Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Расчет и конструирование горных транспортных машин и комплексов

..pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
13.11.2023
Размер:
25.06 Mб
Скачать

 

 

— время от начала торможения до соударения первой

t2, *з>

•>

вагонетки

с

локомотивом;

соответствующих ваго­

время между

соударениями

 

 

неток.

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя в (VI.80) выражения скоростей локомотива и ваго­

нетки

перед

первым ударом:

 

 

 

 

 

 

 

pi =

I,o -

^т+ ^0) .

 

 

 

 

 

Ы

 

 

 

 

, —

уо

(?(0 .

 

 

получим

vi

 

(1 —Y)771

11

 

 

и _

7,

_

(^т+ I ?(0)+

<?(Q f

 

 

 

 

 

 

1

0

 

(l + v )(^ + m)

U

 

Аналогично получим скорость головной части после второго

удара

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и2 = >о

(1+Y) (М-{-2т)

 

+ 2)>

 

В

общем

случае скорость

головной части

 

 

 

 

 

 

(FT+ P ® ) + iQ<i>

Т

(VI.86)

 

 

 

о

 

(I + Y) (АГ+«#п)

 

 

 

 

 

Подставляя (VI.85) и

(VI.86)

в (VI.84),

получим

 

 

 

_

(Fr'i-Pto) тп— QmM

(VI.87)

 

 

У' ”— 11+ЩЕ+(Г=1Уйт У

 

 

 

Таким образом, решение заключается в определении суммарного времени от начала торможения до £-го удара.

С момента начала торможения до соударения с первой вагонеткой локомотив пройдет путь замедления

 

(yT+fa>) tj

(VI. 88)

voh

2 (1+Y

 

За это время вагонетка пройдет путь

 

 

Qa>tj

(VI.89)

 

2 (1+Y) m

 

Разность этих путей равна расстоянию между буферами перед началом торможения, т. е.

(FT+ P o> )tf

Q<s>t\

(VI.90)

2 (1+Y ) М

2 (1+Y ) "*

 

Отсюда

V

 

 

 

*1 =

 

IHMm (1+Y )

(VI.91)

m (FT+p<o)— QaM

 

 

 

 

 

До второго удара локомотив и первая вагонетка пройдут путь

 

(FT+ * © ) +

, 2

(VI.92)

Л

2 ( Л / + т ) (1 + Y )

2'

 

Путь второй вагонетки до удара

 

Q(0

f2

(VI.93)

l7*f*

2/n (1+ Y )

2‘

 

Согласно (VI.85)

(VI.94)

^2-^0 (l+v)m

Из (VI.92)—(VI.94) получим квадратное уравнение для опреде­ ления t2:

 

__________________

Г

(FT+Pto) + <?ft>

<?<■>]

. 2 ( 1 + Y ) (ЛГ+ m)

Q<*

1 f« i

 

a- - *

2 ( 1 + Y ) m _]

 

( 1 + Y ) ( ^ + - )

 

 

Xtjt2 = H.

(VI.95)

Аналогично предыдущему получим общий вид квадратного урав­ нения для определения t{:

[ (FT+ P a > )+ (i— i) Qa>___________ Q(o

]

л ,

\ 2 (1+Y ) [A f + ( i —1) mj

(1+Y ) (»— 1) m )

i T

I

( (FT+ ?w )+ (i—1)9©

Q(o )

.

_

гг

/VI Qfi\

+

l ( i + Y ) n V + ( / - l ) - m ] “

( 1 + Y ) - I

 

H -

(V -УЬ)

Графики tt = / (i), построенные

по уравнению

(VI.96),

аппрок­

симируются

зависимостью

 

 

 

 

 

 

(A f+ t w ) m (1 + Y )

 

 

 

(VI.97)

 

ь-v-ik[m(FT-\-Pti)) — QwM]

*

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т.- V - ^ZlLt-U 21 / + ^ -

<™8>

Подставляя (VI.98) в (VI.87) и возводя

в квадрат,

получим

2

_

Я [(А Ч + Р с о )т — <?©М)

 

 

(VI.99)

 

(l + Y)[M + (i-l)m p ro ( i

v ^ - ) '

 

 

Из (VI.53),

(VI.72) и (VI.99)

получим

 

 

 

 

It Т.

