учетом реакции водителя Lпт Lп.п Lд.т где tр Vн t р L Lд.т п.т или 3.6 - время реакции водителя ( t р = 0.4 – 0.7с) 135 Практическая работа № 13 ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ РАСЧЕТ АВТОТРАНСПОРТА Время рейса автосамосвала определяется по формуле: Tp tп tдв t p t м мин., tп - время погруэки автосамосвала, мин; t дв - время движения автосамосвала с грузом и порожняком, мин.; tp -время разгрузки автосамосвала, мин.; tм - время, необходимое на маневры при погрузке и разгрузке, мин. Время погрузки. Продолжительность погрузки tп определяется производительностью экскаватора, грузоподъемностью машины и емкостью ее кузова. При определении времени погрузки автосамосвалов следует учитывать объемную массу горных пород, подлежащих транспортированию, измеренную в плотном теле , т/м3. Если qa ,то лимитирующей является грузоподъемность k p Va qa автосамосвала; если ,то лимитирует емкость кузова; k p Va qa - грузоподъемность и емкость кузова используются Va полностью: при qa t ц qa t , n , мин Vk э Va qa Va Va tц , tn , Vk н где qa - грузоподъемность автосамосвала, тс; Va- емкость кузова автоcамоcвала, м3; Vk- емкость ковша экскаватора, м3; tц - продолжительность цикла экскаватора, мин.; 136 мин э - коэффициент экскавации (для песчаных пород, э . =0,9; для угля э =0.85-0.9; "для глин, и суглинков э = 0,75 -.0,8; для полуcкальных и скальных пород э = 0,75 - 0,6); н = 0,8 + 1,0 - коэффициент наполнения ковша; Kp = 1.05 + 1,5 - коэффициент разрыхления породы; , - плотность транспортируемой горной массы соответственно в рыхлом состоянии и в массиве, т/м3. Время движения автосамосвалов в грузовом и порожняковом направлении lв.к lв.тр lпов lпов lв.тр lпов tдв 60 [( )( )] k р. з мин.., V1г р V2 г р V3 гр V3 пор V2 пор V1пор где lв.к , lв.тр , lпов - длины участков пути соответственно внутри карьера, выездной траншеи и на поверхности, км; V1гр ,V2 гр ,V3гр - скорости движения автосамосвала в груженном направлении на соответствующих участках, км/ч; V1пор ,V2 пор ,V3пор - скорости движения автосамосвала в порожнем направлении на тех участках, км/ч; . Kр.з=1.1 - коэффициент, учитывающий разгон и замедление автосамосвала. Время разгрузки. Продолжительность разгрузки складывается из времени подъема и опускания кузова и маневров и составляет 1-1,2 мин. Время на маневры при погрузке для сквозной, петлевой и тупиковой схем подъезда равно 10; 20-25; 50-60 о соответственно. Время на маневры при разгрузке составляет 80-100 с. Производительность автосамосвала. Сменная техническая производительность автосамосвала Qсм qa k q 137 Tсм ,т/смену, Tр где kq с. =0,8- 1,0 - коэффициент использования грузоподъемности автосамоcвала; qa - паспортная грузоподъемность автосамоcвала, т; Тcм - длительность смены, час; Тр - время рейса, ч. Эксплуатационная производительность автосамосвала в смену где kв Tсм Tпр Tсм Qсм. э Qсм.т kв ,T - коэффициент использования сменного времени; Tпр - длительность технологических простоев, которая складывается из простоев экскаватора и автосамосвала. Из опыта эксплуатации автотранспорта kв=0,75 - Ог85. Определение парка автосамосвалов. Число автосамосвалов, обслуживающих один экскаватор, N Tp tп 1 tдв t р t м tп , автосамосвалов Рабочий парк автосамосвалов, необходимых для перевозки заданного объема грузооборота по карьеру Np N Z или Np K нQсут кар Qсм. э n , где Z - количество экскаваторов на карьере, шт.; Кн = 1,1 - 1,2 - коэффициент неравномерности работы карьера; Qсут.кар - суточный грузооборот карьера, т; n - число рабочих смен в сутки. Расход топлива. Расход топлива, определенный по эмпирическим формулам, не дает точных результатов, поэтому расход топлива рекомендуем принимать из характеристики автосамосвала Фактический расход топлива отличается от паспортных данных в зависимости от многих факторов и определяется из выражения 138 dф d п K з Kв.ч K ман Kи.д , где dф- фактический расход топлива на 100 км пробега, л; dп - расход топлива на 100 км пробега по характеристике автосамосвала, л; Kз - коэффициент, учитывающий повышение расхода топлива в зимнее время,Kз=1.1-1.2 Kв.ч - коэффициент, учитывающий расход горючего на внутренние гаражные нужды (регулировка, обкатка и пр.) ,Kв.ч=1,05 - 1,06; Kман – коэффициент, учитывающий расход топлива на маневры: Kман=1.1-1.2; Kи.д - коэффициент, учитывающий степень износа двигателя Kи.д=1.05-1.25 Расход смазочных материалов составляет 5 – 8 0 0 расходуемого топлива. Часовая пропускная способность одной полосы автодороги составляет Пч 60 1000v ,автосамосвалов в час., K н.д t маш K н.д L где t м аш - интервал времени между машинами, мин.; v - расчетная скорость движения автосамосвала, kм/ч; L - раccтояние между движущимися друг за другом автосамосвалами,.м; Kн.д =1.7-2,0 - коэффициент неравномерности движения автосамосвалов по дороге. Суточная пропускная способность одной полосы автодороги определяется по формуле : Пcуу Пч n Tсм автоcамоcвалов в сутки Безопасное расстояние между автосамосвалами складывается из пути, проходимого за время реакции водителя, тормозного пути и длины автосамосвала,т.е. Vн t р Vн Vк L la , 3.6 254( w0 i ) где 2 t p =0,4-0,7 - время реакции водителя, с; 139 2 м - коэффициент сцепления; для наиболее неблагоприятных условий, т.е. при мокром дорожном покрытии, =0,2 - 0,9; lа _- длина автоcамосвала, м. Безопасное расстояние для автосамосвалов БелАЗ-540 и БелАЗ-548 при скорости движения 20,40,60 км/ч для груженных автосамосвалов составляет соответственно 30-40; 70-80; 120-200-для порожних автосамосвалов 30-35; 60-75; 100-140 м. Суточная провозная опособносгь ограничивающего участка автодороги: Ma Псут f qa , т/сутки где f 1.75 2.00 - коэффициент резерва пропускной способности. Рассчитанная по формуле (2.3I) суточная провозная способность ограничивающего участка автодороги сравнивается с суточной производительностью карьера, если M a Qсут. к .то провозная способность автодороги удовлетворяет производственные возмож- ности карьера по транспорту, если M a Qсут. к необходимо увеличение провозной способности карьера: повышение грузоподъемности автотранспортных средств; разделение, где это возможно, грузопотока между несколькими направлениями за счет устройства не одного, а двух-трех съездов, благодаря чему сокращается расстояние транспортирования до отвалов и. обеспечивается непрерывность работы в случае выхода из строя какого-либо из съездов; применение, где это экономически выгодно, кольцевого движения автомашин; увеличение числа полос движения. Практическая работа №14 ОСНОВЫ ТЯГОВОГО И ПУТЕВОГО РАСЧЕТОВ КАНАТНЫХ ДОРОГ Расчет канатной подвесной дороги имеет целью определение грузоподъемности вагонетки, тягового усилия и мощности двигателя тягового каната, величины натяжения и диаметра тягового и несущих канатов. Грузоподъемность вагонетки G (т) выбирается в зависимости от требующейся производительности Q (т/ч) и интервала времени Т (с) между поступлением вагонеток на линию. Интервал времени принимается обычно в пределах 20-60 с. Причем меньшие значения выбираются при полной автоматизации процессов движения вагонеток по погрузочной и разгрузочной станциям, их погрузки и разгрузки. 140 Необходимая грузоподъемность (т) вагонетки G = QT/3,6. Расстояние (м) между вагонетками на линии а = Tv, где v - скорость движения тягового каната, принимаемая обычно 2,5-3 м/с. Тяговые расчеты канатных подвесных дорог с кольцевым движением выполняются, как и расчеты ленточных конвейеров, способом «обхода контура». Величина тягового фактора привода e принимается из условия, что коэффициент трения каната на футерованных деревом и кожей шкивах = 0,20, а на шкивах, футерованных резиной или пластмассами, он достигает 0,4 и даже 0,6. Сопротивления (Н) на прямолинейных участках дороги при длине участка L' (м), и угле наклона р равны на грузовой и порожняковой ветвях соответственно: Wгр = {1000(G + G0)g/a + qк)}L'(± sin + w'cos ), Wnop = (1000Gog/a + qк)L'(± sin + w'cos ), где G и Go - грузоподъемность вагонетки и ее собственная масса, т; qк линейный вес тягового каната (qк = 25-35 Н/м). Параметры типовых вагонеток приведены в таблице. Коэффициент сопротивления движению вагонеток с колесами на шарикоподшипниках по несущему канату принимается w' = 0,006 и 0,0075 соответственно для больших груженых и малых порожних вагонеток. При этом должно соблюдаться условие, когда наименьшее натяжение тягового каната во избежание большого провеса Smin> (600-800)qк. При расчете тягового каната на прочность по максимальному растягивающему статическому усилию Smax запас прочности принимается равным 6-7 для постоянных грузовых дорог и 5-5,5 - для временных. Если диаметр тягового каната превышает определенные пределы (для типовых дорог 32,5 мм), то дорога разбивается на два или несколько последовательных тяговых участков с самостоятельными приводами и переходными промежуточными станциями, на которых вагонетки отцепляются от одного тягового каната и прицепляются к другому. Путевые расчеты имеют целью обоснование типа несущего каната по Таблица Параметры типовых вагонеток подвесных канатных дорог Параметры Вагонетка двухколесная Вместимость, м3 0 ,5 Грузоподъемность, т 0 ,65 ,8 1 1 ,6 ,6 Собственная масса, т 0 ,39 0 0 ,42 ,45 1 ,6 0 141 ,49 четырехколесная 1 ,5 0 ,65 1 0 ,48 0 0 1 ,25 1 2 1 2 ,7 0 ,57 2 ,67 0 ,6 2 ,57 0 ,9 2 ,8 1 ,6 ,7 0 ,51 0 ,54 0 расчетному диаметру и максимальному натяжению. Напряжение в проволоках несущего каната зависит от продольной растягивающей силы и от величины давления на канат колес вагонетки. От величины давления колес и интенсивности движения зависит в значительной степени срок службы несущих канатов. Полная сила давления (Н) на канат груженых и порожних вагонеток с лежащим на них тяговым канатом на горизонтальном пути соответственно определяется: Ргр= 1000 (G + G0)g + qкa, Рпор= 1000G0g + qкa. Сечение каната выбирают пропорциональным давлению Р, а следовательно, диаметр каната пропорциональным P : dk=C KP , где С - коэффициент, зависящий от интервала времени между вагонетками и от предела прочности проволок каната и возрастающий с уменьшением того и другого; К - коэффициент, равный 1 для двухколесных вагонеток и 0,6 для четырехколесных. Для закрытого каната с пределом прочности проволок 1200 Н/мм2 значения С можно принимать при интервале времени 50, 40, 30 и 20 с соответственно 1,10, 1,18,1,25 и 1,35. По полученному посредством расчета значению dk и нормалям выбирают канат с ближайшим суммарным разрывным усилием, проволок Tразр (Н). Наибольшее допустимое натяжение каната Tmаx = 0,9Тразр/К/, где 0,9 - отношение разрывного усилия для каната в целом к разрывному усилию проволок; К/ - запас прочности, принимаемый для постоянных дорог 3 и для временных 2,6. Если между блоком натяжного груза и точкой закрепления каната разность уровней равна Н, то максимальное натяжение будет в точке закрепления каната. Под действием веса вагонетки, поступившей в последний пролет, канат провисает и тянет натяжной груз вверх, преодолевая трение на всех опорах. Если пренебречь трением в подшипниках шкива натяжных канатов и продольной реакцией тягового каната, то максимальное натяжение несущего каната грузовой ветви Тмах = То + qк'H+ Tтр, где То - вес натяжного груза, Н; qк' - линейный вес несущего каната, Н/м; Н разность высот, м; Ттр, - сила трения на опорах, Н. Сила трения на опорах Tтр = {1000(G + G0)g/a + qк + qк')}Lrf. Тогда 142 Тмах=То + qк'H+ {1000(G + G0)g/a + qк + qк')}Lrf, где Lr - длина рассматриваемого участка дороги по горизонтали, м; f коэффициент трения несущего каната по башмакам промежуточных опор, равный 0,15 - для канатов закрытого типа и 0,18 - для открытых спиральных канатов. Условием быстрого и незначительного изменения провеса является существенное превышение усилия, создаваемого натяжным грузом над силой трения: Ттр 0,35Т0. Практическая работа №15 ВЫБОР И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОГРУЗОЧНОДОСТАВОЧНЫХ МАШИН При выборе основных параметров ориентируются на метод технических аналогий. В табл. XIV.1 приведены основные параметры отечественных и зарубежных машин по группам в соответствии с главными классификационными признаками. При выборе емкости ковша руководствуются соображениями. Скорость передвижения машин легкого типа выбирается в пределах 4—6 км/ч, тяжелых — более 20 км/ч и ограничивается требованиями безопасности с учетом защищенности машиниста и размеров выработок. По заданной технической производительности погрузки и доставки Q рассчитывают необходимую емкость бункера VÁ QTö 60 Ê ç ,ì 3 где Тп — время погрузки и доставки одной машины, с; к'3 = = 0,8 -f- 0,9 — коэффициент заполнения аккумулирующей емкости; Tö z1tö .ï tö .ä Z1 -число черпаний для заполнения емкости; tц.п - длительность цикла черпания, с; tц.д - длительность цикла доставки, с; z1 = Vб / Vк , где Vк — объем ковша. Длительность цикла доставки складывается из времени движения, маневровых работ и разгрузки tp tp k lш , ш где к — коэффициент (для бункера к = 2 - 3, для аккумулирующего конвейера к = 1,3 - 1,5); lш - ход штока; 143 ø = 0,35 ~ 0,4 — скорость движения штока, м/с; В соответствии с (1) и (2) емкость бункера определяют из выражения Vá Vk tö.ä Vk 60 k ç tö .ï Q Жесткость листовой рессоры определяют по формуле 6E c m 3 3 m an 1 an an3 2 an31 a23 Ón Ón Ó1 n 1 n 1 где Е — модуль упругости материала, кг/см2; аn — длина выступов полос рессоры, см; m — число полос рессоры; уn—сумма моментов инерции сечения J листов от верхнего до п, см4: У1=J1; У2=J1+J2…..Уm=J1+J2+…..+Jm. Максимальное усилие, действующее на рессору, Pмах=cl c где l — длина консоли рессоры; c — угол поворота ковша (стрелы) при ударе. При проектировании погрузочно-транспортных машин с рабочим и бункерующим органами, использующими принцип вибрации, необходимо учесть главные факторы, влияющие на эти процессы: угол наклона лотка , угол между направлениями вибраций и транспортирования , амплитуду А и частоту вибрации, коэффициенты внутреннего трения f и трения груза о желоб f0. В связи с большим разнообразием возможных режимов движения частиц и сложностью кинематического описания законов движения ограничиваются приближенными выражениями для определения средней скорости транспортирования ср, высоты слоя перемещаемого груза hcp и высоты подъема груза при вибробункеризации Н: ср k1 30 g p vtg где k1-поправочный коэффициент (для кускового насыпного груза 0,7-0,8); р — параметр, показывающий, во сколько раз средний период колебания частицы больше периода колебаний днища; v — частота колебаний днища, 1/с. Значение р зависит от безразмерного режимного параметра 0 0 A 2 sin * g cos Ниже приводится зависимость р от 0 0 1,2 1,6 2,0 р 0,4 0,6 0,75 2,4 0,82 144 2,8 0,9 3,2 0,97 Эмпирическая формула для портируемого лотком, имеет вид определения высоты hср = 0,013 (10,5 + А)*(1.25 - 0,06 )*(0,3 + Ншт) слоя, kkp 1.7 7.4íàï транс- ,м Ншт — высота штабеля, м; Ккр — коэффициент, учитывающий крупность материала кусков; íàï = 0,05-0,12; м/с — скорость напорного движения. Ниже приведены значения коэффициента Ккр в зависимости от змеров кусков: Размеры кусков, 0-100 мм Ккр 1,0 100-200 200-300 300-400 Рядовой 1,05 1,15 1,25 1,15 Экспериментально установлены рациональные параметры вибролотка: = 10 кол/с; 2А = 10 мм; = 30°; = 10 — 15°. Производительность вибропогрузочного лотка Q определяется соотношением: Q = 36OOВhcp cp, м3/ч, B— ширина лотка, м. Мощность на валу привода лотка расходуется на преодоление противлении движению груза N1, на принудительные колебания лотка N2 и потери в элементах механизма: N kT N1 N 2 12 где кт = l,15 - 1,20— коэффициент, учитывающий трение лотка о штабель; 1 = 0,85 0,9 — к. п. д. механизма; 2 — к. п. д. передачи, снижающей скорость. Мощность N1 определяется по общеизвестному соотношению N1 Fcp 102 где F — сопротивление движению по виброплоскости, кгс. 145 1. 2. 3. 4. 5. ЛИТЕРАТУРА Шешко Е.Е. Горно-транспортные машины и оборудование для открытых работ: Учеб. пособие. – 3-е перераб. и доп. – 2003. – 260с. Шешко Е.Е. Эксплуатация и ремонт оборудования транспортных комплексов карьеров: Учеб. пособие. -2000. - 425 с. Квагинидзе B.C. Эксплуатация карьерного горного и транспортного оборудования в условиях Севера. - 2002. - 243 с. Гришко А.П. Стационарные машины: Рудничные подьемные установки. учебник: - МГГУ. 2005-348с. Гришко А.П., Шелоганов В.И. Стацонарные машины и установки. Учеб. пасобие: - МГГУ. 2004-384с. Дополнительные литературы 1. Каримов И.А. Ўзбекистон XXI аср бусагасида. Т.: 1997. 2. Каримов И.А. Баркамол авлод орзуси. Т.: «Шарк», 1999. 3. Каримов И.А. Ўзбекистон келажаги буюк давлат. Т.:1997 . 4. Дьяков. В.А. Транспортные машины и комплексы открытых разработок. «Недра», 1986-212с. 5. Вирабов А.А. Рудничный транспорт М; Недра , 1976-534с. 6. Спиваковский А.О., Потапов М.Г. Транспортные машины и комплексы открытых горных разработок. М., Недра, 1983-412с. 7. Шешко Е.Е. Экплуатация и ремонт оборудования транспортных комплексов карьеров Москва МГГУ 1996-312с. 8. Андреев А.В., Шешко Е.Е. Транспортные машины и комплексы для открытой добычи полезных ископаемых. М., Недра, 1975-644с. 9. Справочник «Открытие горное работы» М. «Горное бюро» -1994 г. 10.Картавый Н.Г. «Стационарные машин» Москва Недра, 1981-242с. 11.Песвианидзе А.В. «Расчет шахтных подъемных установок» Высшее образование .1992-566с. 12.Хаджиков Р.Н.,Бутаков С.А «Горная механика» Москва, Недра. 1982564с. 13.Под общей редакцией Щадова М.