книги / Расчет и конструирование горных транспортных машин и комплексов

наводимой током высокой частоты в рельсах, бронированных кабе­ лях и других проводниках, значением 30 В, линейные кабели под­ вешены с перекрещиваниями, образуя пункты транспозиции через каждые 65—70 м на одноколейных участках и через 100 м на двух­ колейных.

Энергоприемник электровоза состоит из ферритового сердечника и нескольких витков высокочастотного кабеля. Последовательно с каждым витком энергоприемника включена емкость для обеспече­ ния последовательного резонанса цепи на частоте питания. Наведен­ ная в энергоприемнике э. д. с. выпрямляется помещенными в квар­ цевый песок кремниевыми выпрямителями и подводится к электро­ двигателям постоянного тока. Управление двигателями — безреостатное. Уменьшение напряжения на зажимах двигателей дости­ гается за счет нарушения резонанса электрической цепи.

Преимущества высокочастотных электровозов: полная взрывобезопасность, мощность электровоза не зависит от времени и места работы; отсутствуют ежесменные потери времени на обмен батарей и расходы на их эксплуатацию.

Недостатки: большие капитальные затраты на сооружение сис­ темы, низкий к. п. д. установки, сложность.

Предусмотрено серийное изготовление высокочастотных электро­ возов.

Г и р о в о з ы (инерционные локомотивы) предназначены для откатки вагонеток на вентиляционных выработках шахт, сверхкатегорных по газу и опасных по внезапным выбросам угля и газа. Аккумулятором энергии служит вращающийся маховик, который при «зарядке» раскручивает установленный на гировозе пневмодви­ гатель 2 (рис. Х.5). Он получает питание от проложенного вдоль откаточного пути магистрального трубопровода с давлением воздуха 4—5 кгс/см2. Через каждые 300—400 м предусматриваются вентили со штуцерами для «зарядки» гировоза.

Маховик с вертикальным валом подвешен к крышке корпуса 8 на двух шарикоподшипниках. На нижнем конце вала зекреплена коническая муфта трения, включаемая устройством 9. Крутящий момент от пневмодвигателя на маховик и с маховика на оси колес 5 передается редуктором 7 и цепной передачей.

Гировозы имеют две ступени регулирования скорости с помощью многодисковых фрикционных муфт. Для торможения предусмотрены четыре тормозные колодки 6 с ручным приводом.

Гировозы ГР-4 (на колею 600 мм) и ГР-5 (на колею 900 мм) изго­ товляются серийно.

Достоинства: полная взрывобезопасность, простота обслужива­ ния (не требуется аккумуляторное хозяйство); сравнительно не­ большие капитальные затраты (при наличии на шахте пневмо­ сети).

Недостатки: низкий к. п. д. системы, низкая надежность дейст­ вия (из-за больших вращающихся масс происходят частые поломки передачи) и малая автономность.

Достоинства д и з е л е в о з о в : автономность и сравнительно высокая надежность действия.

Недостатки: высокая температура выхлопных газов и содержание в них отравляющих веществ (вследствие неполного сгорания топ­ лива), что требует специальных систем охлаждения и очистки газов.

Выхлопные газы четырехтактных дизелей с вихрекамерным смесе­ образованием имеют гораздо меньшее дымление и содержат меньше вредных компонентов, чем двухтактные двигатели и дизели с непо­ средственным впрыскиванием жидкого топлива в рабочие цилиндры. Поэтому для рудничных локомотивов предпочтение отдают первым.

Выхлопные газы дизельных двигателей содержат примеси окиси углерода СО (0,1%), углекислого газа С 02 (10%), двуокиси азота

Рис. Х.7. Выхлопной коллектор с платиновым дожигателем

Т\Г02 (0,2%) и альдегидов RCHO (0,004%). Опасными для человека являются газы СО и N 0 2, а также С 02 при концентрации в воздухе более 6% (по объему). Альдегиды не являются ядовитыми, по вызы­ вают раздражение слизистых оболочек глаз, носа и горла.