Ft i

 

 

 

 

 

(a+i) с

 

 

 

 

 

Я[(^/т+Р<а) — (?©«]

( i /v + < ) !

 

 

(a + i) ( a + i — 1) с

'Л-1 /

Динамические нагрузки сцепных устройств при торможении поезда

 

Fir

г

 

 

 

а

 

 

+

Hc[(Fj T ~f~ Р с о ) — < ?(о а ]

+ 1

(VI.101)

(а+ 0 (а+ 1—1)

 

 

 

 

\л=1

 

Величина тормозной силы FiT принимается максимальной по сцеплению. Выражение (VI. 101) позволяет определить максималь­ ные значения ударных нагрузок для любой вагонетки состава при торможении поезда.

§ 3. ПРОДОЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ СОСТАВА ПРИ КАНАТНОЙ ОТКАТКЕ

Поскольку тяговый канат обладает свойством упругости, при его неустановившемся движении возникают колебания состава вагоне­ ток и, следовательно, динамические нагрузки в канате.

Для

аналитического опреде­

 

 

ления

этих

нагрузок

можно

 

 

принять

следующие

основные

 

 

допущения:

 

 

 

постоянна;

 

 

длина каната

L

 

 

канат

является

 

упругой

 

 

нитью постоянной жесткости ск;

 

 

деформация

состава,

инер­

 

 

ция направляющих

шкивов

и

 

 

роликов

и вредные сопротивле­

 

 

ния движению

каната

отсутст­

 

 

вуют.

 

того,

что

масса

со­

 

 

Ввиду

 

 

става

вагонеток

значительно

 

 

больше массы тягового

каната,

 

 

последней обычно пренебрегают,

Рис. V I.7. Расчетная

схема к исследо-

однако

ДЛЯ

большей

точности

ванию колебаний состава при канатной

можно к

массе

 

состава

доба­

 

 

вить 7з

 

массы каната

[20].

 

принимаем сосуд,

колеблющийся

В качестве

расчетной

схемы

без сопротивлений по наклонной плоскости и подвешенный на упру­ гой невесомой нити (рис. VI.7). Колебания сосуда происходят около положения статического равновесия 0.

Установив начало координат в этой точке и приняв направление оси х по ходу движения сосуда при опускании, запишем уравнение

его движения

 

(l + Vi)Gc,.g = _ СкЖ)

(VI. 102)

г Д е Yi — коэффициент, учитывающий

инерцию

вращающихся ча­

стей

вагонеток;

 

 

 

Gc — вес

сосуда;

 

 

 

х — ускорение при упругих колебаниях.

 

Полагая

ь2 _

 

 

 

 

d + y i ) G c 9

(VI.103)

получим

 

 

 

 

 

 

х +

к2х =

0.

(VI. 104)

Решение этого уравнения имеет вид

 

 

х = х 0 cos k t +

sin kt,

(VI. 105)

где х 0 и V0 — соответственно начальное смещение сосуда от положе­ ния равновесия и начальная скорость.

Амплитуда колебаний

(VI. 106)

Динамическая нагрузка, действующая на канат и состав,

д„н = сКа.

(VI.107)

Пусть сосуд опускается со скоростью г; и в некоторый момент происходит резкое торможение лебедки. Тогда закон движения сосуда имеет вид

3 = -^-sin kt.

(VI. 108)

Амплитуда колебаний

 

а = -£-.

(VI.109)

Другим опасным случаем можно считать начало движения сосуда при предварительно ослабленном канате, что обычно и имеет место на практике. В этом случае к моменту начала трогания состава скорость каната достигнет некоторой величины vQ. Амплитуда колебаний определяется по (VI. 109) путем замены v на г;0.