И. Справочник механика открытых работ. М.Недра 1987-332с. 14.Журналы («Горный вестник Узбекистана», «ТДТУ хабарлари», «Техника юлдузлари», «Горный журнал», «Горно-аналитический бюллетень», «Mining Journal», «Miming and Metallurgy», «Mining Technology»). 15. Сайты интернета: http://www.msmu.ru/, http://msmu.ru/index., mailto:[email protected], http://www.biblus.ru/, http://www.rosugol.ru/, http://www.conveer.ru/, http://library.stroit.ru/, http://www.ssgpo.kz/, 146 РЕСПУБЛИКА УЗБЕКИСТАН ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ НАВОИЙСКИЙ ГОРНО - МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ НАВОИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ПО КУРСУ «ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ» НАВОИ – 2016 147 СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………...…...……... 1 Организация и методика выполнения курсового проекта …….................... 4 Расчет электровозного транспорта ………....……......................................... 5 Выбор типа локомотива и определение количества вагонов в составе... 8 Определение количества вагонов в составе. ……………....…….……......... 12 Проверка веса состава по нагреву двигателей ………………………........... 15 Определение инвентарного парка электровозов и думпкаров ……………. 20 Технико-экономические показатели...................................................………. 21 Расчет карьерного автомобильного транспорта......……............................ 24 Тяговые расчеты автотранспорта …………………………………................ 25 Силы сопротивления движению. ...............................…...………................... 29 Определение скорости движения автосамосвалов.………............................. 31 Эксплуатационный расчет автотранспорта ………………………………… 34 Определение парка автосамосвалов...……….................................................. 36 Расчёт карьерного конвейерного транспорта.....……...….............................. 43 Проверочные расчеты конвейеров..............…………..................................... 44 Определение сопротивлений на конвейере. ................................................... 49 Длина конвейерного става. ..……....….......................................................... 56 Технико-экономические показатели...................................................………. 58 Литература......................................................................................................... 148 62 ВВЕДЕНИЕ Предмет «Теория, расчет и проектирование транспортных машин» ставит своей целью изучение машин, коммуникаций и оборудования, необходимых для транспортирования горной массы на горнодобывающих предприятиях. Дисциплина давно вошла в учебные планы горных вузов и стало одним из основных курсов, формирующих специалистов горных предприятий. Карьерные транспортные машины предназначены для транспортирования полезного ископаемого и вскрышных пород, т.е основных грузов. Наиболее распространение на карьерах получил железнодорожный, автомобильный и конвейерный транспорт, а также их комбинация. К транспортным установкам относятся также оборудование, запасные части, горюче-смазочные материалы, взрывчатые вещества и др., которые перевозятся автомобильным или железнодорожным транспортом. Основание курса, изучающего «Горно-транспортные и стационарные машины», принадлежит авторам Е.Е. Шешко и B.C. Квагинидзе и уже несколько лет является основным источником учебников для студентов вузов. В развитии теории транспортных машин для горных предприятий внесли большой вклад ученые, как доктор технических наук, профессор И.Г. Штокман, Г.И. Солод, Л.Г. Шахмейстер, Н.В. Тихонов, А.А. Ренгевич и многие другие. 149 ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Курсовой проект выполняется студентом магистратуры параллельно со слушанием курса "Теория, расчет и проектирование транспортных машин" с целью углубления знаний, получаемых по данной дисциплине, развития навыков самостоятельного решения вопросов по выбору рациональных транспортных схем и средств их компоновки. Кроме того, в процессе выполнения курсового проекта студент знакомится с ГОСТами, справочной литературой, действующими ведомственными нормами и подготавливается к решению более сложных научных задач, решаемых при выполнении диссертационной работы магистрантов по специальности «Горные машины и оборудование». СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Курсовой проект по курсу «Теория, расчет и проектирование транспортных машин» для студентов магистратуры по специальности 5А521402 - «Горные машины и оборудование» предусматривает решение вопросов транспорта полезного ископаемого или горной массы на карьерах при использовании комбинированного вида транспортных средств (автомобильно - железнодорожного, автомобильно-конвейерного и др.) с решением, при необходимости, вопроса дробления горной породы. Данный курсовой проект предусматривает, кроме выбора и расчета необходимых транспортных средств, также вопросы проверки транспортных средств на нагрев двигателя и разрывное усилие тягового органа. Особо следует уделять внимание на взаимосвязь производительности транспортных средств по времени при применении комбинированной схемы транспорта. СТРУКТУРА И ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Курсовой проект должен включать следующие разделы: 1. Краткую характеристику современного состояния и развития транспортной техники применительно к условиям задания. 2. Обоснование выбора и расчет потребного количества добычных машин (экскаваторов) и их технические характеристики. 3. Обоснование выбора транспортных машин, их технические характеристики. 4. Тяговые расчеты с определением скорости движения по отдельным участкам (профилям) путей при железнодорожном и автомобильном транспорте. 5. Эксплуатационные расчеты по определению потребного количества транспортных средств. 6. Обоснование принятого оборудования на погрузочном и перегрузочном пунктах при выбранной схеме транспорта. 150 Курсовой проект оформляется в виде сброшюрованной расчетнопояснительной записки объемом 30-35 страниц рукописного текста и графической части. В начале записки включается задание и дается оглавление Записка разбивается на разделы в соответствии со структурой кypсoвoго проекта, каждый раздел разбивается , при необходимости, на подразделы. Пояснительная записка должна быть иллюстрирована необходимыми схемами, графиками и таблицами. Формулы пишутся с новой строки, а ссылки на принятые коэффициенты и другие параметры - ниже формулы. Записи формул и вычисления должны следовать друг за другом без промежуточных выкладок. Размерность величин дается как в формуле, так и в ответе. В конце записки приводится перечень использованной литературы и ставится дата окончания работы. Записка подписывается студентом. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА. Графическая часть проекта состоит из 3 листов, выполненных на формате А1. Первый лист – схема вскрытия карьера (шахты) или система разработки с расположением добычных машин, пунктов перегруза с одного вида транспорта на другой и схемы транспортных путей . Второй лист – узел погрузки груза на транспортное средство. Третий лист - узел перегруза с одного вида транспорта на другой, а при использовании дробильных установок, то его расположение. Второй и третий листы выполняются в масштабе М1:20 или М1:25 или же другой стандартный масштаб с использованием ГОСТов. 151 ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Задание на курсовой проект выдается каждому студенту индивидуально. После выдачи задания консультант проводит вводную беседу со всей группой, на которой он знакомит студентов с порядком выполнения курсового проекта и с требованиями ,предъявляемыми к курсовому проекту. В дальнейшем студенты пользуются индивидуальными консультациями преподавателя, которые носят форму совета, но не готового решения того или другого вопроса, На консультациях, по мере необходимости, преподаватель рекомендует дополнительную литературу или справочные материалы по отдельным специальным вопросам, возникшим в ходе выполнения работы. В дальнейшем консультант проверяет правильность использования рекомендованного материала ,принятых студентом решений и помогает студенту в решении возникших с его стороны вопросов. Если студент принимает неправильное решение, консультант дает обоснованную критику недостатков, а затем указывает пути их исправления. Задание на выполнение курсового проекта может предусматривать как проверку правильности принятого типа транспортных машин для конкретных условий, так и выбор типов и средств транспорта для заданных условий карьера (шахты). В последнем случае студент по данным задания с учетом условий карьера (шахты) выбирает тип транспортных средств и определяет потребное их количество для удовлетворения потребности рассчитываемого карьера (шахты). В качестве транспортных средств может приниматься железнодорожный, автомобильный или конвейерный транспорт. В некоторых случаях применение одного вида транспортных средств может не удовлетворять условию, в таких случаях студент может применить 2 и более вида транспортных средств на одном карьере (шахте), в этом случае транспорт будет комбинированным. Ниже приводятся методики расчета железнодорожного , автомобильного и конвейерного транспорта. В случае принятия только конвейерного транспорта или других видов транспорта в комбинации с конвейерным транспортом, при расчете и выборе последнего следует руководствоваться [ 1, 2,4] 152 I.РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОВОЗНОГО ТРАНСПОРТА I.I. Исходные данные для расчета Для расчета должны быть известны следующие данные: I) производительность карьера по добыче (по горной массе) Qk , т/год, м3/год 2) характеристика транспортируемого груза - объемная масса в массиве (т/м3) и в разрыхленном состоянии, т.е. в насыпке (т/м3); 3) расстояние транспортирования от забоя до разгрузочного пункта с ' разбивкой на отдельные участки: внутри карьера l в к выездной траншеи l в тр на поверхности l пов , м; 4) профиль путей (средние уклоны) от забоя до разгрузочного пункта, соответственно: внутри карьера iв к .выездной траншей iв тр и на поверхности i пов ,%0 ; 5) основные данные об организации работы электровозного транспорта и добычной машины (число рабочих дней в году, число смен в сутки и число часов работы в смену). 1.2. Выбор типа экскаватора и определение его производительности В связи с тем, что в исходных данных для расчета электровозного транспорта дается производительность карьера без указания типа и количества экскаваторов, то в данном параграфе предусматривается выбор типа экскаватора, исходя из таблицы 1.1 и определение их количества. Сменная производительность экскаватора определяется по формуле: Qсм 60VK TСМ k н k в Qтехн Tсм k э k в , м 3 / смену. tц k p (1.1) где V k - емкость ковша экскаватора, м ; T см - продолжительность рабочей смены, ч; t ц - время рабочего цикла экскаватора, мин.; Q техн -техническая производительность экскаватора. Qтехн 60Vk tц ,м k н - коэффициент наполнения ковша, (таблица 1.2); 153 (1.2) Таблица 1.1 Характеристика карьерных экскаваторов Показатели Емкость ковша,м 3 Максимальная высота черпания, м То же, разгрузки, м Максимальн ый радиус черпания, м То же, разгрузки, м Продолжите льность рабочего цикла при угле поворота 90 0 С Мощность сетевого электродвига теля, квт Рабочая масса, т Экскаваторы ЭКГ-6,3У ЭКГ-8И ЭКГ-12,5 ЭКГ-20 ЭKГ3 ЭКГ4,6Б 3,2 4,6 6,3 8 12,5 20 9,8 10,3 29,2 12,5 15,6 17,9 6,3 6,8 - 9,1 10 12 13,5 14,4 35 17,8 22,5 21,6 12 12,7 32,9 16,3 19,9 19,4 23 23 40 28 32 30 250 250 1250 520 1250 2500 140 196 670 370 653 870 k p - коэффициент разрыхления породы в ковше, (таблица 1,2); k э - коэффициент экскавации, kэ kн kp k э = 0.8 - для угля, k э = 0.7:- для руды и породы; k в - коэффициент использования экскаватора во времени в течение смены; 154 по транспортным условиям определяется из выражения: kв tп tп to (1.3) t п - время; погрузки состава; ч; t о - время обмена составов, ч, Таблица 1.2 Коэффициенты наполнения ковша экскаватора и разрыхления породы в ковше Характеристика Коэффициент Коэффициент наполнения k н пород разрыхления k p Для лопат Для драглайнов Легкие, 1,1-1,0 1,05-0,9 1,1-1,2 влажные суглинки Глинистые легкие суглинистые породы средней плотности и вязкости 1,0-0,75 0,9-0,6 1,2-1,25 Плотные и вязкие глины Плотные песчаноглинистые породы с галькой и валунами 0,8-0,6 0,7-0,4 1,3-1,4 0,7-0,6 - 1,4-1,6 0,75-0,6 - 1,8-2,2 0,6-0,4 - 2,2-2,5 Взорванные скальные породы на карьерах: -качество взрывания хорошее -качество взрывания плохое 155 Годовая, эксплуатационная производительность экскаватора определяется Qгод QСМ n N м3/год (1.4) где n - число смен в сутки; N - число рабочих дней в году. Количество необходимых экскаваторов для обеспечения производительности карьера nэ . Qгодк Qгодэ , шт (1.5) 1.3 Выбор типа локомотива и определение количества вагонов в составе. Основными параметрами при выборе локомотивов являются сцепной вес, мощность двигателей и источник автономного питания. Рациональный сцепной вес локомотива в значительной степени зависит от руководящего уклона, глубины карьера, расстояния транспортирования. На отечественных карьерах используются четырехосные и шестиосные карьерные электровозы сцепным весом 80-100 и 150-180 тс (таблица 1.3) При выборе вагонов емкость кузова зависит от параметров погрузочного экскаватора. Карьерные экскаваторы ЭКГ-4,6, ЭКГ-8 и ЭКГ-12,5 имеют удельную емкость ковша (на1 м его ширины), равную соответственно 2,3 и 4 м3. Для думпкаров грузоподъемностью 85 и 105 т удельная емкость кузова ( на 1 м его длины) равна 3,3 и 4,2 м 3 соответственно. Для производительной работы экскаватора необходимо, чтобы удельная емкость ковша не превышала удельной емкости кузова. Выбор вагонов производится по таблице 1.4. Определение веса состава. Максимально допустимый вес груженного состава определяется из условия равномерного движения поезда по руководящему подъему с полным использованием сцепного веса локомотива и проверяется по условиям трогания на руководящем уклоне. При равномерном движении сила тяги равна силе сопротивления движению Fk P( w0 i p ) Qгр ( w0 i p ) , кгс (1.6) где P – полный вес локомотива, тс; Q гр - вес прицепной части груженного поезда, тс; i p - руководящий уклон, %; w 0 ’- удельное основное сопротивление движению локомотива, кгс/тс. w 0 ” – удельное основное сопротивление движению вагонов ( думпкаров), кгс/тс. 156 Расчетные величины удельного основного сопротивления w 0 ’ и w 0 определяется по эмпирическим формулам, полученным на основе данных массового измерения. . Таблица 1.3 Техническая характеристика электровозов постоянного и . переменного тока Показатели Постоянный ток EL -2 EL-1 13Е (21Е) Сцепной вес, тс 100 150 150 Масса электровоза, т 100 150 150 Осевая формула 2o+ 2o+ 2o+20+ 20 20+2o 20 Напряжения на 1500 1500 1500 токоприемнике, в Мощность часового 1400 2100 1560 режима, квт Тяговое усилие часового режима, тс 16000 24200 19800 Скорость часовая, 30,5 30,5 28,0 км/ч Ток двигателя, А: часовой 234 234 130 длительный 200 200 148 Нагрузка на ось, тс 25 25 25 . Наименьший радиус 60 60 60 кривой, м Год начала 1958 1956 1958 изготовления Страна поставщик ГЕРМ ГЕРМ ЧЕХ 157 Переменный ток 26 Е D-100M D-94 180 180 2o+ 20+ 20 1500 100 100 2o - 20 94 94 2o - 20 100000 10000 2550 1420 1650 31700 28,7 16500 31,0 2000030 300 260 X 353 255 25 380 340 23,5 60 75 75 1961 1961 1963 ЧЕХ РОСС РОСС Таблица 1.4 Техническая характеристика думпкаров Показатели Грузоподъемность,т Подъемная сила вагона,тс Емкость кузова геометрическая, м3 Тара вагона, тс Вес вагона, тс Коэффициент тары Число осей Нагрузка на ось,тс Число разгрузочных цилиндров Угол наклона кузова при разгрузке, градус Длина вагона по осям автосцепок, мм 5ВС60 60 ВС-80 Думпкары ВС-85 ВС-100 2ВС-105 80 85 100 105 180 60 80 85 100 105 180 26,2 36 38 44,6 48,5 58,0 29,0 29 0,484 40,0 40 0,5 35,0 35 0,41 50,6 50 0,505 48,0 48 0,45 68,0 68 0,38 4 22 6 25 4 30 6 25 6 25 8 31 4 4 4 4 6 8 45 45 45 45 45 45 11720 14620 12170 16080 15020 17580 ВС-180 Эмпирические формулы строятся обычно с учетом трех основных факторов: конструкции подвижного состава, его веса и скорости движения и имеют один из видов: w0 a b cv 2 ; b cv dv 2 w0 a ; eq bv 2 w0 a q 158 ; w0 a bv ; где w0 - удельное основное сопротивление движению (локомотива, вагона) , кгс/тс; a, b, c, d , e - эмпирические коэффициенты, отражающие влияние состояния пути, конструкции подвижного состава. рода смазки и пр.; v - скорость движения поезда, км/ч, (скорости движения поезда обычно не превышают по передвижным путям 20-25 км/ч, а по стационарным 30-40 км/ч); q - вес вагона (порожнего или груженого в зависимости от направления движения поезда),тc. При точных тяговых расчетах удельное основное сопротивление движению w0 для думпкаров четырехосных: w0 2,9 0,026v кгс/тс груженых w0 3 0,035v кгс/тс порожних Для думпкаров щестиосных: w0 3,6 0,015v кгс/тс груженых w0 11,4 0,03v кгс/тс порожних (1.7) (1.8) Для промышленных электровозов на постоянных путях по данным Промтранспроекта и ИГД им.А.Н.