По требованиям МакНИИ, максимальная концентрация СО на выхлопе рудничных дизелей не должна превышать 0,08%, a N 0 2 — 0,04% по объему; температура выхлопных газов не должна превы­ шать 90° С.

В соответствии с Правилами безопасности в угольных и сланце­ вых шахтах СССР в подземных выработках допускается содержание

и другие разработали ряд устройств для охлаждения и очистки вы­ хлопных газов до безопасной величины, что позволило создать ори­ гинальные конструкции отечественных дизелевозов в рудничном взрывобезопасном исполнении (рис. Х.6).

Указанная концентрация компонентов достигаете# за счет очистки выхлопных газов от вредных примесей на самом лоЯомотиве и раз­ режения газа в выработке вентиляционной струей воздуха. По пор-

мам необходимо подавать в выработку с дизелевозом не менее 12— 15 м3/мин воздуха на 1 л. с. мощности дизеля при скорости вентиля­ ционной струи 1,4 м/с.

На локомотивах газы очищаются от вредных компонентов раз­ личными способами. Концентрация в выхлопных газах примесей СО, альдегидов и сажи наиболее эффективно уменьшается путем их до­ жигания в специальных катализаторах, a N 0 2 — промыванием газов в растворах Na2C03 совместно с NaHC03, КМп04 и др. Вместо растворов можно применять воду, так как окислы азота хорошо

вней растворяются.

Вкачестве дожигателей применяют платиновый катализатор, вмонтированный в коллектор дизеля (рис. Х.7). Из выхлопных патрубков четырехцилиндрового двигателя газ поступает в нижнюю часть 1 коллектора. Между нижней и верхней 2 частями, связанными болтами 3, закреплен корпус 4 платинового катализатора 5. Он представляет собой платиновую чернь, нанесенную на поверхность кусочков окиси алюминия. Отвод тепла от дожигателя осуще­ ствляется водой, поступающей в его водяную рубашку через отвер­ стие 6.

§2. РАМА, УДАРНЫЕ И СЦЕПНЫЕ ПРИБОРЫ

Конструктивное исполнение

На раме крепят все механическое и электрическое оборудование, пневмоили гидроустановки, устройства управления. Через систему рессорного подвешивания рама распределяет нагрузки между коле­ сами ходовой части, а также передает буферно-прицепному устрой­ ству тяговое усилие привода.

Рама (рис. Х.8) представляет собой жесткий каркас из листовой стали. Ее боковины 1 связаны между собой торцовыми и промежу­ точными стенками. В передней и задней частях боковины связывают также днищами 4, где располагают кабины машиниста и вспомога­ тельное оборудование. На торцовых частях в специальных карма­ нах закрепляют буферы 5 с амортизаторами 6 и прицепными устрой­ ствами.

В боковинах рамы предусматривают окна для облегчения до­ ступа к тормозной системе, засыпки песка в песочницы, размещения букс ходовой части, кондиционеров с газоочистителями и т. д. К буксовым вырезам крепятся съемные стальные или чугунные на­ правляющие. Последние входят в пазы корпусов букс, фиксируя их, а с ними и колесные пары от смещения в поперечном направлении, допуская в то же время перемещение рамы относительно букс в вер­ тикальной плоскости.

Чтобы электровоз лучше вписывался в выработки на закругле­ ниях, целесообразно выполнять рамы тяжелых электровозов со ско­ шенными боковинами (см. рис. Х.1 и Х.8, е). Величину скоса реко­ мендуется принимать по длине рамы 0,9—1,0 м, по лобовой части 0,1—0,15 мм.