Г л а в а VII ВАГОНЕТКИ

§ 1. К О Н С Т Р У К Т И В Н О Е И С П О Л Н Е Н И Е И О С Н О В Н Ы Е П А Р А М Е Т Р Ы

По конструкции кузова и способу разгрузки в соответствии с ГОСТ 15174—70 различают следующие типы грузовых вагонеток:

несаморазгружающиеся

с глухим кузовом,

жестко

закрепленным

на раме (рис. VI 1.1, а); с опрокидным кузовом, снабженным откидной

боковой стенкой (рис. VII. 1, б); с кузовом, имеющим откидные днища

(рис. V II.1, в); с глухим

опрокидным кузовом

(рис. VII.1, г).

Грузовые

вагонетки

содержат следующие

основные

элементы:

1 — кузов;

2 — раму; 3 — ходовую часть;

4 — подвагонный упор;

5 — ударные

(буферные)

приборы; 6 — сцепные приборы.

При отсутствии подвагонного упора воздействие

на

вагонетку

толкателем или компенсатором высоты производится

через буфер

или ось колесной пары,

а иногда через кузов.

 

 

 

Саморазгружающиеся вагонетки имеют дополнительные элементы, необходимые для опрокидывания кузова или открывания клапанов днища.

В кузове людских вагонеток размещены сиденья. На горизон­ тальных выработках эти вагонетки оборудованы тормозами, а на наклонных — парашютными устройствами для улавливания и по­ следующего плавного торможения при обрыве тягового каната или сцепки.

Важнейшими показателями конструктивного совершенства ваго­ неток являются устойчивость, коэффициент тары и коэффициент использования объема.

Устойчивость вагонетки против опрокидывания характеризуется коэффициентом устойчивости, равным отношению восстанавлива­ ющего момента к максимальному опрокидывающему. Устойчивость, которая должна быть выдержана как в продольном, так и в попереч­ ном направлении, обеспечивается в том случае, когда результиру­ ющая всех действующих на вагонетку сил проходит внутри контура, образованного соединением точек касания колес и рельсами.

Помимо этого должна быть обеспечена устойчивость против схода вагонетки с рельсов [6]. Опасность потери устойчивости возникает при движении вагонетки по закруглениям, по путям с большим укло­ ном, при неравномерной односторонней загрузке вагонетки и при

еерезкой остановке.

Как пример рассмотрим условие устойчивости вагонетки, пере­

мещающейся вниз по рельсовому пути и застопоренной с некоторым

замедлением

(рис. VII.2, а).

 

Опрокидывающий момент М 0 создается продольной составляющей

G sin р веса

вагонетки G и силой инерции {Gig) а, т. е.

 

 

M 0 = G ( s i n p + y ) f c ,

(VIT.1)

где а — ускорение;

полускатов.

h — высота центра тяжести вагонетки над осями

Восстанавливающий момент при жесткой базе S

 

M B= G-§- cosp.

(VII.2)

6

г

Рис. VI 1.1. Несамоходные грузовые вагонетки

Sft

COS р

^пр

(VII.3)

( sl" D

+ f ) ‘

должен быть больше 1,5. Его величина тем выше, чем больше жесткая баэа вагонетки и чем ниже расположен ее центр тяжести.

Поперечная устойчивость определяется при движении вагонетки по закруглению с радиусом R и скоростью v. На вагонетку

Рис. V II.2. Схемы определения продольной (а) и поперечной (б) устойчивости вагонеток

действует центробежная сила, стремящаяся опрокинуть ее за пределы кривой (рис. VII.2, б).

ОпрокИДь*®8100*0® Момент, создаваемый этой силой,

^ = - 7 ? - '

(у п -4)

где h’ — рысота расположения центра тяжести вагонетки над уровголовки рельса.

ВосстаН®^ллва10Ш;ий момент определяется весом вагонетки и ши­ риной коКес^0:® колеи jji

м ^ а \ .

(уи.5)

*п — Щ Г - (VII.6)

также должен быть не менее 1,5.