Скочинокого: при передвижении под током w0 2,97 0,048v 0,079v 2 , кгс/тс При движении по передвижным балластированным путям: w0 3,53 0,05v 0,075v 2 , кгс/тс (1.9) (1.10) В приближенных расчетах пользуются значением w0 2 4,5 , кгс/тс Из формулы (1.6) определяем вес прицепной части груженого поезда Fk P ( w0 i p ) Q гр ; (1.11) w0 i p Значение cилы тяги Fk может быть принято из условия: Тогда вес состава определяется 1000 Pсц P ( w0 i p ) Qгр , тс , w0 i p 159 (1.12) где P сц - сцепной вес локомотива, тс; - коэффициент оцепления колес локомотива с рельсами. Величина коэффициента сцепления для электровозов с параллельным соединением двигателей при движении составляет 0,25-0,26, при трогании 0,320,34. Для электровозов с последовательно-параллельным соединением двигателей коэффициент сцепления можно принимать при движении равным 0,22-0,23, при трогании с места 0,28-0,3. При электровозной откатке, когда все оси ведущие, сцепной вес P сц равен полному весу Р , тогда формула (I.12) примет вид: Pсц (1000 w0 i p ) Qгр с; . (1.13) w0 i p Вычисленный по формуле (I.I3) вес состава проверяется по условиям трогания на руководящем уклоне по формуле Qтр Pсц (1000 тр w0 wтр iтр 108a тр ) , тс w0 wтр iтр 108a тр (1,14) где тр - коэффициент оцепления при трогании; wтр ,- дополнительное удельное сопротивление при трогании (принимается wтр = 4кгс/тс); a тр - ускорение при трогании ( a тр = 0,025 + 0,05м/с 2 ) iтр - уклон пути, на котором происходит трогание состава, : кго/то (наиболее тяжелый - руководящий уклон iтр = i р ). Qгр > Qтр , то вес состава принимается из условия трогания [формула (1. 14)], если Qгр < Q тр , то вес состава принимается из условия равномерного Если движения [ формула (1.13)] . Определение количества вагонов в составе. Количество вагонов в составе определяется по формуле: Qгр Qгр Z или Z , шт. (1.15) q0 qгр q0 (1 KТ ) где q0- вес тары вагона, тс; qгр- грузоподъемность вагона, тс; KT - коэффициент тары вагона. 160 Определяется число ковшей экскаватора по емкости или грузоподъемности вагона. Число ковшей экскаватора по емкости кузова думпкара k Число ковшей по грузоподъемности k 1.2Vном Vk kн k y , qном k p Vk kн ' , (1.16) (1.17) где Vном - номинальный объем кузова, мэ; . , 1,2 - коэффициент загрузки "с верхом"; VK - объем ковша экскаватора, м3; kн и kp - коэффициенты наполнения ковша и разрыхления породы в ковше (табл.1.2 ); qном - номинальная грузоподъемность кузова, тc; ' - плотность породы в массиве, т/м3; ky- коэффициент уплотнения породы в кузове по сравнение c состоянием ее в ковше, равный: 0.94 - для легких пород и угля, 0.87 - для скальных пород средней крепости, и 0.79- для тяжелых крепких скальных пород. Принимают из k и k меньшее число и округляет до целого k : менее 0,73 в меньшую сторону, остальные -в большую. Коэффициент использования грузоподъемности k гр дроби k k (1.I8) Коэффициент использования емкости кузова kоб k k ' (1.19) ' k и k - неокругленные значения чисел ковшей из (I.I6) и (I.I7). Фактическая грузоподъемность вагона V k q k k н kp Определяется действительный вес груженого Состава 161 , тс (1.20) Qгр и порожнего Qпор Qпор Z (q0 q) , тс Qпор Z q0 , тс (1.21) (1.22) 1.4. Проверка выбранного веса состава поезда по торможению. Тормозная сила поезда определяется по формуле: Bk k p p p k p p Q k p p ,тс. (1.23) где p - расчетный коэффициент трения тормозных колодок; Кр - расчетная сила нажатия колодок на ось, тс; p k p pи Q k p p тормозные усилия от нажатия колодок на оси локомотива и вагонов, тс. Расчетный коэффициент трения чугунных колодок p 0.6 16 K 100 v 100 80 K 100 5v 100 (1.24) K 20 v 150 4 K 20 2v 150 (1.25) композиционных колодок p 0.44 где K- сила нажатия на одну колодку, тс (при одностороннем расположении колодок К= 0,5 KP, при двустороннем К = 0,25 Кр); . v- скорость движения, км/ч (обычные пределы скорости по торможению v=- 30-40 км/ч). Расчетные силы нажатия колодок на ось Кp, тс: Двухосные вагоны, груженый режим 7 Четырехосные вагоны, груженый режим 6,5 Шестиосные вагоны, груженый режим 12 Вое вагоны в порожнем режиме 4 Электровозы 8 Для каждого участка пути определяется тормозное замедление по формулам: при движении груженого поезда вверх B w0 i k Qгр м/с2 (1.26) 108 при движении порожнего поезда вниз 162 w0 i Bk Qпор , м/с2 (1.27) 108 Затем определяют допускаемые скорости -по торможению для груженого и порожнего поезда vдоп (atn )2 2alt atn , км/ч (1.28) где tn - время подготовки тормозов к действию, (tn=7 с); lt =300 м, нормативный путь торможения по ПБ. Если окажется, что Vдоп<V , то требуется или уменьшить скорость движения до допускаемой или уменьшить число вагонеток и повторить расчет. 1.5. Проверка веса состава по нагреву двигателей. Для проверки двигателей на нагрев определяется сила тяги в установившемся режиме, для каждого участка и по электромеханической характеристике двигателя (рис.1 и 2) находятся ток и скорость движения. Сила тяги электровоза при равномерном движении по каждому • элементу профиля пути определяется по формуле F P(w0 i) Q(w0 i) , кгс Сила тяги для одного двигателя Fg F g ,кгс (1.30) где g - число двигателей электровоза. По величине Fg по электромеханической характеристике определяются ток двигателя и скорость движения при параллельном соединении двигателей в следующей последовательности (см.риc.1 -или 2): на оси F находят точку, соответствующую величине Fg и проводят от нее горизонтальную прямую до пересечения с кривой F f (J ) ,затем от точки пересечения опускают перпендикуляр на оcь абcциcс и находят J .Потом от точки J поднимают перпендикуляр до пересечения с кривой V=F(J)соответствующей максимальному напряжению Ug (при установившемся режиме), а от нее проводят горизонтальную линию на оcь ординат и находят v . Максимальные скорости при движении по передвижным забойным путям обычно ограничиваются значениями 20-25 км/ч, а по стационарным - 40 км/ч. По найденной скорости движения на каждом участке vуч определяется время хода по данному участку пути длиной lуч (м) ,мин 163 (1.31) kc - коэффициент скорости, учитывающий периоды пуска и торможения, изменения скорости при переходе с одного элемента трассы на другой,kc=0,9: Расчет ведется последовательно для всех участков по ходу движения поезда. При движении порожняком расчет ведется на значение Qпор Расчетная схема представляется следующей формой (табл. 1.5). Таблица. 1.5 Расчетные данные для отдельных участков N Сопротивлен Вес Сила участк ие поезд тяги ов пути движению а F,кгс w0 I, кгс/тс P+Q,т с Скорость движения vуч на участке по характеристик еи скорректирова нная по ПТЭ, км/ч Время хода по участк у, tуч, мин Сила тока на участке по характеристике Jуч, а Обычно vуч, найденные по электромеханической характеристике, принимаются без корректировки только для движения вверх по траншее; для отдельных же участков vуч приходится снижать в соответствии с ПТЭ. 164 165 166 200 400 600 F, кГс Общее время движения где t t tдв tгр tпор мин. (1.32) гр - общее время движений в грузовом направлении, мин.; пор - общее время движения в порожняковом направлении, мин. Полное время рейса (оборота) Tp tдв tпог t раз t м ан t зад мин (1.33) где tпог- время погрузки состава 60 z q tпог Qтехн , мин (1.34) где Qтехн- технически производительность экскаватора, т/ч; Время разгрузки tраз одного думпкара по данным Гипроруды: на приемные ямы фабрики - 1,5 мин.; на плужных отвалах - 1 мин; на экскаваторных отвалах -1,5 мин. Время на маневры tман=15мин. Время задержек в пути tзад=5-10 мин на постах и станциях, а также время на перемену направления движения в тупиках. Двигатели не нагреваются выше допустимой температуры, если: J дв J э k з , (1.35) где Jдл - длительный ток двигателя по технической характеристике электровоза, а; kз- 1,1-1,25 - коэффициент запаса, учитывающий увеличение температуры двигателя в отдельные периоды работы с большими нагрузками; J э - эквивалентный ток двигателя за рейс. n Jэ J 2 n 1 Tp tn ,а (1.36) где =1.05-1.1- коэффициент, учитывающий нагревание двигателей в процессе экскаваторной погрузки и разгрузки составов, а также при маневрах; Jn и tn – ток двигателя и время движения на n- том участке профиля пути; Т- время рейса. 167 1.6. Определение инвентарного парка электровозов и думпкаров Инвентарный парк электровозов определяется из выражения N эл.инв N раб N рем N рез N хоз , шт , (1.37) где N раб - количество электровозов, находящихся на поездной работе ; N рем - то же в ремонте ( N рем =0.15 Nраб ); N рез - то же, в резерве ( N рез =0.1 Nраб); N хоз - тo же, на хозяйственных работах (перевозка оборудования, балласта, людей и т.д., N хоз =1-2единицы). Для определения N раб находится необходимое число рейсовых электровозов для обеспечения заданного суточного грузооборота, f Qсут N рейс Z q , (1.38) где f=1.25 - коэффициент неравномерности поступления груза; Qсут - суточный грузооборот карьера, т. Количество рейсов одного электровоза в сутки: r Tсут (1.39) Tp Количество электровозов, находящихся на поездной работе N рав Инвентарный парк думпкаров N рейс r f Qсут , Tp Tсут Z q N д.инв k g Z N эл.инв , шт. (1.40) (1.41) 1.7 Определение расхода электроэнергии электровозом. Расход электроэнергии на движение поезда в течение рейса, отнесенный к токоприемнику электровоза, определяется суммированием расхода энергии по отдельным элементам профиля Aдв где mдв - число двигателей mдв J уч t уч 60 1000 электровоза; 168 U ср , квт.ч (1.42) J уч - ток, потребляемый на каждом элементе профиля (из таблицы 1.5), А t уч - время движения по данному элементу профиля (из таблицы 1.5), мин; U ср =1500 в средняя величина напряжения в контактном проводе. Общий расход энергии за один оборот локомотиво-состава Аобщ складывается из расхода энергии на движение Адв, собственные нужды электровоза А с и маневровую работу Ам. AОБЩ Aдв Ac Aм (1.43) Расход энергии на собственные нужды Ac (0.15 0.2) Aдв (1.44) Расход энергии на меневровую работу ( в основном передвижение состава при погрузке и разгрузке) Aм (0.1 0.3) Aдв (1.45) Удельный расход энергии, отнесенный к 1 т груза и 1 т.км, равен соответственно: Aощ Z q , квт/ч (1.46) ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 1. Режим работы основное оборудование вспомогательное оборудование Npd = дн Npd = дн псм = см псм= см Тсм= ч Тсм= ч А) количество дней работы одного рабочего дн.р N раб 365 В Пр О = 0,97 - коэффициен m невыходов рабочего по уважителън ой причине Б) коэффициент списочного состава 2. Определение капитальных затрат 169 К сп N р .д N раб (1.47) А) Локомотивы К N1 Ц (1.48) Б) экскаваторы: К N1 Ц (1.49) В) капитальные затраты К А Б 10 6 (1.50) Д) общие капитальные затраты К К 0,1К (1.51) -балансовая стоимость оборудования с учетом транспортировки, демонтажа и мантажа Ц 3. амортизационные отчисления; 15% от К А К 0,15 (1.52) 4. запасные части: 3,5% от К Зч К 0,035 (1.53) 5. содержание и ремонт 7% от К Р К 0,07 (1.54) 6. Заработная плата 170 3. плата 1 мес. месяцы Ксп Списочный состав Явочное число Профессия З.плата Маш.экс. Пом. Экск. Машинист локомотив Пом. локомотив Оператор транспортной машины ГРОЗ ИТОГО Неуч. 10% Соц. страх 25% от з.платы Всего 5. Электроэнергия Суммарные затраты на электроэнергию для полноценной работы экскаватора, локомотивы, освещения равны: Зэл.э N сум Т см nсм N р.д (1.55) N сум - суммарная мощность всех потребителей, кВт. N сум n ' P n P (1.56) б. Расчёт затрат на материалы и топливо 171 Наименование материала Инструменты 3,5% от К Затраты, Сум Смаз.обтир.мат 5% от Зэл э Кабель и провода 3,5% от Зэл.э Спец одежда 250000 х прабочих Смазочные материалы и топливо на тех.цели 10%ОТ Зэл.э ИТОГО Неучтён. 20% ВСЕГО Сводная таблица № Наименование затрат I Капитальные затраты II Эксплуатационные затраты 1 Основная и дополнительная З.плата 2 Социальное страхование 3 Амортизационные отчисления 4 Электроэнергия 5 Материалы и топливо 6 Содержание и ремонт 7% от К ИТОГО Сумма затрат, сум Себестоимость разработки единицы руды составляет: С=Э/АГ0Д р= (сум/тонна) 172 2 РАСЧЕТ КАРЬЕРНОГО АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА 2.1. Исходные данные для расчета Для расчета должны быть известны следующие данные: 1) производительность карьера по добыче (по горной массе) , Qk т/год, м3/год; 2) характеристика транспортируемых грузов - объемная масса в массиве , (т/м3) и в разрыхленном состоянии, т.е. в насыпке , (т/м3); 3) расстояние транспортирования от забоя до разгрузочного пункта с разбивкой на отдельные участки: внутри карьера вк , выездной траншеи в. т р и на поверхности карьера пов ,м ; 4) профиль путей (средние уклоны) от забоя до разгрузочного пункта, соответственно: внутри карьера iвк выездной траншеи i в.тр и на поверхности iпов %0 5) основные данные об организации движения автосамосвалов и добычной машины (число рабочих дней в году, число смен в сутки, число часов работы в смену). 2.2. Выбор типа экскаватора и определение его производительности Выбор типа экскаватора и определение его производительности производится, как в расчете железнодорожного транспорта (смотрите раздел 1.2). 2.3. Выбор и обоснование типа и грузоподъемности автосамосвалов Рациональная грузоподъемность автосамосвалов зависит от вида и типа экскаваторов, расстояния транспортирования, производительности карьера, пропускной способности автодорог и приемных устройств. Взаимосвязь между емкостями ковша экскаватора (Vk,м3) и кузова автосамосвала (Vкуз,м3) является основным фактором при выборе типа автосамосвала. При выборе типа автосамосвала в зависимости от расстояния, транспортирования и соотношения Vкуз.:Vк необходимо пользоваться следующими данными: по длине транспортирования L=I+1,5 км соотношение между емкостями Vкуз.: Vк=4-6; по длине транспортирования L=1,5-5 км Vкуз.:Vк=6-10 и при L=1,5-7 км Vкуз.:Vk=8-12 Исходя из указанных соотношений, по таблице 2.1.выбираем соответствующий для данных условий тип самосвала или полуприцепа в зависимости от транспортируемого груза: если насыпная маccа груза 173 > 1,5 т/м3, принимается автосамосвал, если < 1,5 т/мэ, то принимается тягач с полуприцепом. Затем из таблицы 2.2 или 2.3 выписывается техническая характеристика выбранного вида транспортного средства. 2.4. Тяговые расчеты автотранспорта В основу тяговых расчетов автотранспорта положено определение всех сил, действующих на подвижной состав при его движении: вила тяги, основные и дополнительные силы сопротивления движению, тормозная сила. Сила тяги. В тяговых расчетах для практических целей пользуются значением касательной силы тяги Fk 736 3,6 N n k , кгс v (2.1) где N - мощность двигателя, л.c.; п - к.п.д. передачи от вала двигателя к движущим колесам; при механической передаче п = 0,85 -0,98; при электромеханической трансмиссии п = 0.8-0,9; k - к.п.д. ведущего колеса, составляющий 0.7-0.9; V- скорость движения автосамосвала; км/ч. Максимальное значение тягового усилия ограничивается условиями оцепления движущих колес о дорожным полотном т.е. Fmax 1000 Pсц , кгс (2.2) где Pcц - сцепной вес автоcамоcвала ,т.е веc, приходящийся на движущие колеса, тc (табл. 2.4); - коэффициент оцепления, зависящие от типа и состояния дорожного покрытия (табл. 2. 5). 174 Таблица 2.1 Выбор автосамосвала в зависимости от экскаватора Экскаватор Расстояние транспортирования , км 1 2 3 ЭКГ-2 МоАЗ-522А МоАЗ-522А БелАЗ-540 ЭКГ-3.2 КрАЗ-256Б БелАЗ-522А БелАЗ-540 ЭКГ-4.6 (ЭКГ-5) БелАЗ-540 БелАЗ-548 ЭКГ-8 БелАЗ-548 БелАЗ-549 ЭКГ-12.5 БелАЗ-549В с полуприцепом БелАЗ-5275 БелАЗ-540 БелАЗ-548 БелАЗ-540 БелАЗ-540В с полуприцепо м БелАЗ-5271 БелАЗ-548 БелАЗ-549 БелАЗ-540В с БелАЗ-548В с полуприцепо полуприцепо м БелАЗ-5271 м БелАЗ-5272 4 БелАЗ-540; БелАЗ-548 БелАЗ-548 БелАЗ540В с полуприцепом БелАЗ-5271 БелАЗ-549 БелАЗ548В с полуприцепом БелАЗ-5272 БелАЗ-549В с полуприцепом БелАЗ-5275 БелАЗ-549 БелАЗ-549В с БелАЗ-549В с БелАЗ-548В с полуприцепо полуприцепом полуприцепо м БелАЗ-5275 БелАЗ-5275 м БелАЗ549В с полуприцепо м БелАЗ-5275 - 175 Таблица 2.2 Техническая характеристика карьерных автосамосвалов Показатели КрАЗ-256Б МоАЗ522А Колесная 6х4 4х4 формула Грузоподъ 12 18-20 емность, т Масса (без 11.4 17 груза), т База, мм 4780 3350 Основные размеры, мм Длина 8100 6965 Ширина 2640 3150 Высота 2792 3360 Радиус поворота По колее 12.3 10.5 переднего внешнего колеса Наибольша 65 50 я скорость, км/ч Мощность 240 360 двигателя, л/c Емкость 6 10 3 кузова, м Максималь 60 64 ный угол наклона платформы , град Расход 38 топлива на 100 км пути, л Тип Механичес Гидромеха трансмисс -кая ническая ии БелАЗ-540 БелАЗ-548 БелАЗ-549 4 х2 4х2 4х2 27 40 75 21 28 55 3350 4200 4200 7250 3480 3580 8370 3780 3700 9500 4700 4400 8.5 10 9.0 55 55 60 360 или 375 500 950-1200 15 21 41 55 55 50 125 - - - - Электромеханич еская 176 Таблица 2.3 Технические характеристики тягачей автосамосвалов Показатели Колесная формула Грузоподъемно сть, т Масса полуприцепа(б ез груза), т Коэффициент тары База, мм: тягача Полуприцепа Колея,мм Передних колес тягача прицепа Геометрически й объем кузова, м3 Основные размеры, мм Длина Ширина Высота Мощность двигателя, л.с Максимальная скорость, км/ч Тягач БелАЗ540В Полупр Полупр ицеп с ицеп с задней донной разгруз разгруз кой кой БелАЗ5271 6х6 6 х2 Тягач БелАЗ-548В Тягач БелАЗ-549В Полупр ицеп с задней разгрузк ой БелАЗ5272 6х2 Полупр ицеп с донной разгруз кой 45 42 15 0.71 Полуприцеп с донной разгрузкой 6х2 Полупри цеп с задней разгрузк ой БелАЗ5275 6х2 65 61 120 120 17 19.2 22 116 90 0.6 0.5 4200 0.670.69 4200 0.97 3550 0.790.83 3550 4200 4200 4700 8000 5800 9700 5400 10500 2800 2800 2800 2800 2490 2490 2400 23.42 2400 40 2510 34 2510 60 2490 - 2490 100 10850 3480 3750 450 14130 3500 3225 450 12540 4000 3950 520 16760 4000 3900 520 13950 5230 3800 950 18750 5300 4700 1200 55 55 57 57 50 50 177 6х4 Таблица 2.4 Сцепной вес автосамосвалов Автосамосвалы КрАЗ-256 БелАЗ-540 БелАЗ-5.48 БелАЗ-549 Сцепной вес порожнего (тс) автосамосвала груженого 7.6 10.8 14.8 29.3 16.9 32. 