317

Рис. Х.8. Рамы электровозов:

а — 10КР-2; б — 14КР-2; в — 25КР-2; г — 5АРВ; д — 8АРП; е — 13АРП-1м; 1 — боко­ вина; 2 — вырезы и окна для букс; 3 — окна и вырезы для регулирования тормоаной системы, 4 — днище кабины; 5 — буферное и прицепное устройство; 6 — амортизирующее устройство; Т — направляющие планки для букс; 8 — пята для опоры рамы на ходовую тележку; 9 — устройства для крепления корпуса аккумуляторной батареи на раме

Большинство отечественных локомотивов имеют раму наружного типа (колеса расположены внутри рамы), которая обеспечивает большую безопасность обслуживания локомотива, позволяет раз-

Рис. Х.10. Буферно-прицепные устройства:

а — жесткий буфер; б — мягкий поворотный буфер; в — мягкий неповоротный буфер; 1 — литой буфер; 2 — пазы прицепного устройства; 3 — шкворень; 4 — тяга; 5 — палец; 6 — балка; 7 — гайка; 8 — основная пружина; 9 — вспомогательная пружина; 10 — втулка;

11 — стакан; 12 — направляющая планка

местить внутри рамы больше оборудования и придает локомотиву более эстетический вид.

Для обеспечения необходимого сцепного веса контактных элек­ тровозов боковины рам выполняют из литых стальных листов, толщина которых доходит до 70—100 мм, а масса — до 20 т. При большей массе локомотивов (см. рис. Х.2, а, д) ходовую часть выпол­ няют в виде ходовых тележек (рис. Х.9), имеющих свою раму.

Над каждой тележкой помещают чугунные балластные грузы. Отдельные элементы таких рам связывают между собой только при помощи болтовых соединений.

Масса других видов локомотивов (аккумуляторных электровозов, гировозов, дизелевозов) определяется в значительной мере приме­ ненным индивидуальным источником энергии (аккумуляторной бата­ реей, маховиком, двигателем внутреннего сгорания). Поэтому тол­ щину листов рамы этих локомотивов выбирают в основном из усло­ вия обеспечения необходимой жесткости и прочности конструкции. Боковины рамы большинства этих локомотивов выполнены из сталь­ ных листов толщиной 12—30 мм, а отдельные элементы рам скреп­ ляют между собой сваркой или (реже) болтовыми соединениями.

Ударные устройства локомотивов (буферы) подразделяют на жесткие, полужесткие и мягкие. Жесткий буфер, применяемый на некоторых контактных электровозах (рис. Х.10, а), представляет собой стальную или чугунную отливку, присоединяемую к торцовой части рамы болтами. Благодаря большой массе жесткие буферы частично поглощают энергию удара и ослабляют его действие на элементы локомотива.

В полужестких буферах, применяемых на некоторых легких локомотивах, для смягчения ударов используют дерево или про­ резиненные материалы.

Мягкие буферы (рис. Х.10, б, в) изготовляют с амортизирую­ щими пружинами 8 и применяют на локомотивах с чувствительными к ударам устройствами (аккумуляторными батареями, двигателями внутреннего сгорания и т. д.). Мягкие ударно-прицепные устройства конструируют обычно двустороннего действия, воспринимающими сжимающие и растягивающие нагрузки.

Для сцепления локомотива с вагонетками, имеющими различную высоту прицепных устройств, в буфере предусматривают несколько пазов 2. Подземные локомотивы обычно имеют шкворневое прицеп­

имеет применение автосцепок.

Размеры буферов для безопасной работы сцепщиков должны обеспечить зазор между корпусом локомотива и кузовом вагонетки не менее 600 мм.

Расчет рамы

При конструировании локомотивов производят проверочные расчеты напряжений, возникающих в элементах рамы, при действии следующих нагрузок:

от собственного веса рамы и установленного на ней оборудо­ вания;

при подъеме локомотива, прицепленного за буферы; при ударах в буферы.

Р а з в е с к а у з л о в л о к о м о т и в а н а р а м е . Предва­ рительно составляют развеску отдельных частей на раме. Для устой-