Отсюда видно, что чем ниже центр тяжести вагонетки и чем шире колея, тем больше поперечная устойчивость вагонетки.

Аналогичным образом определяются коэффициенты устойчи­

вости вагонетки в других случаях [6,

26].

Коэффициент тары вагонетки равен отношению собственной массы

вагонетки к ее грузоподъемности:

 

Лт = - ^ - .

(VII.7)

т гр

 

Для угольных вагонеток коэффициент тары колеблется в преде­ лах 0,40—0,68. Меньшие значения соответствуют вагонеткам боль­ шей грузоподъемности.

Применение низколегированных сталей, легких сплавов, сте­ клопластиков и других новых материалов для изготовления состав­ ных частей вагонеток позволяет уменьшить их коэффициент тары и снизить энергозатраты на их перемещение.

Коэффициент использования объема равен отношению емкости кузова к объему, определяемому габаритами вагонетки. Ниже при­ водится значение этого коэффициента для вагонеток различной кон­ струкции.

Вагонетки угольные с глухим неопрокид­

ным кузовом,

имеющим

полукруглое

дншце и вертикальные

б о р т а

..................0,56—0,60

Вагонетки

рудные с глухим

неопрокид­

ным кузовом,

имеющим трапециевидное

днище и вертикальные

б о р т а

..................0,48—0,54

Вагонетки угольные с донной разгрузкой

и прямоугольно-трапециевидной формой

к у з о в а

.............................................................. рудные

с откидным

0,46—0,55

Вагонетки

бортом

и прямоугольным

кузовом

с

плоским

д н и щ е м ..............................................................

рудные с глухим

 

0,37—0,42

Вагонетки

опрокидным

кузовом,

имеющим

полукруглое днище

и наклонные наружу

борта

0,31—0,37

Применение кузовов с плоским днищем, имеющим специальные углубления для колес и осей, позволяет полнее использовать размеры вагонеток. Но такая конструкция более сложна, вызывает затрудне­ ния при очистке и может быть рекомендована лишь для вагонеток большой грузоподъемности.

§2. РАМА, УДАРНЫЕ, СЦЕПНЫЕ

ИПРИЦЕПНЫЕ ПРИБОРЫ

Ра м а является основной несущей частью вагонетки, она вос­ принимает все статические нагрузки и удары. На ней смонтированы основные узлы вагонетки.

У большинства вагонеток рамы имеют сварную конструкцию с двумя продольными балками. В угольных вагонетках с глухим неопрокидным кузовом балки изготовлены из швеллера специального

профиля

с

отогнутой полкой

(рис. VII.3, а).

В большегрузных

вагонетках

с

донной разгрузкой

балка состоит из двух швеллеров. Продольные балки связаны между собой литыми буферами, буферными коробками или попе­ речными балками. Соединение про­ дольных балок с поперечными свя­ зями производят сваркой или за­ клепками. На вагонетках с удли­ ненным кузовом для большей жест­ кости рамы продольные балки сое­ диняют дополнительными попереч­ ными связями. В нижней части рамы расположены кронштейны

для скатов и подвагонный упор. На Раме рудной вагонетки с

глухим

опрокидным

кузовом

(рис. vll.3^ б)

укреплены

перед­

няя и Задняя

стойки с горизон­

тальными полками, имеющими от­ верстия, в КОХорые входят шипы секторов опрокидного кузова.

^ Р^мам вагонеток с донной Разгрузкой, с откидными бортами

приваре^ проушины для крепления осей днищ и рычажной системы. ^ вагонетки для перевозки людей по горизонтальным выраоткам имеет сварную конструкцию (рис. VII.4). Она состоит из

ныеХ СП^°Д°ЛЬНЫХ балок (швеллеров) и поперечных связей. Попереч­ е н , расположенные по краям рамы, помимо их основного

го

о

А-А

I—

f t '

и

Рис. V II.4. Рама людской вагонетки для горизонтальных выработок

Соседние файлы в папке книги