4 45.4 88.0 Таблица 2.5 Значения коэффициента сцепления автомашин с автодорогой Дороги Состояние дорожного покрытия сухое Главные откаточные: Щебеночное шоссе с поверхностной обработкой Булыжная мостовая Брусчатая мостовая Асфальтовое шоссе Асфальто-бетонное и бетонное шоссе Забойные, отвальные: забойные укатанные .проезды Отвальные укатанные переезды мокрое загрязненное 0,7 0,5 0,7 0,7 0,7 0,65 0,4 0,4 0,4 0,35 0,3 0,25 0,7 0,45 0,3 0,6 0,4-0,5 - 0,4-0,5 0,2-0,3 - Силы сопротивления движению. Сила суммарного сопротивления движения автомобиля W W0 Wдоп , кгс Wдоп Wi Wв Wj Wk (2.3) , где Wо-cила основного сопротивления движения на прямом горизонтальном участке; Wдоп - сумма дополнительных cил сопротивлений движению автосамосвала; Wi - cилы сопротивления от уклона; Wj - силы сопротивлений от ускорения; 178 Wk-силы сопротивлений при движении по криволинейным участкам пути; Wв- силы сопротивлений воздушной среды. а) Сила основного сопротивления движения на прямом горизонтальном участке W0= 0 p , кгс (2.4) где 0 - удельное сопротивление движению автосамосвала,кгс/тс; Р - полный вес автосамосвала тс. б) Сила сопротивления от уклона Wi=P.i ,кгс (2.5) где i - удельное сопротивление от уклона, численно равное величине уклона в тысячных, кгс/тс. в).Сила сопротивления, вызываемого инерцией вращающихся масс (зависит от типа трансмиссии) Wj=P.J . кгс (2.6) где j - относительное ускорение (замедление)т.е ускорение автомобиля,отнесенное к ускорению силы тяжести с учетом коэффициента инерции вращающихся масс j (1 ) a 1000 102(1 )a g где a - ускорение (замедление) авто само с вала, м/с 2 ; - коэффициент инерции, зависящий от типа трансмиссии (для автосамосвалов с механической передачей в режиме движения с грузом составляет =0,05-0,01, без груза =0,1-0,02; с гидромеханической передачей в режиме движения с грузом =0,03-0,01,без груза 0,85 - 0,07; для автосамосвалов с электромеханической передачей ==0,I - 0,15. г) Сопротивление при движении по криволинейным участкам пути Wk 0.03 где R - радиус кривой, м. д) Сопротивление воздушной среды 200 R P , кгс 200 Wв S v 2 ,кгc. (2.7) (2.8) где - коэффициент, учитывающий обтекаемость автомашины (для карьерных автоcамоcвалов =5,5 - 7); S - площадь лобового сечения автомашины ( для БелАЗ-540 5= 10.2 м2; для БелАЗ-548В S -11,6 м2, для БелАЗ-549 S=17.22 м2); при отсутствии подобных данных определяется как произведение колеи автосамоcвала на его высоту. Рассчитанное суммарное сопротивление движению автосамосвала по формуле (2.3) сравнивается с силой тяги автосамосвала по ободе колеса FK 179 (формула 2.1) и оно должно быть меньше или равно Fk , т.е. W Fk если Fk окажется меньше W (Fk <W), .то сила тяги автосамоcвала недостаточна для преодоления всех сопротивлений и необходимо уменьшить сопротивления движению (возможно уменьшение веса груза в автомашине, уменьшение удельного сопротивления движению за счет улучшения дорожного покрытия, уменьшение скорости движения v и т.д.). Вес автопоезда. При движении одиночного автосамосвала или полуприцепа его полный вес определяется грузоподъемностью и весом тары. В отдельных случаях транспортировку груза производят' автопоездами, т.е. к автосамосвалу прицепляют один или несколько прицепов, то в таких случаях определяют вес прицепной части по .формулам: Fk P( w0 i) ,тс или w0 i 1000Pcц P( w0 i ) Qпр , тс w0 i Qпр (2.9) где Pсц- сцепной вес автосамосвала, тс (берется из таблицы 2.4); - коэффициент оцепления колес автомашины с автодорогой берется из таблицы 2.5); W0- удельное основное сопротивление движению автоcамоcвала, ктс/тс (берется из таблицы 2.6); iiудельное сопротивление от уклона, кгc/тс (берется руковод. уклон). Таблица 2.6 Значения удельного основного сопротивления движению груженого автосамосвала Дороги Главные откаточные Забойные Покрытие Бетонное, асфальтобетонное, гудронизированкое Гравийное Щебеночное /катанные скальные породы /катанные рыхлые породы Неукатанная спланированная рабочая площадка . W0 , ктc/ тc 15-20 25-30 25-40 35-50 50-65 . 65-Ю5 Определение скорости движения автосамосвалов. Cкорость движения является одним из важнейших эксплуатационных показателей автоcамосвалов, так как определяет время движения по отдельным участкам пути и время полного оборота автосамосвала или полуприцепа. 180 Ввиду сложности определения скорости движения автосамосвала аналитическим путем, в практических целях пользуются динамическими характеристиками автосамосвалов (рис.3,4). Динамическая характеристика автосамосвала - это зависимость динамического фактора автосамосвала от скорости движения. Избыточную силу тяги, отнесенную к весу подвижного состава,называют динамическим фактором D Так как Fk Wв P , %0 Fk Wв W0 Wi W j P P D W0 i j ,%0. (2.10) , то (2.11) При определении скорости движения по динамическому фактору берется условие установившегося движения, т.е v=const и а=0 и а =о. Тогда уравнение (2.II) примет вид: D W0 i , %0 (2.12) Для каждого участка дорог определяется динамический фактор в зависимости от уклона пути и удельного значения основного сопротивления движению, то .значение W, берется по таблице 2.6 в зависимости от типа дороги его покрытия. При определении скорости движения по динамической характеристике необходимо брать движение на низких передачах (Ш и 17 передачи),т.к, на больших передачах (I) не разрешается длительное движение из-за перегрева двигателя. При отсутствии динамических характеристик можно пользоваться значениями технической скорости движения по различным участкам дороги по таблице 2.7. . 181 Рис 3.- Динамическая характеристика самосвалов а)БелАз-540 б)БелАЗ- 548 Рис 4. Динамическая характеристика самосвала БелАЗ -549 182 Таблица 2.7 Техническая скорость движения автосамосвалов, км/ч -------------------------------------------------------------------------------------------Дорога ! Т и п_ы автоcамоcвалов_________ j БелАЗ-540 ! БелАЗ-548 !БелАЗ-549 !груже!по- !груже!порож- !гру-!порож ! !ный !рожн!ный !ний !жен.!нии ! --------------------------------------------------------------------------------------------Поверхностная магист ральная дорога щебеночная 32 42 32 38 30 42 То же, бетонная 5 43 38 47 34 48 Магистральный выезд из карьера 30 50 25 49 24 48 То же, при i=60%0 Магистральный выезд из карьера с щебе ночным покрытием при I= 40%0 То же, при i= 80%0, Забойная временная дорога Отвальная временная дорога 18 35 16 34 16 32 20 50 29 48 18 48 14 13 30 14 14 11 39 14 14 12 30 14 17 19 16 18 14 16 Тормозной путь.При возникновении тормозной силы в результате прижатия колодок к тормозным барабанам автомобиля кинетическая энергия движущейся машины поглощается работой сил сопротивления: P(Vk Vk ) (8 w0 wi ) Lд.т 2 2 3.6 g 2 или 2 ( B w0 wi ) LT ( w0 i ) Lд.т Vн Vк 2 3,6 ( w0 i ) , 2 Lд.т 2 м (2.13) где Lд.т - Действительный тормозной путь, м; В - тормозная сила автомобиля, кгс 183 В < lOOOP (P - тормозной вес автомобиля, т.е вес , приходящийся на тормозные колеса, тс); Vн, Vк- начальная и конечная скорости движения автосамосвала, км/ч. Так как при .полном торможении Vk =0, то в формуле (2/13) для точности расчета тормозного пути необходимо разность между Vн и Vк брать в пределах 5- 10 км/ч (например, при Vк =30км/ч нельзя брать Vк =0,необходимо брать интервалы: Vн = 30 км/ч, Vk = 20 км/ч, Vн.=20 км/ч, Vk =10 км/ч, Vн =10км/ч, Vk =0 .... если брать интервал не 10 км/ч, а по 5 км/ч, то расчет будет более точным). Полный тормозной путь определяется с учетом реакции водителя Lпт Lп.п Lд.т или Lп.т Vн t р 3.6 Lд.т (2.14) . t где р - время реакции водителя ( t р = 0.4 – 0.7с) 2.5. Эксплуатационный расчет автотранспорта Время рейса автосамосвала определяется по формуле: Tp tп tдв t p t м мин., (2.15) tп - время погруэки автосамосвала, мин; t дв - время движения автосамосвала с грузом и порожняком, мин.; tp -время разгрузки автосамосвала, мин.; tм - время, необходимое на маневры при погрузке и разгрузке, мин. Время погрузки. Продолжительность погрузки tп определяется производительностью экскаватора, грузоподъемностью машины и емкостью ее кузова. При определении времени погрузки автосамосвалов следует учитывать объемную массу горных пород, подлежащих транспортированию, измеренную в плотном теле , т/м . Если 3 kp грузоподъемность автосамосвала; если кузова; qa Va qa Va ,то лимитирующей является kp qa Va ,то лимитирует емкость - грузоподъемность и емкость кузова используются полностью: 184 qa Va при q a Va , tn qa t ц Vk э , мин Va tц , tn Vk н , (2.16) мин (2.17) где qa - грузоподъемность автосамосвала, тс; Va- емкость кузова автоcамоcвала, м3; Vk- емкость ковша экскаватора, м3; tц - продолжительность цикла экскаватора, мин.; э - коэффициент экскавации (для песчаных пород, э . =0,9; для угля э =0.85-0.9; "для глин, и суглинков э = 0,75 -.0,8; для полуcкальных и скальных пород э = 0,75 - 0,6); н = 0,8 + 1,0 - коэффициент наполнения ковша; Kp = 1.05 + 1,5 - коэффициент разрыхления породы; , - плотность транспортируемой горной массы соответственно в рыхлом состоянии и в массиве, т/м3. Время движения автосамосвалов в грузовом и порожняковом направлении lв.к lв.тр lпов lпов lв.тр lпов tдв 60 [( )( )] k р. з мин.., V1г р V2 г р V3 гр V3 пор V2 пор V1пор (2.18) где lв.к , lв.тр , lпов - длины участков пути соответственно внутри карьера, выездной траншеи и на поверхности, км; V1гр ,V2 гр ,V3гр - скорости движения автосамосвала в груженном направлении на соответствующих участках, км/ч; V1пор ,V2 пор ,V3пор - скорости движения автосамосвала в порожнем направлении на тех участках, км/ч; . Kр.з=1.1 - коэффициент, учитывающий разгон и замедление автосамосвала. 185 Время разгрузки. Продолжительность разгрузки складывается из времени подъема и опускания кузова и маневров и составляет 1-1,2 мин. Время на маневры при погрузке для сквозной, петлевой и тупиковой схем подъезда равно 10; 20-25; 50-60 о соответственно. Время на маневры при разгрузке составляет 80-100 с. Производительность автосамосвала. Сменная техническая производительность автосамосвала Qсм qa k q Tсм ,т/смену, Tр (2.19) где kq с. =0,8- 1,0 - коэффициент использования грузоподъемности автосамоcвала; qa - паспортная грузоподъемность автосамоcвала, т; Тcм - длительность смены, час; . Тр - время рейса, ч. Эксплуатационная производительность автосамосвала в смену где kв Tсм Tпр Tсм Qсм. э Qсм.т kв ,T (2.20) - коэффициент использования сменного времени; Tпр - длительность технологических простоев, которая складывается из простоев экскаватора и автосамосвала. Из опыта эксплуатации автотранспорта kв=0,75 - Ог85. Определение парка автосамосвалов. Число автосамосвалов, обслуживающих один экскаватор, N Tp tп 1 tдв t р t м tп , автосамосвалов (2.2I) Рабочий парк автосамосвалов, необходимых для перевозки заданного объема грузооборота по карьеру Np N Z (2.22) или Np K нQсут кар Qсм. э n , где Z - количество экскаваторов на карьере, шт.; Кн = 1,1 - 1,2 - коэффициент неравномерности работы карьера; 186 (2.23) Qсут.кар - суточный грузооборот карьера, т; n - число рабочих смен в сутки. Рассчитанные по формулам (2.22) и (2.23) количества рабочих автосамоcвалов не должны отличаться друг от друга более 10-20 0 0 , в противном случае необходимо произвести перерасчет. Инвентарный парк автосамосвалов должен быть больше рабочего, так как часть их постоянно находится на техническом обслуживании и на ремонте: , где Т Np N cp (2.24) - коэффициент технической готовности парка, принимаемый по нормативам, равный 0,7-0,9; Nср - списочное число автосамосвалов. При двухсменном режиме эксплуатации подвижного состава необходимо увеличить число автосамосвалов, определенное по формуле (2.24),на коэффициент К= 1,2-1,25. Расход топлива. Расход топлива, определенный по эмпирическим формулам, не дает точных результатов, поэтому расход топлива рекомендуем принимать из характеристики автосамосвала (табл.2.3). Фактический расход топлива отличается от паспортных данных в зависимости от многих факторов и определяется из выражения dф d п K з Kв.ч K ман Kи.д , (2.25) где dф- фактический расход топлива на 100 км пробега, л; dп - расход топлива на 100 км пробега по характеристике автосамосвала, л; Kз - коэффициент, учитывающий повышение расхода топлива в зимнее время,Kз=1.1-1.2 Kв.ч - коэффициент, учитывающий расход горючего на внутренние гаражные нужды (регулировка, обкатка и пр.) ,Kв.ч=1,05 - 1,06; Kман – коэффициент, учитывающий расход топлива на маневры: Kман=1.1-1.2; Kи.д - коэффициент, учитывающий степень износа двигателя Kи.д=1.05-1.25 Расход смазочных материалов составляет 5 – 8 0 0 расходуемого топлива. Коэффициент использования автопарка определяется по формуле: p x (2.26) . где p - число машино-дней работы автосамосвалов за тот же промежуток времени (час, смена, сутки); , 187 x - число машино-дней нахождения машин в автохозяйстве. При соблюдении правил технической эксплуатации = 0,7 - 0,55.В других случаях величина его снижается до 0,4-0,б Коэффициент использования пробега изменяется в зависимости от конкретных условий работы автосамосвалов и определяется по формуле Lгр Lгр Lпор (2.27) Обычно значение коэффициента близко к 0,5, хотя может значительно отклоняться от этого значения в зависимости от конкретных условий работы транспорта, т.е. зависеть от схемы движения транспорта. Пропускная и провозная способности карьерных автодорог определяются для ограничивающего участка, каким в карьерах обычно бывает выездная траншея. Часовая пропускная способность одной полосы автодороги составляет Пч 60 1000v K н.д t маш K н.д L ,автосамосвалов в час., (2.28) где t м аш - интервал времени между машинами, мин.; : v - расчетная скорость движения автосамосвала, kм/ч; L - раccтояние между движущимися друг за другом автосамосвалами,.м; Kн.д =1.7-2,0 - коэффициент неравномерности движения автосамосвалов по дороге. Суточная пропускная способность одной полосы автодороги определяется по формуле Пcуу Пч n Tсм автоcамоcвалов в сутки Безопасное расстояние между автосамосвалами складывается из пути, проходимого за время реакции водителя, тормозного пути и длины автосамосвала,т.е. Vн t р Vн Vк L la 3.6 254( w0 i ) где 2 (2.29) 2 t p =0,4-0,7 - время реакции водителя, , м (2.30) с; - коэффициент сцепления; для наиболее неблагоприятных условий, т.е. при мокром дорожном покрытии, =0,2 - 0,9; lа _- длина автоcамосвала, м. 188 Безопасное расстояние для автосамосвалов БелАЗ-540 и БелАЗ-548 при скорости движения 20,40,60 км/ч для груженных автосамосвалов составляет соответственно 30-40; 70-80; 120-200-для порожних автосамосвалов 30-35; 60-75; 100-140 м. Суточная провозная опособносгь ограничивающего участка автодороги: Ma Псут f qa , т/сутки (2.31) где f 1.75 2.00 - коэффициент резерва пропускной способности. Рассчитанная по формуле (2.3I) суточная провозная способность ограничивающего участка автодороги сравнивается с суточной производительностью карьера, если M a Qсут. к .то провозная способность автодороги удовлетворяет производственные возможности карьера по транспорту, если M a Qсут. к необходимо увеличение провозной способности карьера: повышение грузоподъемности автотранспортных средств; разделение, где это возможно, грузопотока между несколькими направлениями за счет устройства не одного, а двух-трех съездов, благодаря чему сокращается расстояние транспортирования до отвалов и. обеспечивается непрерывность работы в случае выхода из строя какого-либо из съездов; применение, где это экономически выгодно, кольцевого движения автомашин; увеличение числа полос движения. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 2. Режим работы основное оборудование вспомогательное оборудование Npd = дн Npd = дн псм = см псм= см Тсм= ч Тсм= ч А) количество дней работы одного рабочего дн.р N раб 365 В Пр О = 0,97 - коэффициенm невыходов рабочего по уважителъной причине Б) коэффициент списочного состава К сп N р .д N раб (2.32) 2. Определение капитальных затрат А) автосамосваль К N1 Ц (2.33) 189 Б) экскаваторы: К N1 Ц В) капитальные затраты (2.34) К А Б 10 6 (2.35) Д) общие капитальные затраты К К 0,1К (2.36) -балансовая стоимость оборудования с учетом транспортировки, демонтажа и мантажа Ц 3. амортизационные отчисления; 15% от К 4. запасные части: 3,5% от К А К 0,15 (2.37) Зч К 0,035 (2.38) 5. содержание и ремонт 7% от К Р К 0,07 (2.39) 3. плата 1 мес. месяцы Ксп Списочный состав Профессия Явочное число 6. Заработная плата Маш.экс. Пом. Экск. Машинист автосамосваль Пом. автосамосваль Оператор транспортной машины ГРОЗ ИТОГО Неуч. 10% Соц. страх 25% от з.платы Всего 5. Электроэнергия Суммарные затраты на электроэнергию для полноценной работы экскаватора, автосамосваль, освещения равны: 190 З.плата Зэл.э N сум Т см nсм N р.д N сум (2.40) - суммарная мощность всех потребителей, кВт. N сум n ' P n P (2.41) б. Расчёт затрат на материалы и топливо Наименование материала Инструменты 3,5% от К Затраты, Сум Смаз.обтир.мат 5% от Зэл э Кабель и провода 3,5% от Зэл.э Спец одежда 250000 х прабочих Смазочные материалы и топливо на тех.цели 10%ОТ Зэл.э ИТОГО Неучтён. 20% ВСЕГО Сводная таблица № Наименование затрат I Капитальные затраты II Эксплуатационные затраты 1 Основная и дополнительная З.плата 2 Социальное страхование 3 Амортизационные отчисления 4 Электроэнергия 5 Материалы и топливо 6 Содержание и ремонт 7% от К ИТОГО Сумма затрат, сум Себестоимость разработки единицы руды составляет: С=Э/АГ0Д р= (сум/тонна) 191 3. РАСЧЁТ КАРЬЕРНОГО КОНВЕЙЕРНОГО ТРАНСПОРТА. 3.1. Исходные данные Для расчета должны быть известны следующие данные: 1) производительность экскавационно-погрузочной машины (экскаватора) 3 отдельно по вскрыше (Vвск, м /ч) и отдельно по полезному ископаемому (Qпи, т/ч); 3 2) насыпная масса перемещаемых грузов н - тс/ м ; 3) кусковатость и некоторые другие свойства перемещаемых грузов; 4) расстояние транспортирования L, м; 5) при наклонной установке конвейеров – угол наклона вверх или вниз ( , град.) или разность отметок уровней в начальной и конечной точках (H, м); 6) принятая организация работ на карьере (количество рабочих дней в году, количество рабочих смен в сутки, продолжительность смены). 3.2.Выбор типа и параметров конвейера. В настоящее время заводы-изготовители выпускают конвейеры номинальной длины в соответствии с ГОСТами. Длина конвейера в конкретных условиях определяется длиной трассы, в которой он устанавливается, а количество приводов - в результате расчёта необходимой общей мощности. Параметры изготовляемых конвейеров учитывают обобщённые условия эксплуатации, поэтому запасы прочности тягового органа, установленная мощность приводов, производительность и длина вполне определены для каждого типоразмера конвейера. Однако конвейеры устанавливаются в конкретных условиях с конкретными грузопотоками. Для обеспечения заданных грузопотоков и надёжной работы конвейеры должны быть подобраны так, чтобы их параметры полностью удовлетворяли требованиям эксплуатации в конкретных горно-технических условиях. При этом запасы по производительности, мощности приводов и прочности тягового органа не должны в значительной мере превышать установленных нормативов, так как в противном случае возрастёт стоимость транспортирования. Предварительный выбор типа конвейера производится по табл. 3.I по известной эксплуатационной производительности экскаватора. Производительность однопоточного конвейера должна быть не менее производительности экскаватора, а производительность сборного конвейера не менее суммарной производительности грузопотоков, поступающих на этот конвейер. Окончательное же соответствие выбранного типа конвейера конкретным условиям и определение количества и мощности устанавливаемых на нем 192 приводов и длины конвейеров рассчитывается в результате проверочных расчетов [з]. 3.3. ПРОВЕРОЧНЫЕ РАСЧЕТЫ КОНВЕЙЕРОВ Требуемая ширина ленты определяется, исходя из заданной производительности ( Qэ , т/ч), по формуле Qэ B 1,1 0,05 Cn V н ,м (3.1) где Сn - коэффициент производительности ленты; V - скорость движения ленты, м/с; н - насыпная масса груза, т/м3. В табл.3.2 приведены значения коэффициентов Сn для конвейерных лент, имеющих формы лотков [5]. Указанные значения коэффициента Сn„ действительны для конвейеров, трасса которых наклонена к горизонту не более 12°. При больших углах наклона, в связи с уменьшением толщины слоя груза на грузонесущем полотне конвейера, необходимо принимать меньшие значения коэффициента Сп, полученные умножением табличных значений на коэффициент К, имеющий следующие значения: Угол наклона конвейера, градус 12 14 16 18 20 Коэффициент К 0,98 0,96 0,94 0,92 0,9 Таблица 3.1. Техническая характеристика ленточных конвейеров ПАРАМЕ Тип конвейера Т-РЫ КЛКРПКЛККРУКРУКЛМЗ НКМЗ 500 500 500 350 900 Ширина 1000 1000 1200 1200 1200 1200 1800 лены, мм Скорость 2,2 2,23 1,8 1,5 3,0 2,6 3,5 движения ленты, м/с Производ 500 500 500 350 900 1250 4000 ительност ь т/ч Наклон 30 20 20 20 30 30 боковых ро ликов, град Продолжение табл.3.1 193 Приводно й барабан: Диаметр, мм Число Угол обхвата , град Длина горизонтального конвейер а,м Мощност ь привода,к вт Основа ленты Вес металлич еских частей конвейер а,т Область применения 1200 2 420 1130 1 270 180 800 2 430 1600 2 370 1250 2 390 1510 2 495 300 150 800 500 1000 800 500 2 x 75 75 2 x 160 3 x 85 3 x 380 4 x 240 1500 Капрон 30 Б-820 Б-820 163 РТЛ1200 255 РТЛ1500 600 Анид 50 РТЛ1200 100 Магист Переда- Подъем- Подъем- Подъем точный ный ный ный Магист. Магист. Параметры Ширина ленты, мм Скорость движения ленты , м/с Производительност ь. Т/ч Длина конвейера (м0 при угле наклона става, градус: 0 4 Продолжение табл.3.1 Тип конвейера КЛШ-500М КЛЗКЛШ-800 500IIMA 1000 1000 1200 2,26 2,26 2,58-0,85 500 500 800 300 250 200 400 350 300 800 475 300 194 600 8 12 16 Тип ленты Тип привода Диаметр барабанов, мм: Приводного Натяжного Редуктор: Тип Передаточное число Электродвигатель: Тип Мощность, квт Скорость вращения вала, об/мин Напряжение, в Масса конвейера длиной (300м), (400м), и (800) соответственно конвей- ерам без ленты, кг Область применения 150 100 250 200 220 175 Резино – тканевая Однобарабан Двухбарабан Однобарабанный -ный -ный 900 600 900 600 600 600 РПДП-750 20 РПДП-750 - - М36-42/6 75 985 КО-52-6 75 985 А0113-12/8/6/4 150-50 1480-490 220/380 18657 220/380 28747 50800 Забойные и магистральные 195 Продолжение табл.3.1 Параметры 2ЛУ-120А Ширина ленты,мм Скорость движения ленты , м/с Производительность по горной массе в разрыхленном состоянии, т/ч Угол подъема, градус Максимальная длина,м: При угле наклона 60 1200 При угле наклона 180 Тип ленты Тип привода Число приводных барабанов Диаметр барабана,мм: Приводного Отклоняющего Электродвигатель: Тип Мощность, квт Число Суммарная мощность,квт 550 Напряжение,в 6000 Масса конвейера длиной 1000м Без ленты , т 2 Тип конвейеров 2ЛУ-120Б 2ЛУ120В 1200 3,15 2ЛУ-120Г 1200 До 180 1800 1200 1460 830 550 630 Резино-тросовая РТЛ-2500 или РТЛ-3150 Барабанный 3 2 2 1292 1250 АК313-37-6 500 2 1000 АК313-376 500 3 1500 МА3671/6Ф 250 4 1000 АК312-496 400 3 1250 6000 660 6000 336 314 336 314 Область применения Подземный 196 Параметры Ширина ленты, мм Скорость движения ленты , м/с Производительность, м 3 /ч Длина конвейера (м) при угле наклона става, градус: 0 8 16 Тип ленты Прочность кг/см ширины прокладки Число прокладок Номинальное рабочее усилие, кг/c Тип привода Диаметр барабанов , мм Приводного Отклоняющего Электродвигатель: Тип Продолжение табл.3.1 Тип конвейеров С160125 С160160 С200160 С200200 1600 2000 1.6; 2.0; 2.5; 3.15; 1600, 2000, 2500, 3150 1000 300 150 1400 450 300 6 29000 7-8 8 34000-38000 48000 Однобарабанный 1250 800 АКЗ-12-39-6 АКЗ-12-49-6 АКЗ-13-37-6 АКЗ-13-46-6 1200 400 250 Резино-тканевая 300 1400 500 250 9-10 54000-60000 Двухбарабанный 1600 1000 АКЗ-12-49-6 АКЗ-13-37-6 АКЗ-13-37-6 АКЗ-13-46-6 АКЗ-13-46-6 АКЗ-13-59-6 АКЗ-13-59-6 АКН-14-496 Мощность, кВт 320,400,500 400,500 500,630 Скорость вращения 980-990 вала, об/мин Масса конвейера 1022 длиной 200 м без ленты, кг Область применения Магистральнқе . 197 2000 1250 АКЗ-13-46-6 АКЗ-13-59-6 АКН-14-496 АКН-14-596 630,800 1600 Таблица 3.2 Показатели Нормативные значения коэффициента Cп Роликоопора Двухроликовая Трехроликовая Четырехроликова я 15 20 30 36 1’=18 2’=54 Угол наклона боковых роликов, градус Расчетный угол откоса насып- ного груза на ленте, 15 градус 20 Коэффициент, 450 Сп 535 15 20 15 20 15 20 15 20 470 550 550 625 585 655 650 715 Пятироликова я 1’=18 2’=54 15 600 20 675 1 , 2 - Примечание: углы наклона боковых роликов При транспортировании крупнокускового груза (500-700 мм) коэффициент К снижают еще на 15-20% . Значения насыпной массы и углов откоса груза на ленте, а также максимальных допустимых углов наклона конвейеров при транспортировании различных грузов приведены в табл.3.3 Таблица 3.3 Характеристика насыпных грузов Транспортируемый груз Апатит Галька влажная Глина сырая Земля, грунт влажный Известняк Калийные соли Песок сухой Песок влажный Порода горная вскрышная Руда, железная Соль каменная Насыпная Расчетный угол откоса масса, н материала на т/м ленте, p , град 1,5-1,7 15 1,4-1,5 15 1,8-2,0 25 1,5-1,7 15 1,2-1,6 15 1,1-1,6 15 1,3 15 1,4-1,65 20 1,6-1,7 20 2,0-4,5 20 1,0-1,2 198 20 Наибольший угoл наклона конвейера , Вmax 24 18 20 24 18 18 20 25 17 20 23 Ширина ленты, необходимая для обеспечения заданной производительности, должна быть проверена по кусковатости груза. При этом должно соблюдаться следующее соотношение: - для рядовых грузов, содержащих большие куски в количестве не более 15 % по весу, B (2,3 2,5) max , (3.2) - для сортированных грузов, содержащих крупные куски до 80 % по весу B (3,3 4,0) max , (3.3) где мач - размер поперечного сечения максимального куска, мм. Из полученных по формулам (3.1), (3.2) или (3.3) значений принимают большее и округляют его до размера по ГОСТ 20-62, затем проверяют соответствие расчетной ширины ленты с шириной ленты предварительно выбранного конвейера. При их несоответствии выбирается другой тип конвейера и делается пересчет. Для условий открытых горных разработок наиболее целесообразно применение конвейерных лент шириной 1000, I200, I600, 2000 и 2400 мм [l,2]. На основании практических данных установлены рациональные соотношения между производительностью ленточного конвейера и скоростью движения ленты, которые приведены в табл.3.4 по данным ГОСТ 20-62. Таблица 3. 4 Рекомендуемые скорости движения ленты Расчетная объемная производитель-ность конвейера, м3/ч 400-800 Скорость ленты, м/с для рыхлых для скальных пород и руд пород и нетяжелых грузов 2,0; 2,5 1,6; 2,0 1000-2500 2500-5000 5000-8000 8000-12000 12000 и более 2,5; 3,15 3,15; 4,5 4,15 4,15; 6,3 6,3 2,0; 2,5 2,5; 3,15 3,15 3,15; 4,5 4,5 Определение сопротивлений на конвейере. Согласно общему уравнению движения мощность привода конвейера расходуется на преодоление работы сопротивления движению. 199 Сопротивление на прямолинейных участках конвейера возникает вследствие трения в цапфах роликов, от качения ленты по роликам; а на наклонных конвейерах также и от продольной составляющей силы веса. Для наклонно установленного конвейера сопротивление движению груженной ветви подсчитывается по формуле: Wгр (q qл q р ) L cos (q qл ) L sin (q qл q р ) L (q qл ) H , кгс (3.4) . а сопротивление движению порожней ветви конвейера по формуле: Wп ор (q л q р ) L cos q L sin (q л q р ) L q л H ,кгс (3.5) Для горизонтального конвейера соответственно Wгр (q qл q р ) L , кгс Wп ор ( q л q р ) L , кгс (3.6) (3.7) где L - длина конвейера, м; - угол наклона конвейера, град; Н - разность уровней в начальной и конечной точках ( H L sin ) , м; QЭ - вес груза на длине конвейера I м, кгс/м; 3.6V q q л - вес ленты на длине I м, кгс/м; qр - вес движущихся частей роликов на грузовой ветви, приходящийся на 1 м длины, кгс/м; q р - вес движущихся частей роликов на порожняковой ветви, приходящийся на I м длины, кгс/м; - коэффициент сопротивления движению конвейерной ленты. Вес 1 м2 ленты G л приведен в табл.3.5. По данным таблицы вес 1 м ленты можно определить по формуле: qл Gл B , кгс где B- ширина ленты, м. 200 (3.8) Таблица 3. 5 Вес 1 м лент различных типов Резино-тканевые ленты Резино-тросовые ленты 2 Число прокладок Вес, кгс/м Тип ленты Вес, кгс/м2 4 18 РТЛ-1500 28 5 20 РТЛ-2500 37 6 22 РТЛ-3500 43 8 25 РТЛ-4000 48 РТЛ-5000 55 РТЛ-6000 65 2 При отсутствии в технической характеристике конвейера количества прокладок ее можно приближенно принять по табл.3.6 в зависимости от ширины ленты [4]. Веса вращающихся частей роликов на длине I м на грузовой и порожняковой ветвях конвейера находятся по формулам Gр qр l , кгс/м G р qр l , кгс/м (3.9) (3.10) где Gp и Gp – вес вращающихся частей роликов на грузовой и порожняковой ветвях, кгс; , l и l – шаг роликоопор рабочей и порожняковой ветвей, обычно l =0,8-1,2 м (меньшие значения при транспортировании тяжелого кускового материала), l = 2 - 4 м. Вес роликов, а следовательно, и их вращающихся частей, оказывающих сопротивление движению, зависит от ширины ленты, диаметра роликов и их конструкции. В табл.3.7 приведены значения веса вращающихся частей роликов для грузовой (трехроликовой) и порожняковой (однороликовой) ветвей конвейера. 201 Таблица 3.6 Количество прокладок в зависимости от ширины ленты Шир и-на лент ы Тип ленты 2Т 2ЛХ2ТАА120 150 100 2К300 1ТК300 1ТА300 1ТК-400 1ТА-400 2УБ ПВ Х820 100 2УБ НК Л65 БНК Л150 ТЛ150 ТЛК150 ТЛ200 ТЛК200 800 4-8 4-6 4-6 3-6 3-5 4-6 3-8 2-4 - - 1000 4-8 4-6 4-6 4-8 4-6 4-8 4-9 3-9 - - 1200 4-7 4-8 4-8 5-6 5-9 4-9 3-8 4-8 4-6 5-8 5-8 6-8 6-10 5-10 4-9 4-8 4-8 1600 510 710 - - - - - 7-10 6-10 5-9 4-9 4-8 1800 - - - - - - 7-12 - 5-10 6-8 2000 - - - - - - 8-12 - 5-10 6-8 1400 Величина коэффициента сопротивления движению конвейерной ленты зависит от многих факторов: качества ролика, монтажа конвейера, толщины ленты, кусковатости материала и пр. В нормативах предусмотрены следующие значения в зависимости от состояния конвейера [ 3]: Очень хорошее 0.018 - 0.02 хорошее 0.02 - 0.022 при нестрогой прямолинейности става и опасности сильного загрязнения 0.023 – 0.027 Сопротивление на криволинейных участках возникает при огибании лентой отклоняющих роликов и хвостовых барабанов. Оно вызывается трением 202 в цапфах роликов или барабанов, качением по ним ленты, а также упругостью ленты, сгибаемой при набегании на барабаны и разгибаемой при сбегании. Практически величина сопротивления на блоках, барабанах и батареях роликов составляет . 3-5 % .величины натяжения ленты в точке набегания на данный криволинейный участок при угле обхвата 90° и 5-7 % - при угле обхвата 180°. Сопротивление на приводном барабане составляет 3-5 % суммы натяжений на набегающей и сбегающей ветвях у привода Wпр=(0,03 0,05) (Sнб+Sсб) , кгс (3.11) Таблица 3. 7 Вес вращающихся частей роликов Ширина ленты, мм 400, 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Трехроликовая роликоопора в исполнении нормальном тяжелом диаметр вес, ролика, ктс мм диаметр вес, ролика, кг мм 102 . 102 102 127 127 127 159 - _ - 10 11,5 12,5 . 22. 25 29 50 60 82 - 159 159 159 194 194 194 219 _ 45 50 57 108 116 122 190 0днороликовая диаметр ролика, мм вес, кгс 102 102 102 127 127 127 159 159 - 6 7,5 10,5 19,0 21,5 26 40 47 - Определение мощности привода. Мощность привода конвейерной установки можно определить точным методом обхода по контуру ленты. Контур, образуемый лентой конвейера, разбивается на прямолинейные и криволинейные участки (рис.5). Точки сопряжения участков нумеруются, начиная от точки сбегания ленты с приводного барабана. Далее, последовательно обходя контур по точкам, определяют натяжение набегающей и сбегающей ветвей и мощность привода. 203 Рис.5. Схема к расчету конвейера "по контуру". Правилом расчета натяжений является натяжение тягового органа в каждой последующей по его ходу точке контура равно натяжению в предыдущей точке плюс сопротивление на участке между этими точками Si Si 1 W( i 1) i ,кгс (3.12) По схеме, показанной на рис.5, натяжение ленты в точке сбегания с приводного барабана равно S1 . Натяжение в точке 2 (угол обхвата лентой отклоняющего барабана 90°) S2 S1 Wоткл S1 0,04S1 1,04S1 , кгс (3.13) Натяжение в точке 3 S3 S2 Wпор 1,04S1 Wпор , кгс (3.14) Натяжение в точке 4 (угол обхвата лентой натяжного барабана 180°) S4 S3 Wнат S3 0,06S3 1,06S3 1,06(1,04S1 Wпор ) , кгс (3.15) Натяжение в точке 5 S5 S 4 Wгр 1,06(1,04 S1 Wпор ) Wгр ,кгс (3.16) С другой стороны, между натяжениями в точках 5 и I (являющихся точками набегания ленты на приводной барабан и сбегания ее с барабана) имеет место зависимость S 5 S1 e , (3.17) где - коэффициент сцепления между лентой и поверхностью барабана, зависящая от условий эксплуатации конвейера и материала поверхности приводного барабана (принимается по табл.3.8); d- угол обхвата лентой приводного (приводных) барабана, град. 204 Значения . e для расчетов приводятся в табл.3.8. Таблица 3.8 Значения e Вид Коэф При угле обхвата , град.или радианах барабана,ат 180 210 240 300 360 400 мосферные фици 3,14 3,66 4,19 5,24 6,28 7,0 условия -ент сцеплени я, Чугунный 0,1 1,37 1,44 1,52 1,69 1,87 2,02 или стальной, очень влажная атмосфера С 0,15 1,6 1,73 1,87 2,19 2,57 2,87 деревянной или резино-вой футеровкой, очень влажная атмосфе ра Чугунный или стальной: 0,20 1,87 2,08 2,31 2,85 3,51 4,04 Влажная атмосфе 0,3 2,56 3,00 3,51 4,81 6,59 8,17 ра Сухая атмос-фера С 0,35 3,00 3,61 4,33 6,27 9,02 11,62 деревянной футеровко й, сухая атмосфера С 0,4 3,51 4,33 5,34 8,12 12,35 16,41 резиновой футеровко й , сухая атмосфера 205 450 7,85 480 8,38 2,19 2,32 3,25 3,51 4,84 5,34 10,50 12,35 15,60 18,78 23,00 28,56 Решая совместно уравнения (3.16) и (3.17) определяют S1 , а затем все остальные значения натяжений ленты в соответствующих точках. Натяжение ленты на груженной ветви в точке наименьшего натяжения этой ветви (точка 4) должно быть проверено по стреле провеса ленты f в пролете между роликоопорами по формуле (q q л ) (l p ) 2 f ,м (3.18) 8 S гр. мин По нормам проектирования конвейеров величина наибольшего провеса ленты принимается f max 0.025l p ,м (3.19) Подставляя это значение как равенство в формулу (3.18), после соответствующих преобразований получим величину наименьшего натяжения ленты на груженной ветви S гр. м ин из условия допустимого провеса ленты: S гр. мин 5(q q л ) l p , кгс (3,20) Величина натяжения в точке 4, рассчитанная по формуле (3.15) , должна быть не менее значения, полученного по формуле (3.20). В противном случае за окончательное натяжение в точке 4 необходимо принять величину, полученную по формуле (3.20) и сделать пересчет натяжений в остальных точках. Необходимое усилие на натяжном устройстве, при котором обеспечивается нормальная работа конвейерной установки, определяется как сумма натяжений ленты в точках набегания на натяжной барабан и сбегания с него. По рис.5 усилие на натяжном устройстве определяется: P S3 S4 , кгс (3.21) Тяговое усилие, развиваемое приводом конвейера, W0 Sнб Sсб S5 S1 , кгс или с учетом сопротивления на приводном барабане W0 Sнб Sсб Wпр Sнб Sсб (0,03 0,05) ( Sнб Sсб ) ,кгс (3.23) Мощность двигателя 206 (3.22) W0 V N KM 102 , квт (3.24) где KM - I,I0- I,20 - коэффициент запаса или резерва мощности; = 0,75 –0,85 - к.п.д. редуктора. При транспортировании материала вниз под углом конвейер может превратиться в самодействующий, двигатель которого будет работать в генераторном режиме. Тогда Sсб=S1>Sнб=S5 тяговое усилие W0’=S1-S5 и мощность W0 V NС K M , квт (3.25) 102 Длина конвейерного става. При детальном расчете ленточного конвейера величина тягового усилия определяется по формуле (3.22). Для ориентировочных расчетов эту величину можно определить по формуле: W0 KT (Wгр Wпор ) , кгс (3.26) где KT = 1,05 - 1,1 - коэффициент, учитывающий сопротивление от трения в подшипниках барабанов при изгибе ленты на барабанах. Подставив в формулу (3.26) значения Wгр и Wпор из формул (3.4) и (3.5), и произведя соответствующие преобразования , получим: W0 KТ [(q 2qл q р q р ) q sin ]L , (3.27) Откуда L W 0 , м K (q 2q q q ) q sin T л p p (3.28) Из формулы (3.24) находим W0 102 N KM V , кгс и подставляя ее значения в формулу (3.28), окончательно будем иметь 207 (3.29) Lmax 102 N KT K M [( q 2qл q p q p ) q sin ] V , м (3.30) где N - установленная мощность двигателя на конвейере (берется суммарная по технической характеристике), Расчет ленты на.прочность. При значительной разнице между полученной расчетом по формуле (3.30) и указанной в технической характеристике длинах конвейера необходимо проверить запас прочности конвейерной ленты. Максимально допустимое усилие по условию прочности ленты (3.31) где Sp’ - разрывное усилие ленты, ктс; m- коэффициент запаса прочности, принимается 9-12 для ' тканевых и 7-9 для резино-тросовых лент. Разрывное усилие Sp’ определяется - для тканевых лент Sp B i p , кгс (3.32) где i - число тканевых прокладок; р - разрывное усилие I см ширины прокладки, кгс/см , (берется из табл.3.9); B - ширина ленты, см; - для резино-тросовых лент S p B p , кгс (3.33) где р’ - разрывное усилие I см ширины ленты, кгс (значение разрывного усилия берется из табл 3.5; в этой таблице цифры в столбце 3 после типа ленты означают разрывное усилие I см ширины ленты данного типа). Можно решить и обратную задачу по определению требуемого числа прокладок в ленте из условия прочности при наибольшем ее натяжении. На конвейерах горизонтальных и наклонных с движением груза вверх точкой наибольшего натяжения является точка набегания ленты на приводной барабан (где Smax = Sнб ). Потребное число прокладок определяется по формуле: i S max m B p , шт 208 (3.34) Если число прокладок, полученное по формуле (3.34), окажется меньше или равно числу прокладок, указанному в табл.3.6, то данная лента удовлетворяет условиям и может быть принята к эксплуатации. Таблица 3.9 Техническая характеристика резино-тканевых лент Параметры Основание для выпуска Тип ткани прокладок Прочность прокладки на разрыв, кгс/См: по основе по утку Относительное удлинение по основе прокладок ленты при рабочей нагрузке (10% от разрывной),% Толщина обкладки,мм pабочей нерабочей Тип ленты 2К-300 2ТА100 ТУ38105870 Ткань ТА-100 анид 2ЛХ-120 2ТА1ТК-300 150 1ТА-300 ТУ38ТУ-38- ТУ38ТУ38105544- 105810554410561-70 73 70 73 ЛХ-120 ТА-150 К-10-2-3Т ТК-300, Лавсан анид и А-10-2- ТА-300 и 3Т хлопок Капрон и анид 1ТК-400 1ТА-400 ТУ38-1056770 100 60 120 36 150 70 300 - 300 60 400 80 3,5 2 3,5 3 3,5-4 5 4,5 2,0 4,5-6,0 2,0 4,5 2,0 4,5-6,0 2,0 4,5-6,0 2,0 4,5-6,0 2,0 209 ТК-400, ТА-400 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 3. Режим работы основное оборудование вспомогательное оборудование Npd = дн Npd = дн псм = см псм= см Тсм= ч Тсм= ч А) количество дней работы одного рабочего дн.р (3.35) N раб 365 В Пр О = 0,97 - коэффициен m невыходов рабочего по уважителън ой причине Б) коэффициент списочного состава К сп N р .д N раб (3.36) 2. Определение капитальных затрат А) Конвейеры К N1 Ц (3.37) Б) экскаваторы: К N1 Ц В) капитальные затраты (3.38) К А Б 10 6 (3.39) Д) общие капитальные затраты К К 0,1К (3.40) -балансовая стоимость оборудования с учетом транспортировки, демонтажа и мантажа Ц 3. амортизационные отчисления; 15% от К 4. запасные части: 3,5% от К Зч К 0,035 5. содержание и ремонт 7% от К Р К 0,07 6. Заработная плата 210 А К 0,15 (3.41) (3.42) (3.43) 3. плата 1 мес. месяцы Ксп Списочный состав Явочное число Профессия З.плата Маш.экс. Пом. Экск. Электромехани к Пом. Электромеханик Оператор транспортной машины ГРОЗ ИТОГО Неуч. 10% Соц. страх 25% от з.платы Всего 5. Электроэнергия Суммарные затраты на электроэнергию для полноценной работы экскаватора, автосамосваль, освещения равны: Зэл.э N сум Т см nсм N р.д N сум (3.44) - суммарная мощность всех потребителей, кВт. N сум n ' P n P (3.45) б. Расчёт затрат на материалы и топливо 211 Наименование материала Инструменты 3,5% от К Затраты, Сум Смаз.обтир.мат 5% от Зэл э Кабель и провода 3,5% от Зэл.э Спец одежда 250000 х прабочих Смазочные материалы и топливо на тех.цели 10%ОТ Зэл.э ИТОГО Неучтён. 20% ВСЕГО Сводная таблица № Наименование затрат I Капитальные затраты II Эксплуатационные затраты 1 Основная и дополнительная З.плата 2 Социальное страхование 3 Амортизационные отчисления 4 Электроэнергия 5 Материалы и топливо 6 Содержание и ремонт 7% от К ИТОГО Сумма затрат, сум Себестоимость разработки единицы руды составляет: С=Э/АГ0Д р= (сум/тонна) 212 ЛИТЕРАТУРА 1. Андреев А,В. и др. Транспортные машины и автоматизированные комплексы открытых разработок. М.:Недра, 1975. 2. Спиваковский А.О., Потапов М.Г. Транспортные машины и комплексы открытых горных разработок. М.:Недра, 1974. 3. Спиваковский А.О. и др. Карьерный конвейерный транспорт. М.: Недра, 1979. 4. Транспортное и вспомогательное оборудование на карьерах. М, : Недра,1976. 5. .Шахмейстер Л.Г, Дмитриев В.Г. Расчет ленточных конвейеров , для шахт и карьеров, М.: МГИ,1972, 6. Новые конструкции конвейерных лент на основе прочных лавсанокапроновых тканей. Уголь, 2002, N6. 7. http://www/uralrti.ru. 8. http://www/ziyo-net.ru. 213 ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ НАВОИЙ КОН – МЕТАЛЛУРГИЯ КОМБИНАТИ НАВОИЙ ДАВЛАТ КОНЧИЛИК ИНСТИТУТИ “КОНЧИЛИК” ФАКУЛЬТЕТИ “ЭЛЕКТР ТЕХНИКАСИ, ЭЛЕКТР МЕХАНИКАСИ ВА ЭЛЕКТР ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ” КАФЕДРАСИ “ТРАНСПОРТ МАШИНАЛАРИ” ФАНИДАН ТАЛАБАЛАРНИНГ МУСТАҚИЛ ИШЛАРНИ БАЖАРИШИГА ОИД УСЛУБИЙ КЎРСАТМАЛАР НАВОИЙ – 2016 214 1. Мустақил таълимнинг мақсади ва мазмуни Мустақил иш босқичи «Кончилик электр механикаси» йўналишининг ўқув режасида кўзда тутилган ўқув жараёнини ажралмаган қисмидир. Мустақил ишни бажариш талабанинг аудитория машғулотларидан олинган назарий билимларига қўшимча бўлиб, талабаларга ўқув кўникмаларни эгаллашга, ижодий фикрлашни шакллантиришга, илмий интилишга имкон беради. Мустақил иш талабанинг ўрганилаётган мавзулар бўйича адабиётларни таҳлил этишдан, турли авторларни концепциясини танқидий баҳолашдан ҳамда ўзининг муносабатидан иборат. Мустақил ишни бажаришнинг асосий вазифалари қуйидагилардан иборат: - ишнинг мавзуси бўйича амалий маълумот йиғиш ҳамда услубий материал ва адабиётлар билан мустақил ишлаш кўникмаларини ривожлантириш; - ўрганилаётган фан соҳасида тажриба олиб бориш, изланиш, таҳлил қилиш услубиётини эгаллаш; - маълумотларни таҳлил қилиш натижасидан илмий асосланган хулосалар, таклифлар шакллантириш. 2. Мустақил таълимни ташкил этиш Мустақил ишни мавзусини танлаш. Мавзуни танлаш учун талабага қуйидаги топшириқларни бажариш ёрдам беради: Фанларни ўрганиш жараёнида пайдо бўладиган муаммоли саволларни аниқлаш; Фанлар бўйича махсус кунлик ёки хафталик журналлар ва чоп этилган мақола ва аналитик материаллар билан танишиш. 3. Мустақил таълим учун мавзулар рўйхати тавсия этилади Кончилик корхоналарида транспорт машиналарининг ривожланиш тарихи 215 Карьер ва шахталарда транспорт ва турғун машиналарнинг ўрни Шахта тасмали конвейерлар ишлатишда қўйиладиган талаблар Занжирли конвейерларнинг монтажи ва демонтажи Карьерларда ўта қия бурчакли конвейерларнинг қўлланилишининг афзалликлари Транспорт машиналари автоматизациясига қўйиладиган талаблар Карьерларда дизел-троллейвозларни қўллашнинг хорижий тажриба Юклаш пунктларида механик ускуналар Ўзи юрар транспорт машиналарининг техник хизмати Тасмали конвейерларнинг конструктив муҳим жиҳатлари Рельс йулларининг урнатилиши, уларнинг юқори тузилмаси ва уларнинг элементлари 4. Ишчи режа тузиш ва бажарилишини назорат қилиш. Мустақил иш раҳбарлари талабалар билан биргаликда топшириқ ва унинг бажарилиши графиги ишлаб чиқилади. Мустақил ишнинг бажариш графиги кафедра мудири ва муовини томонидан тасдиқланади. Ишнинг асосий босқичи – топшириқ асосида талаба томонидан тузиладиган кенгайтирилган ишчи режа ҳисобланади. Режанинг асосий параметри бажариш муддатларидир. Режа раҳбар билан келишилади. Иш режа муаммони таҳлил этиш давомида адабиётлар ва мавзудаги материллар асосида қисман ўзгариши мумкин. 5. Мустақил таълим тайёрлашдаги мажбуриятлар. Кафедранинг асосий мажбуриятлари: - мустақил иш мавзуларини танлашда талабаларага ёрдам кўрсатиш: - иш раҳбарларни тақсимлаш, танлаш ва тасдиқлашга ва бажарилишини назорат қилиш; - мустақил ишларни тайёрлаш графигини тасдиқлаш ва бажаралишини назорат қилиш; - мустақил ишларга тақриз бериш сифатини назорат қилиш. 216 6. Илмий раҳбар мажбуриятлари - мустақил иш бажариш учун талабаларга топшириқ ишлаб чиқиш; - иш режасини тузишда ҳамда адабиётлар танлашда керакли ёрдам кўрсатиш; - тасдиқланган график асосида консультация уюштириш, материал йиғишда, унинг таҳлилида, умумлаштиришда ва қўллашда маслаҳатлар бериш; - тасдиқланган график асосида мустақил иш тайёрлаш жараёнида талабалар билан мунтазам учрашувлар ва суҳбатлар ўтказиш; - мустақил иш тайёрлаш графигини бажарилиши ҳамда сифатини назорат қилишни амалга ошириш; - мустақил иш тайёрлаш жараёнида ташкилий ва услубий ёрдам кўрсатиш; - тақриз бериш. - мустақил ишнинг 7. Талабалар мажбуриятлари мавзусини (кафедра намойиши асосида) келишиб олиш; - илмий раҳбари билан мустақил иш бажариш графигини келишиш ва унда кўрсатилган муддатларга амал қилиш. Белгиланган муддатларда кафедра мустақил иш ҳақида ҳисобот тақдим этиш. 8. Мустақил таълим натижаларини баҳолаш 8.1. Адабиётлар қидириш Мавзу билан боғлиқ мазмунга эга барча манбалар тўла кўриб чиқилиши лозим. - Расмий - Илмий - Илмий – оммавий - Статистик маълумотномалар - Касбий - Интернет сайтлари 217 8.2. Адабиётларни ўрганиш ва мавзулар бўйича материаллар йиғиш Адабиётлар билан ишлашни мустақил ишни танлаш жараёнида танлаш лозим. Керакли адабиётлар раҳбар томонидан тавсия этилади ва талабанинг ўзи мустақил танлайди. Илмий раҳбарнинг вазифаси талаба томонидан тақдим этилган адабиётларни гуруҳлаб, зарурий ўзгартиришлар киритиш. 9. Адабиётлар рўйхати 1. 2. 3. 4. 5. Асосий адабиётлар Шешко Е.Е. Горно-транспортные машины и оборудование для открытых работ: Учеб. пособие. – 3-е перераб. и доп. – 2003. – 260с. Шешко Е.Е. Эксплуатация и ремонт оборудования транспортных комплексов карьеров: Учеб. пособие. -2000. - 425 с. Квагинидзе B.C. Эксплуатация карьерного горного и транспортного оборудования в условиях Севера. - 2002. - 243 с. Гришко А.П. Стационарные машины: Рудничные подьемные установки. учебник: - МГГУ. 2005-348с. Гришко А.П., Шелоганов В.И. Стацонарные машины и установки. Учеб. пасобие: - МГГУ. 2004-384с. Қўшимча адабиётлар 1. Каримов И.А. Ўзбекистон XXI аср бусагасида. Т.: 1997. 2. Каримов И.А. Баркамол авлод орзуси. Т.: «Шарк», 1999. 3. Каримов И.А. Ўзбекистон келажаги буюк давлат. Т.:1997 . 4. Дьяков. В.А. Транспортные машины и комплексы открытых разработок. «Недра», 1986-212с. 5. Вирабов А.А. Рудничный транспорт М; Недра , 1976-534с. 6. Спиваковский А.О., Потапов М.Г. Транспортные машины и комплексы открытых горных разработок. М., Недра, 1983-412с. 7. Шешко Е.Е. Экплуатация и ремонт оборудования транспортных комплексов карьеров Москва МГГУ 1996-312с. 8. Андреев А.В., Шешко Е.Е. Транспортные машины и комплексы для открытой добычи полезных ископаемых. М., Недра, 1975-644с. 9. Справочник «Открытие горное работы» М. «Горное бюро» -1994 г. 10.Картавый Н.Г. «Стационарные машин» Москва Недра, 1981-242с. 11.Песвианидзе А.В. «Расчет шахтных подъемных установок» Высшее образование .1992-566с. 12.Хаджиков Р.Н.,Бутаков С.А «Горная механика» Москва, Недра. 1982564с. 218 13.Под общей редакцией Щадова М.И. Справочник механика открытых работ. М.Недра 1987-332с. 14.Журналы («Горный вестник Узбекистана», «ТДТУ хабарлари», «Техника юлдузлари», «Горный журнал», «Горно-аналитический бюллетень», «Mining Journal», «Miming and Metallurgy», «Mining Technology»). 15. Сайты интернета: http://www.msmu.ru/, http://msmu.ru/index., mailto:[email protected], http://www.biblus.ru/, http://www.rosugol.ru/, http://www.conveer.ru/, http://library.stroit.ru/, http://www.ssgpo.kz/, http://www.ssgpo.kz/ssgpo/struct/mine, http://www.nkmz.com/, http://www.ormetiz.ru/, http://gornoedelo.narod.ru/, 219 ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ НАВОИЙ КОН-МЕТАЛЛУРГИЯ КОМБИНАТИ НАВОИЙ ДАВЛАТ КОНЧИЛИК ИНСТИТУТИ КОНЧИЛИК ФАКУЛЬТЕТИ “ТРАНСПОРТ МАШИНАЛАРИ” фанидан РЕЙТИНГ МЕЪЗОНЛАРИ АСОСИДА ТАЛАБАЛАР БИЛИМИНИ БАҲОЛАШ БЎЙИЧА УСЛУБИЙ ҚЎЛЛАНМА НАВОИЙ – 2016 220 I. Кириш Кадрлар тайёрлаш Миллий дастурини амалга оширишнинг янги сифат босқичида олий таълим муассасаларида талабалар билимини баҳолаш ва назорат қилишнинг рейтинг тизимини жорий этишдан мақсад мамлакатимизда таълим сифатини ошириш орқали рақобатбардош юқори малакали мутахассисларни тайёрлашдан иборатдир. Олий ўқув юртларида талабаларнинг билим даражаси асосан рейтинг тизими бўйича баҳоланади. Талабалар билимини рейтинг тизими асосида баҳолаш – талабанинг бутун ўқиш жараёни давомида ўз билимини ошириши учун мунтазам ишлаши ҳамда ўз ижодий фаолиятини такомиллаштиришини рағбатлантиришга қаратилган. Рейтинг тизими мамлакатимизда юқори малакали мутахассислар тайёрлашнинг сифат кўрсаткичларининг жаҳон андозалари ҳамда халқаро мезонларга мувофиқлигини таъминлашга қаратилган. “Транспорт машиналари” фани бўйича тайёрланган мазкур услубий кўрсатма Ўзбекистон Республикасининг “Таълим тўғрисида”, “Кадрлар тайёрлаш миллий дастури тўғрисида”ги қонунлари ва Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта махсус таълим вазирлигининг 2005 йил 30 сентябрдаги 217-сонли буйруғи билан тасдиқланган “Олий таълим муассаларида талабалар билимини баҳолашнинг рейтинг тизими тўғрисида муваққат Низом”, 2005 йил 21 февралдаги 34-сонли “Талабалар мустақил ишини ташкил этиш, назорат қилиш ва баҳолаш тартиби тўғрисида Намунавий низом”, 2006 йил 27 июлдаги 167-сонли буйруғи билан тасдиқланган фанлар бўйича Намунавий дастур ҳамда НДКИ “Кончилик” факультети Илмий Кенгашининг 2013 йил 5 июлдаги 12-баённомаси билан тасдиқланган “Транспорт машиналари” фани бўйича Ишчи ўқув дастури асосида ишлаб чиқилган. Ушбу услубий кўрсатма НДКИ “Электр техникаси, электр механикаси ва электр технологиялари” кафедраси профессор-ўқитувчилари томонидан “Транспорт машиналари фанидан талабалар билимини баҳолашда кенг фойдаланишга тавсия этилиб, айни пайтда талабалар учун ҳам мазкур 221 фанни ўзлаштириш жараёнида қандай баллар тўплаш мумкинлиги ҳақида тасаввурга эга бўлиш имконини беради. “Транспорт машиналари” фани бўйича талабалар билимини баҳолашнинг рейтинг тизими қуйидаги вазифаларнинг бажарилишини кўзда тутади: 1) талабанинг бутун семестр давомида бир меъёрда ва фаол равишда ўқишини таъминлаш; 2) семестр мобайнида талабалар билими, маҳорати, кўникмалари, тасаввур ва тушуниш қобилиятларини объектив назорат қилиш имконини бериш; 3) талаба билимининг сифат кўрсаткичларини ҳаққоний, аниқ ва адолатли баллар орқали баҳолаш; 4) талабаларнинг ўзлаштиришини доимий назоратга олиш билан уларнинг бутун ўқув йили давомида ўз устида бир меъёрда ва фаол равишда ишлашини йўлга қўйиш; 5) талабаларнинг ўқув йили давомидаги давоматини тўлиқ таъминлаш; 6) талабаларнинг мустақил ишлашга стандарти, ўқув бўлган кўникмаларини ривожлантириш; 7) Давлат таълим машиналари” фанинг режалари асосида “Транспорт ўқув дастурлари ва ўқув машғулотларига оид турли услубий қўлланмаларни такомиллаштириш ҳамда бошқа услубий ишларни ўтказишни олдиндан режалаштириш; 8) талабаларда билим олишга интилиш даражасини, профессор- ўқитувчиларда эса ўқитиш масъулиятини ошириш; 9) талабаларни қўшимча ахборот манбаларидан самарали фойдаланишга ундаш ва бошқалар. “Транспорт машиналари” фанидан тайёрланган ушбу рейтинг тизими бўйича услубий кўрсатма бакалавриат талабаларига мўлжалланган. 222 босқичининг туртинчи курс II. Баҳолаш турлари ва шакллари “Транспорт машиналари” фани бакалавриат босқичи Кончилик электр механикаси йўналиши ўқув режасида туртинчи курсга 7-8 семестрларда ўтиш мўлжалланган. Мазкур фанлар бўйича талабаларнинг ўзлаштиришини баҳолаш икки семестрда олиб борилади, ҳамда қуйидаги назорат турлари орқали амалга оширилади: 1) жорий баҳолаш – (ЖБ); 2) оралиқ баҳолаш – (ОБ); 3) якуний баҳолаш – (ЯБ); Жорий баҳолаш (ЖБ) да “Транспорт машиналари” фаннинг ҳар бир мавзуси бўйича талабанинг билим даражасини аниқлаб бориш назарда тутилади. У одатда маъруза ва амалий машғулотлари дарсларида амалга оширилиши мумкин. Талабанинг билим даражасини энг аввало унинг аудиториядаги, яъни дарс ўтиш жараёнидаги фаоллиги, ўтилган мавзуларни ўзлаштириш даражаси белгилаб бериб, у қуйидаги ҳолатлар орқали намоён бўлади: 1) Маърузани сифатли конспектлаштириш даражаси, тинглаш, ўқитувчи томонидан ташкил этилган мавзуга оид баҳс ва мунозараларда фаол иштирок этиш; 2) Амалий машғулотларини конспектлаштириш даражаси, унга тайёргарлик кўриш, мисол, масала, тест, кейс-стади ва бошқаларни ишлаб чиқишда фаол қатнашиш ва ҳ.к. Барча фанлар каби “Транспорт машиналари” фанидан талабанинг семестр давомида ўзлаштириш кўрсаткичи 100 баллик тизимда баҳоланади. Шундан ЖБга жами баллнинг 35%, яъни 35 балли ажратилган. Ушбу ЖБ таркибига талабаларнинг маъруза ва амалий дарсларига фаол қатнашишлари, уй вазифаларини бажаришлари, мисоллар, масалалар, ёзма иш, назорат ишлари, тестларни ечишлари ҳамда мустақил ишлар бажаришлари натижасида тўплаган баллари киради. 223 бўйича топшириқларни Талабаларнинг “Транспорт машиналари” фанни ўзлаштиришлари бўйича назорат турлари ичида “оралиқ баҳолаш” (ОБ) муҳим аҳамият касб этади. Оралиқ баҳолаш (ОБ) да “Транспорт машиналари” фанинг бир неча мавзуларини қамраб олган бўлими ёки қисми бўйича машғулотлар ўтиб бўлингандан сўнг талабанинг билимлари баҳоланади. ОБда талабанинг муайян саволга жавоб бериш ёки муаммони ечиш маҳорати ва қобилияти аниқланади. ОБга жами баллнинг 35%, яъни 35 балини ажратиш тавсия этилади. ОБ ёзма иш, назорат иши, тест, оғзаки савол-жавоб ва бошқа кўринишларда ўтказилиши мумкин. Ҳар бир профессор-ўқитувчи ўзининг ихтиёридан келиб чиққан ҳолда ОБни юқорида келтирилган кўринишларидан бирини танлаб олади. Оралиқ назоратни ёзма иш шаклида ўтказилганда 3-5 та саволдан иборат бўлган вариантлар тузиб олинади. Оралиқ назорат тест шаклида ўтказилса, у ҳолда 10 та тест саволидан кам бўлмаган вариантлар тузилади. Агар оралиқ назорат оғзаки савол-жавоб тарзида ўтказилса, у ҳолда 3-5та саволдан иборат бўлган вариантлар тузилиб, улар асосида талабанинг билими баҳоланади. Оралиқ назорат саволлари ҳар бир янги ўқув йили бошида кафедра профессорўқитувчилари томонидан тузилиб, кафедра мажлисида муҳокама қилинади ва тасдиқланади. Тасдиқланган оралиқ назорат саволлари олдиндан профессорўқитувчи ва талабаларга тарқатилади. “Транспорт машиналари” фанидан семестр давомида икки марта ОБ назоратини ўтказиш режалаштирилган. Ҳар бир оралиқ назорат бўйича талабанинг билимини 17 ва 18 баллардан, жами 35 баллга қадар баҳолаш мумкин. “Транспорт машиналари” фанидан 2016-2017 ўқув йилидаги оралиқ назоратларни ўтказиш муддатлари қуйидаги жадвалда ифодаланган. 224 Ўтказилиш муддати Оралиқ назорат турлари I семестр Биринчи оралиқ назорат (1-ОН) Иккинчи оралиқ назорат (2-ОН) Ҳар бир профессор-ўқитувчи белгиланган кунларда оралиқ назоратни ўтказиб, талабаларнинг олган балларини тегишли гуруҳ журналига, кафедра ва деканатдаги оралиқ назоратларни қайд қилиш журналларига ёзиб қўйишлари шарт. Оралиқ назорат натижалари факультет деканатлари томонидан мунтазам равишда Олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги томонидан ташкил этилган “UNICOS” тизимига киритиб борилади. Якуний баҳолаш (ЯБ) одатда ўқув семестрининг охирида фаннинг ўтилган барча мавзулари бўйича талаба ўзлаштирган билимни баҳолаш мақсадида ўтказилади. У ёзма иш ёки бошқа шаклларда (оғзаки, тест, ҳимоя ва ҳоказо) ўтказилиши мумкин. Якуний баҳолашга жами баллнинг 30%, яъни 30 балли ажратилган. Агар фан тўлиқ бир курс, яъни бир йил давомида ўтилса, якуний назоратни 2016-2017 ўқув йилининг фан тугаши муносабати билан, ёзма иш шаклида ўтказиш режалаштирилади. Фанлар бўйича талабанинг ЖБ, ОБ ва ЯБдаги ўзлаштириш кўрсаткичи семестр якунида деканатлар томонидан бериладиган махсус қайдномаларга киритилиши ва уларнинг натижалари кафедра мажлисида таҳлил қилиб борилиши лозим. 225 Фанлар бўйича талабалар билимини баҳолашда қуйидаги намунавий мезонларни инобатга олиш тавсия этилади: Балл Баҳо Талабанинг билим даражасини ифодаловчи ҳолатлар 86 -100 Аъло -ўтилган мавзулар бўйича тўлиқ ва етарли даражада назарий ҳамда амалий билимларга эга эканлигини намойиш эта олиши; -муҳим топшириқ ва масалалар бўйича тўғри хулоса ва қарорлар қабул қилиши; -муаммоларни ҳал этишга ижодий ёндаша олиши; -мустақил фикрлаши ва мушоҳада юритиши; -фаннинг моҳиятини аниқ тушуниш орқали унинг асосий қоидаларини тўлиқ баён эта олиши; -мамлакатимизда рўй бераётган ижтимоий-иқтисодий ўзгаришлар тўғрисида тўлиқ тасаввурга эга бўлиши ва ҳ.к. 71 -85 Яхши -ўтилган мавзулар бўйича деярли тўлиқ даражада назарий ҳамда амалий билимларга эга эканлигини намойиш эта олиши; -муҳим топшириқ ва масалалар бўйича маълум даражада хулоса ва қарорлар қабул қилиши; -мустақил фикрлаши ва мушоҳада юритишга ҳаракат қилиши; -фаннинг моҳиятини аниқ тушуниш орқали унинг асосий қоидаларини маълум даражада баён эта олиши ва ҳ.к. 56 – 70 Қониқ -ўтилган мавзулар бўйича назарий ҳамда амалий арли билимларни қисман ўзлаштириши; -муҳим топшириқ ва масалалар бўйича қабул қилинган хулоса ва қарорларнинг тўлиқ ва аниқ эмаслиги; -фаннинг моҳиятини тушуниш орқали унинг асосий қоидаларини қисман баён этиши ва ҳ.к. 0 - 55 Қониқа -ўтилган мавзулар бўйича назарий ҳамда амалий рсиз билимларни ўзлаштиришнинг паст даражаси; -муҳим топшириқ ва масалалар бўйича хулоса ва қарорларни қабул қила олмаслиги; -фаннинг моҳиятини тушунмаслиги ҳамда унинг асосий қоидаларини баён эта олмаслиги ва ҳ.к. III.Талабалар билимини баҳолаш тартиби Талабалар билимининг балларда ифодаланган ўзлаштириши қуйидагича баҳоланади: 86 – 100 балл – “аъло”; 71 – 85 балл – “яхши”; 56– 70 балл – “қониқарли”; 226 0 – 55 балл – “қониқарсиз”. Саралаш бали 55 бални ташкил қилади. Агар фанлар бўйича талаба бирор баҳолаш турини (ЖБ, ОБ) бўйича ижобий натижага эга бўлмаса, у ҳолда талабанинг қайта ўзлаштирган билимини баҳолаш учун муҳлат одатда навбатдаги шу назорат тури ўтказилгунга қадар белгиланади. ЖБга ажратилган умумий балл ва ОБга ажратилган умумий баллдан саралаш балини тўплаган талабага якуний баҳолашда иштирок этиш ҳуқуқи берилади. Семестр якунида фанлар бўйича саралаш балидан кам балл тўплаган талабанинг ўзлаштириши қониқарсиз ҳамда академик қарздор ҳисобланади. Академик қарздор талабаларга семестр тугаганидан кейин қайта ўзлаштириши учун муддат берилади. Кафедранинг тегишли профессор-ўқитувчиларига қарздор талабалар билан ишлаш вазифаси юклатилиб, у махсус жадвал шаклида тузилади. IV. Якуний баҳолашда ёзма ишни ўтказиш тартиби Талабалар билимини рейтинг тизими бўйича баҳолашнинг ёзма иш усули, талабаларда мустақил фикрлаш ва ўз фикрини ёзма ифодалаш кўникмаларини ривожлантиради. Фанлардан якуний баҳолаш семестр якунида ёзма иш шаклида ўтказилади. Ёзма иш саволлари ва вариантлари ҳар ўқув йилининг бошида кафедра профессор-ўқитувчилари томонидан янгидан тузилиб, кафедра мажлисида муҳокама этилади ва тасдиқланади. Ўтиладиган барча фанлар бўйича 2016-2017 ўқув йили учун якуний баҳолаш бўйича ёзма иш саволлари ва вариантлари «Электр техникаси, электр механикаси ва электр технологиялари» кафедрасининг 2016 йил 27 августдаги 1-сонли мажлис баённомаси билан тасдиқланган. Ёзма ишнинг ҳар бир варианти бўйича қўйилган саволларнинг мазмуни, қамров даражаси ва аҳамиятлиги даражаси кафедра мудири томонидан текширилиб, унинг имзоси билан тасдиқланади. Ёзма ишни ўтказиш асосан II семестрнинг сўнгги иккита ўқув ҳафталарига мўлжалланган бўлиб, у 227 белгиланган ҳафталардаги мазкур фан бўйича ўқув машғулотлари чоғида ўтказилади. Ёзма иш вариантида 3 та савол таянч иборалари билан келтирилади. Ёзма ишларни баҳолаш мезонлари якуний баҳолашга ажратилган 30 баллдан келиб чиққан ҳолда ишлаб чиқилади, яъни ҳар бир саволга максимум 10 баллдан тўғри келади. Ёзма иш ўтказилгандан кейин уч кун давомида профессор-ўқитувчилар уни текшириб баҳолайдилар. Ёзма иш ҳажми талабанинг фан бўйича тасаввури, билими, амалий кўникмасини баҳолаш учун етарли бўлиши зарур. Талабаларнинг ёзма ишлари икки йил мобайнида деканатда сақланади. V. Рейтинг натижаларини қайд қилиш тартиби Фанлардан талабанинг билимини баҳолаш турлари орқали тўплаган баллари ҳар бир семестр якунида рейтинг қайдномасига бутун сонлар билан қайд қилинади. Курс давомида талабалар олган билимларини Якуний бахолаш натижалари факультет деканатлари томонидан мунтазам равишда Олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги томонидан ташкил этилган “UNICOS” тизимига киритиб борилади. Фойдаланилган адабиётлар рўйхати 1. Ўзбекистон Республикасининг “Таълим тўғрисида”ги қонуни. 1997 йил 29 август. Т.: “Адолат”, 1997. 2. Ўзбекистон Республикасининг “Кадрлар тайёрлаш миллий дастури”, 1997 йил 29 август. Т.: “Адолат”, 1997. 3. Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта махсус таълим вазирлигининг “Олий таълим муассаларида талабалар билимини баҳолашнинг рейтинг тизими тўғрисида муваққат Низом”и, 2005 йил 30 сентябрь, 217-сон. 4. Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта махсус таълим вазирлигининг “Талабалар мустақил ишини ташкил этиш, назорат қилиш ва баҳолаш тартиби тўғрисида Намунавий низом”и, 2005 йил 21 февраль, 34-сон. 5. Фанлар бўйича намунавий дастур. Т., ЎзР О ва ЎМТВ, 2006. 228 Навоийский горно-металлургический комбинат Навоийский государственный горный институт Горный факультет Кафедра «электротехника,электромеханика и электротехнологии» Утверждено На заседании кафедры 27 августа 2016 г. Протокол № 1 Зав. кафедрой Тошов Б.Р. Вопросы по курсу «Транспортные машины» 1. Общие сведения о транспортных машинах. - (вагонетка, скрепер, лента, конвейер, локомотив, рельс, шпал, балласт) 2. Локомотивная откатка на шахтах. - (электровозы, аккумуляторно-контактные) 3. Выбор ленточного конвейера и расчет ширины ленты 4. Автомобильный транспорт на карьерах и автодороги (автосамосвал, автопоезд, спиральные дороги, петлевые дороги, дизельтроллейвоз) 5. Основные узлы подвижного ж/д состава - (рама с кабиной, тормозная система, колесных пар, рессор, буксы, ходовая часть) 6. Специальные виды конвейерного транспорта на шахтах - (ленточно-канатный конвейер, крутонаклонный конвейер, ленточнотележечный конвейер) 7. Транспортные устройства технологического комплекса поверхности карьера - (затворы, питатели, перегрузочный пункт) 8. Конвейерный транспорт (лента, конвейер, магистральный, наклонный, передаточный) 9. Железнодорожные карьерные пути и его элементы (рельс, шпал, прокладки, балласт, верхнее строение, нижнее строение) 10.Гидро- и пневмотранспорт - (желоб, трубопровод, насос для воды, грохот, питатель, водосборник, зумпф) 11.Локомотивная откатка на карьерах.- (электровозы, тепловозы, тяговые агрегаты) 12.Рельсовый путь. - (рельс, земляное полотно, подкладка, костыль, балласт, шпал) 13.Железнодорожные карьерные пути и его элементы - (рельс, земляное полотно, подкладка, костыль, балласт, шпал) 14.Основные узлы ленточных конвейеров- (лента, ролик, привод, натяжное устройство, резинотканевая лента, резинотросовая лента, приводной барабан) 15.Комбинированный транспорт на карьерах - (автомобильножелезнодорожный транспорт, автомобильно-конвейерный транспорт) 229 16.Вагонетки.- (с глухим кузовом, думпкар, хоппер, гондол, кузов, рама, сцепки, колеса) 17.Ленточные конвейеры. - (лента, роликоопора, электродвигатель, натяжное устройство, барабан, приводной барабан) 18.Подвижной состав автотранспорта на карьерах и его элементы-(кузов, рама, трансмиссия, дизель) 19.Специальные виды конвейерного транспорта на карьерах – (ленточноканатный конвейер, крутонаклонный конвейер, ленточно-тележечный конвейер) 20.Транспортные устройства технологического комплекса поверхности карьера- (затворы, питатели, перегрузочный пункт) ) 21.Вагонетки.- (с глухим кузовом, думпкар, хоппер, гондол, кузов, рама, сцепки, колеса) 22.Основные узлы подвижного состава- (рама, кузов, ходовая тележка, колесные пары, буксы, тормозные системы) 23.Основные узлы ленточных конвейеров и эксплуатационные показатели(лента, роликоопора, электродвигатель, натяжное устройство, барабан, приводной барабан) 24.Вагоны и локомотивы на карьерах - (тальботы, хоппер, думпкар, гондолы, электровоз, тепловоз) 25.Канатные подвесные дороги- (одноканатные, двухканатные, грузовые, пассажирские,канат,вагонетки) 26.пневмотранспорт - (желоб, трубопровод, насос для воды, грохот, питатель, водосборник, зумпф) Устройство и принцип действия машин для перемещения жидкости. (выработка, давления, ускорения, лопасть, энергия, машина) 27.Гидроэлеваторы. (насос, перемещения жидкости, напор, рабочий колесо,) 28. Основные параметры машин для перемещения жидкости. (диаметр колес, кружной скорость, осевая турбомашина, параметры патока) 29.Шахтные водоотливные установки и их классификации. (насосные камеры, водосборник, ствол шахты, откаточный горизонт, емкость) 30.Насосные камеры и водосборники. (тройники, трубопроводная опора, сетка, зумпф, измерительные приборы) 31.Основы теории турбомашин.(геометрическая высота нагнетания, закручивание жидкости, производительность турбомашин, формула Бернулли) 32.Трубопроводы рудничных водоотливных установок.(двухступенчатые насосы, центробежные, консольные, всасывание, арматура) 33.Автоматизация шахтных водоотливных установок.(насосные камеры, струя, водосборник, сечение трубопровода) 34.Электрооборудование водоотливных установок.(дистанционное управление, контрольные измерители, экономичность, надежность, звуковая сигнализация) 35.Теоретические и действительные характеристики турбомашин. (расход жидкости, теоретический напор, мощность, механическое к.п.д.) 230 36.Типовые характеристики турбомашин. (ход поршня, число цилиндров, горизонтальный, теоретическая подача) 37.Монтаж эксплуатация стационарных водоотливных установок. (площадь фундамента, зазоры, горизонтальное положение, двигатель, электроэнергия) 38.Потери энергии в турбомашин.(трубопроводы, эквивалентное отверстие, ускорение, внешняя сеть, удельный вес) 39.Водоотлив на открытых разработках. Некоторые задачи в области шахтного водоотлива .(арматура, скорость жидкости, кавитация, характеристика) 40.Шахтные вентиляторы и их основные параметры.(срок службы, экономичность, местное проветривание, к.п.д., давление, диффузор) 41.Режим работы турбоустановки. (окружная скорость, центробежные, направляющий аппарат, лопатки, рабочее колесо) 42.Классификация характеристика центробежных насосов. (отводящее устройство, кольцевой отвод, направляющий аппарат, конфузоры, рабочее колесо) 43.Конструкции рудничных осевых вентиляторов. (число ступеней, пневмопривод, конфуззор, к.п.д., кольцевые сечения) 44.Осевые давления и способы его уравновешивания. (производительность, рабочий цикл, классификация, компрессоры двойного действия, потеря давления) 45.Классификация и схемы вентиляторных установок. (закрытый сосуд, вентилятор, рабочее колесо, спрямляющий аппарат, производительность) 46.Конструкции центробежных насосов. (водосборник, эрлифты, червячные насосы, насосная камера, трубопровод) 47.Регулирование режима работы вентиляторных установок. (количество воздуха, расход воздуха, подача воздуха, режим работы, эквивалентное отверстие) 48.Условия нормальной работы центробежных насосов в сети насосы. (статическое сопротивление, режим работы, кавитация, рабочее колесо) 49.Реверсирование воздушной струи. (воздушные струи, атмосфера, ствол, обводной канал, диффузор) 231 Тестовые вопросы по курсу «Транспортные машины» 1. A B C D E 2. A B C D E 3. A B C D E 4. A B C D E 5. A B C D E 6. A B C D E Специальные виды ленточных конвейеров крутонаклонные, ленточно-канатные, конвейеры для крупнокусковых скальнвх грузов, вибрационные конвейеры ленточные, скребковые скребковые, пластинчатые, вибрационные ленточно-канатные, скребковые нет правильных ответов Основные узлы ленточных конвейеров лента, рама, роликоопора, тяговый барабан, натяжной барабан, натяжное устройство рама, скребок, привод канат, приводные шкивы, барабан, канат лента, рама, звездочка, канат все ответы верны Толщина верхней обкладки тканевых многопрокладочных конвейерных лент 3 – 6 мм 2,5 – 10 мм 1 – 3 мм 1,5 – 2,5 мм 0,2 – 0,3 мм Толщина нижней обкладки тканевых многопрокладочных конвейерных лент 1 – 3 мм 0,2 – 0,3 мм 2,5 – 10 мм 3 – 6 мм 1,5 – 2,5 мм На различных участках автодороги организация движении: все ответы верны встречное движение по одной полосе встречное движение по двум полосам кольцевое движение поточное движение Механическая трансмиссия автосамосвалов используется при грузоподъемности до 12 т более 12 т до 60 т более 60 т 12 ÷ 60 т 232 7. A B C D E 8. A B C D E 9. A B C D E 10. A B C D E 11. A B C D E 12. A B C D E 13. A B C Гидравлическая трансмиссия автосамосвалов используется при грузоподъемности 12 ÷ 60 т до 12 т более 100 т более 60 т все ответы верны Электрическая трансмиссия автосамосвалов используется при грузоподъемности более 60 т до 60 т до 12 т 12 ÷ 60 т все ответы верны Коленная формула автосамосвалов 4х2, 6х4, 4х4 20+20 20+20+20 20+20, 4х2 нет правильных ответов Основные элементы скребкового конвейера все ответы верны тяговый цепь со скребками рештачный став приводная станция натяжное устройство Перемещение грузов на шахтах с помощью конвейеров и скреперов принято называть …. Доставкой Откаткой Подъемом Спуск Перемещение Основные типы шахтных ленточных конвейеров Л, ЛБ, ЛУ, ЛН, ЛКН, ЛБН, ЛЛ, ЛТ Л, ЛКТ, КРУ–350 ЛБ, ЛН, ЛНУ ЛЗ, ЛТ, ЛТГ все ответы верны Что обозначает цифры в марке конвейере ЛБ- 100 ширину ленту угол наклона угол установки 233 D E 14. A B C D E 15. A B C D E 16. A B C D E 17. A B C D E 18. A B C D E 19. A B C D E диаметр роликов диаметр барабана Удельная разрывная прочность (σр )резинотросовых лент РТЛ 5000 ÷ 60000 Н/см 3000 ÷ 25000 Н/см 1000 ÷ 100000 Н/см 25000 ÷ 100000 Н/см 5000 ÷ 100000 Н/см Для сглаживания неравномерность грузопотока применят … промежуточные бункеры разгрузочные бункеры ленточные конвейеры перегружатели все ответы верны При торцевом выпуске руды обычно применяют… погрузочно-транспортные машины конвейер железнодорожный транспорт комбинированный транспорт все ответы верны Основными параметрами транспортных машин является все ответы верны производительность сопротивление движению тяговые усилия мощность привода и расход энергии 18. Расчетный грузопоток (т/ч) определяется по формуле Qсм К н t см К и Q Q р см t см Qр Q р 60mB Q р 3600 BННсм все ответы верны Время рейса определяется по формуле Т р t пог t гр t раз t пор tдоп Тр Т см Ки Т р Т см t п. з.о. Тр Qсм Ек все ответы верны 234 20. A B C D E 21. A B C D E 22. A B C D E 23. A B C D E 24. A B C D E 25. A B C D Определите скребкового конвейера транспортировка угля по горным выработкам с углом наклона 1-18° КЛА250П транспортировка угля и руды по капитальным выработкам с углом наклона 1-18° КРУ-350 доставка угля по наклонным выработкам с углом наклона 20-45° СР-73 транспортировка угля и породы по горизонтальным выработкам с углом наклона 10° 1Л-80 транспортировка угля и породы по горизонтальным выработкам с углом наклона до 6° КЛ-150А Что такое транспортировка горной породы… перемещение горной массы от забоя до пунктов разгрузка по горным выработкам перемещение горной массы по забою и путям.. Перемещение горной массы в пределах добычных и проходческих забоев Перемещение горной массы, вспомогательных материалов и запчасти все ответы веры Что такое доставка горной породы… Перемещение горной массы в пределах добычных и проходческих забоев перемещение горной массы по забою и путям.. перемещение горной массы от забоя до пунктов разгрузка по горным выработкам Перемещение горной массы, вспомогательных материалов и запчасти все ответы верны Железнодорожный транспорт наиболее выгодно применят в карьерах средней и большой мощности и при разработке неглубоких по больших площадей в плане со сложным строением, относительно небольших размеров в плане при разработке глубоких карьеров, средней мощности со сложным строением массива, глубоких карьеров все ответы верны Автомобильный транспорт наиболее выгодно применять в карьерах со сложным строением, относительно небольших размеров в плане средней и большой мощности и при разработке неглубоких по больших площадей в плане при разработке глубоких карьеров, средней мощности со сложным строением массива, глубоких карьеров все ответы верны Конвейерный транспорт наиболее выгодно применять в карьерах при разработке глубоких карьеров, средней мощности средней и большой мощности и при разработке неглубоких по больших площадей в плане со сложным строением, относительно небольших размеров в плане со сложным строением массива, глубоких карьеров 235 E 26. A B C D E 27. A B все ответы верны Основные задачи горно-механической службы карьерного транспорта: все ответы верны Соблюдение всех нормативов и инструкций при монтаже транспортного оборудования Соблюдение правил технической эксплуатации транспортного оборудования выполнения всех профилактических мероприятий, обеспечивающих безаварийную работу правильный выбор транспортных средств с учетом горно-геологических условий и технологических параметров (производительности, длины транспортирования, характер трассы, угла наклона и др.) 27. Формула для определения производительности транспорта непрерывного действия а) Q 3,6P1 v т\ч в) Q 60 G v Ö т\ч G v Ц т\ч C д) Q 3,6 D P1 v G G Q 3600 v Ц E 28. A Q 60 G v Ö Q 3,6P1 v G Q 3,6 v Ö D P1 v G G Q 3600 v Ö 29. A B C D E 30. A B т\ч Формула для определения производительности транспорта цикличного действия B C E т\ч Q 3,6 Q 3,6 т\ч т\ч т\ч т\ч т\ч Насыпной груз характеризуется: кусковатостью, гранулометрическим составом и др. кусковатостью, гранулометрическим составом, твердостью, размером и др. кусковатостью, крепостью, формой и др. объёмным весом, крепостью, абразивностью и др. все ответы верны К верхнему строению железнодорожного пути относятся… рельсы, шпалы и балластный слои рельсы, съезды, закругления 236 C D E 31. A B C D E 32. A B C D E 33. A B C D E 34. A B C D E 35. A B C D E 36. A B C D рельсы, шпалы, земляное полотно земляное полотно, искусственные сооружения балластный, слой, искусственные сооружения К нижнему строению железнодорожного пути относятся… земляное полотно, искусственные сооружения рельсы, съезды, закругления рельсы, шпалы, земляное полотно рельсы, шпалы и балластный слои балластный, слой, искусственные сооружения 34. По правилам технической эксплуатации величина руководящего уклона при электровозной и тепловозной откатка должны бытье не более… 40 0 00 80 0 00 120 0 00 50 0 00 65 0 00 35. По правилам технической эксплуатации величина руководящего уклона дороги автотранспорта в грузовом направление должна быть не более 120 0 00 80 0 00 65 0 00 50 0 00 40 0 00 Основные типы карьерных грузовых вагонов гондол, хоппер, думпкар, платформа вагон, думпкар, вагонетка гондол, полувагон, цистерна думпкар, цистерна, полувагон думпкар, грузовой полувагон, платформа Тяговая машина локомотивосостава … все ответы верны паровоз, тепловоз, электрическая тяга паровоз, тепловоз, электровоз, тяговой агрегат паровоз, дизель, тяговый агрегат паровоз, гировоз, дизель Грузоподъёмность думпкаров в тоннах 60; 80; 100; 180 40; 65; 95; 250 120; 125; 165; 235 70; 110; 220; 320 237 E 37. A B C D E 38. A B C D E 39. A B C D E 40. A B C D E 41. A B C D E 42. A B C D E 43. A B C D 25; 45; 65; 75 Способы подъезда автомашины под погрузку все ответы верны сквозной, спаренный петлевой, сквозной, тупиковой двухсторонняя, одностороння петлевой, разворот Типы трансмиссий карьерных автосамосвалов механическая, гидромеханическая, электромеханическая гидромеханическая, коробка передач электромеханическая, карданная механическая, карьерных д)все ответы верны Максимальный угол установки стандартных наклонных конвейеров 180 350 250; 450 600 Основные схемы комбинированного транспорта карьеров все ответы верны автомобильно-конвейерный автомобильно-скиповой конвейерно-железнодорожный автомобильно-железнодорожный По правилам технической эксплуатации уклоны не должны превышать при электровозной тяги 40 0 00 80 0 00 20 0 00 100 0 00 120 0 00 При больших расстояниях транспортирование экономичен … железнодорожный транспорт автомобильный транспорт конвейерный транспорт гидротранспорт все ответы верные Срок службы временных автодорог 1-2 года 3 года 8-10 лет 5 лет 238 E 44. A B C D E 45. A B C D E 46. A B C D E 47. A B C D E 48. A B C D E 49. A B 1 месяц Допустимый уклон для автотранспорта в порожняковом направлении 120 0 00 130 0 00 150 0 00 70-100 0 00 до 70 0 00 Допустимый радиус поворота для автотранспорта 6-14 м 5м 15 м 20 м до 6 м Экономически выгодные расстояния транспортирования при автомобилях большой грузоподъемности до 7 км до 3 км до 10 км до 1 км все ответы верные Диаметр стальных тросов резинотросовых конвейерных лент 2,5-10 мм 3-6 мм 1-3 мм 1,5-2,5 мм 0,2-0,3 мм Жесткая роликоопора ленточных конвейеров ролики устанавливается при помощи кронштейнов на планки рамы конвейера роликоопора при помощи специальных зажимов навешиваются на стальные канаты роликоопоры, у которых внутренние концы осей соединены с другими концами роликов один конец каната роликоопоры закрепляется при помощи анкерных устройств нет правильных ответов Определения ширины ленты Q В 1,1 0,05 Cn v В 1,1 Q Cn v 239 C D E 50. A B C D E 51. A B C D E 52. A B C D E 53. A B C D E 54. A B C D E 55. A B C D В Q 0,05 Cn v Q В 1,1 0,05 нет правильных ответов Технологической системой рудничного транспорта называют графическое изображение трассы с указанием видов транспорта, длины и размеров грузопотоков графическое изображение движения грузов графическое изображение движения поезда схема горных выработок схема размеров грузопотока Что такое грузопоток? количество груза, перевозимых по определенной трассе за единицу времени количество груза на транспорте количество груза, транспортируемая за смену количество груза и производительность все ответы верны Перечислите гибкие тяговые органы канат, цепь, лента канат, винт, домкрат канат, цепь, думпкар канат, лента, вагонетка все ответы верны Вспомогательные оборудования транспорта все ответы верны толкатели, питатели затворы, бункеры вагонопрокиды, лебедки приемно-разгрузочные устройства Угол наклона стандартных крутонаклонных конвейеров до 45 до 38 до 18 до 3 до 20 Количества груза выраженное в Т или м3 перемещаемое за единицу времени называются грузооборотом грузопотоком производительностью доставкой 240 E 56. A B C D E 57. A B C D E 58. A B C D E 59. A B C D E 60. A B C D E 61. A B C D E 62. A B транспортировкой Управляемая внешняя сила создаваемая приводом при взаимодействии с опорами и приложенная к тяговым органам называется … тяговым усилием усилием подачи силой сопротивления силой перемещения все ответы верны Сила сопротивления движением определяемое силами трения называют … силой основного сопротивления силой вспомогательного сопротивления силой движения силой транспортных машин все ответы верны Зависимость силы тяги суммарных статических и динамических сопротивлений и сил инерции называют …. уравнением движения уравнением сопротивления управлением тяги уравнением торможения все ответы верны Эквивалентное усилие тяги преодолевает … нагрев двигателя расход топлива напряжением сопротивлением расход электроэнергии Гравитационный транспорт – это транспорт … под действием собственного веса сил натяжения сил тяги сил инерции все ответы верны Руда перемещается по почве с углами наклона β 55 – 600 30 – 500 25 – 500 40 – 600 10 – 280 Уголь перемещается по желобам β 17-250 35-500 241 C D E 63. A B C D E 64. A B C D E 65. A B C D E 66. A B C D E 67. A B C D E 68. A B C D E 69. A 55-600 30-400 10-250 Максимальная высота винтового спуска до 200 м до 50 м до 300 м до 500 м до 100 м Приводная станция ленточного конвейера состоит из… барабана, двигателя, редуктора барабана, звездочек натяжного устройство барабана, роликов все ответы верны Производительность люков оборудованный затворами составляет (т/час) 150-450 до 1000 10-150 до 2000 до 650 32. Зазор между крепью и конвейером должен быть не менее 0,7 м 0,6 м 0,4 м 0,8 м 1м Расстояние между конвейером и подвижным составом рельсового транспорта должна быть 0,4 м 0,6 м 0,7 м 0,8 м 1м В пластинчатых конвейерах горная масса транспортируется пластинчатым полотном скребком лентой на рештаке все ответы верны На рудных шахтах ширина колеи применяется 600, 700, 900 мм 242 B C D E 70. A B C D E 71. A B C D E 72. A B C D E 73. A B C D E 74. A B C D E 75. A B C 650, 750, 950 мм 900, 1200, 1500 мм 850, 1250, 1425 мм 700, 900, 1300 мм На карьерах ширина колеи применяется 900, 1524 мм 650, 750, 950 мм 900, 1200, 1500 мм 850, 1250, 1425 мм 700, 900, 1300 мм Перемещение грузов на шахтах по рельсовым путям принято называть …. Откаткой Спуск Подъемом Доставкой Перемещение Перемещение грузов на шахтах по наклонным выработкам с углом наклона свыше 300 принято называть …. Подъемом Откаткой Перемещение Спуск Доставкой Скребковые конвевейеры могуть ракботать вверх при угле наклона до …. 350 450 600 400 900 Скребковые конвевейеры могуть ракботать вниз при угле наклона до …. От 200 до 250 0 450 600 400 Ленточные подземные конвейеры можно классифицировать по продольжительности работы установки - ….. На стационарные, полустационарные и передвижные На забойные, штрековые На уклонные и бермсберговые 243 D E 76. A B C D E 77. A B C D E 78. A B C D E 79. A B C D E 80 A B C D E 81. A B C D E 82. С плоской лентой С желобчатой лентой Ленточные подземные конвейеры можно классифицировать по месту установки - ….. На забойные, штрековые, уклонные и бермсберговые На стационарные С желобчатой лентой С плоской лентой На полустационарные и передвижные Ленточные подземные конвейеры можно классифицировать по форме ленты рабочей ветви - ….. С желобчатой лентой, плоской лентой На стационарные На забойные На штрековые, уклонные и бермсберговые На полустационарные и передвижные Ленточные подземные конвейеры можно классифицировать по типу привода - ….. С днобарабанным, двухбарабанным и комбинированным приводом С желобчатой лентой плоской лентой На штрековые, уклонные и бермсберговые С плоской лентой На полустационарные и передвижные Толшина резиновой прослойки (сдвижка) между тканывыми прокладками 0,2-0,3 мм 3-6 мм 1,5-3 мм 10 мм 6 мм Количество роликов на холостой ветви для ленточных конвейеров? Один или два ролика Три ролика Пять ролика Сем ролика Четыре ролика На какое максимальное расстояние в шахтах, целесообразна перевозка людей ленточными конвейерами по горизонтальным выработкам? Не менее 1000 м До 300 м До 1200 м До 2000 м Не менее 2000 м На какое максимальное расстояние в шахтах, целесообразна перевозка 244 A B C D E 83. A B C D E 84. A B C D E 85. A B C D E 86. A B C D E 87. A B C D E 88. A B C людей ленточными конвейерами по наклонным выработкам при угле не более 180? Не менее 300 м До 300 м До 1200 м До 2000 м Не менее 1000 м Длина транспортировки в подземных условиях с применпием скреперной доставки? 40-50 м 5м 5-10 м 8-12 м 100 м Максимальный размер куска транспортируемого материала с гидропневмотранспортом? До 100-120 мм До 10 мм 20-50 мм 400 мм 350 мм Тольщина балластного слоя в шахтах под шпалами должна быть… Не менее 90 мм До 90 мм 40-50 мм 50-80 мм До 40 мм Грузовые вагонетки предназначены для транпортировки …. Угля, руды и породы Людей Транспорт Оборудование Взрывчатые материалы Платформы предназначены для транспортировки…. Оборудование Взрывчатые материалы Угля, руды и породы Людей Воды Вогоноопрокидователи используется для разгрузки…. Шахтных вагонеток с глухим кузовом Шахтных вагонеток с откидными днищами Хоппер 245 D E 89. A B C D E 90. A B C D E 91. A B C D E 92. A B C D E 93. A B C D E Думпкар Вагонетки для перевозки людей Загрузочные затворы принимаются в околостволных дворах…. Скиповым подъемом Неопрокидным клетевым подъемом Опрокидным клетевым подъемом Бадьявым подъемом Клетевым подъмом Хопперы предназначены для транспортировки…. Мягких полезных ископаемых Материалов Людей Транспорт Взрывчатые материалы Пассажирские вагоны предназначены для перевозки….. Людей Взрывчатые материалы Транспорт Мягких полезных ископаемых Материалов Железнодорожный транспорт наиболее выгодно использовать на карьерах С объемом перевозок от 10 до 100 млн. т горной массы в год при расстояниях от 3 до 12 км, при глубине до 160 м. С объемом перевозок от 5 до 10 млн. т горной массы в год при расстояниях от 1,5 до 3 км, при глубине до 150 м. С объемом перевозок более 30 млн. т горной массы в год при расстояниях от 2,5 до 3 км, при глубине более 150 м. С объемом перевозок до 10 млн. т горной массы в год при расстояниях до 2,5 км, при глубине более 150 м. С объемом перевозок более 100 млн. т горной массы в год при расстояниях от 2,5 до 3 км, при глубине до 300 м. Автомобильный транспорт наиболее выгодно использовать на карьерах С объемом перевозок до 70 млн. т горной массы в год при расстояниях от 1,5 до 3 км, при глубине до 150 м. С объемом перевозок более 30 млн. т горной массы в год при расстояниях от 2,5 до 3 км, при глубине более 150 м. С объемом перевозок более 100 млн. т горной массы в год при расстояниях от 2,5 до 3 км, при глубине до 300 м. С объемом перевозок от 10 до 100 млн. т горной массы в год при расстояниях от 3 до 12 км, при глубине до 160 м. С объемом перевозок до 10 млн. т горной массы в год при расстояниях до 2,5 км, при глубине более 150 м. 246 Конвейерный транспорт наиболее выгодно использовать на карьерах С объемом перевозок более 30 млн. т горной массы в год при расстояниях от 2,5 до 3 км, при глубине более 150 м. B С объемом перевозок от 5 до 10 млн. т горной массы в год при расстояниях от 1,5 до 3 км, при глубине до 150 м. C С объемом перевозок до 10 млн. т горной массы в год при расстояниях до 2,5 км, при глубине более 150 м. D С объемом перевозок более 100 млн. т горной массы в год при расстояниях от 2,5 до 3 км, при глубине до 300 м. E С объемом перевозок от 10 до 100 млн. т горной массы в год при расстояниях от 3 до 12 км, при глубине до 160 м. 95. Расстояние между роликами на рабочей ветви ленточных конвейеров A 800-1200 мм B 300 мм C 2400-3000 мм D Более 6500 мм E До 500 мм 96. Расстояние между роликами на холостой ветви ленточных конвейеров A 2000-4000 мм B 300 мм C 800-1200 мм D Более 6500 мм E До 500 мм 97. В каких конвейерах используется прижимная лента? A На крутанаклонных конвейерах с углом наклона более 380 B На ленточных конвейерах с углом наклона 180 C На пластинчытах конвейерах D На скребковых конвейерах E Питатели 98. По конструкции вагоноопрокидыватели различаются на: A роторные, башенные, рамные B стационарные, неподвижные, роликовые C загрузочные, разгрузочные, габаритные D передвижные, башенные, стационарные E нестационарные, загрузочные, зубчатые 99. Для чего служит питатель A для равномерной подачи исходного продукта; B для аккумуляции исходного продукта; C измельчение руд; D грохочение; E классификация 100. Отвальные канатные дороги колцевого типа имеют производительность A До 350 т/ч 94. A 247 B C D E До 100 т/ч Более 500 т/ч 200-250 т/ч Более 400 т/ч Зав. кафедрой: доц. Тошов Б.Р. 248
