Подвесные монорельсовые дороги

Подвесные дороги с жестким рельсом применяются для транс­портирования насыпных или штучных грузов на складах, в цехах промышленных предприятий. Широкое применение подвесные до­роги получили на металлурги­ческих и других заводах, и на предприятиях с поточно-массовым производством.

Трасса подвесных дорог бывает простой с маятниковым движением подвижного состава и более сложной – замкнутой (рис. 9.2.) с одновременным обслужива­нием участков цеха (Ц), склада (Ск) и других пунктов (Д) транспортирования грузов.

Рис. 9.2. Трасса подвесных дорог

Достоинствами подвесных дорог являются:

- возможность обеспечения цеха (склада) легкими грузоподъем­ными устройствами;

- сравнительно небольшой вес подвижного состава и подвесных путей;

- возможность автоматизации процессов транспортирования и адресования грузов;

- возможность обслуживания сложных трасс в горизонтальной плоскости и осуществление бесперегрузочного транспорта между цехами и складами;

- уменьшение капитальных затрат и сокращение кубатуры зданий;

- высвобождение производственных площадей цехов, складов от транспортных средств.

К недостаткам подвесных дорог надо отнести сравнительно небольшую грузоподъемность подвижного состава (до 10 тс) и относительно высокую стоимость сооружения путей на открытых территориях.

Подвесная монорельсовая дорога состоит из следую­щих элементов: подвесного пути, механизма подъема, меха­низма передвижения, системы управления движениями механизмов и грузозахватного устройства.

Преимущественное применение получили однорельсовые пути (монорельсы) с ездой понизу. Эти пути могут иметь любую трассу благодаря применению в них кривых участков, стрелок и поворот­ных кругов, крестовин, которые дают возможность приспособить подвесную дорогу к любым производственным условиям.

Основным типом рельсов, применяемых для однорельсовых под­весных путей, являются двутавровые балки, в которых рабочей поверхностью для качения колес тележек являются нижние полки.

Для подвесных путей с подвижным составом грузоподъемностью до 2 тс применяют балки от № 18 до № 30, для более тяжелого подвижного состава грузоподъемностью 3–10 тс используют балки № 24–45.

Достоинством двутавровых балок является их большая общая жесткость и простота крепления к опорам.

К недостаткам балок надо отнести недостаточную местную жест­кость, твердость и излишне большую ширину полок (80–120 мм вместо необходимой 50–60 мм), а также уклон 1: 6, который со­здает дополнительное сопротивление при качении ходовых колес тележек. Перечисленные недостатки ограничили скорость передви­жения тележек до 60–90 м/мин.

В целях устранения указанных недостатков применяют пути из специальных двутавровых профилей, у которых рабочая поверх­ность полок горизонтальная, а ширина их уменьшена до 50–80 мм. Кроме этого применяют пути из тавров, уголков и головчатые рельсы.

Для монорельсовых подвесных дорог используются следующие подъемно-транспортные устройства:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               

1 Ручные подвесные тележки – кошки, представляющие со­бой конструктивную компоновку механизмов подъема и передви­жения. Механизмы подъема – обыкновенные ручные или электри­ческие тали, а также пневмоподъемники грузоподъемностью 0,25–5,0 тс, которые подвешиваются к серьге или крепятся план­ками к раме тележки. Передвижение тележек по путям с грузом и без него производится вручную со скоростью 50–60 м/мин.

2 Самоходные подвесные тележки – электрические тали (тель­феры), в которых механизмы подъема и передвижения объединены в общую систему.

Отечественные заводы выпускают электрические тали основной серии ТВ и новой серии ТЭ грузоподъемностью от 0,15 до 7,5 тс. Электроталь серии ТЭ имеет механизм подъема, состоя­щий из электродвигателя, встроенного в барабан, редуктора, двух тормозов – стопорного и спускного, ограничителя подъема груза. В специальном исполнении эти тали имеют микроподъем, скорость которого в 3–4 раза меньше основной. Питание электродвигателя током производится через кольцевой токосъем.

Механизм передвижения тали состоит из электродвигателя, редуктора, двух приводных и двух холостых колес, смонтированных на раме тележки, передвигающейся по монорельсу. Подъемный механизм соединен с механизмом передвижения через траверсу и расположен параллельно или перпендикулярно направлению пути. Управление механизмами предусмотрено с пола при помо­щи кнопок пускателя. Питание током выполняется через кабель. Управление механизмами может быть осуществлено автоматическим путем, обеспечивающим работу электротали по заданной программе.

Электротали грузоподъемностью 0,15 и 0,25 тс не имеют меха­нического передвижения, однако в случае необходимости они могут быть присоединены к тягачу.

Электрический тягач представляет собой тяговый механизм передвигающийся по двутавровым балкам или тавровому рельсу. Он состоит из электродвигателя, двухступенчатого редуктора, сдвоенных приводных и нажимных катков, охватывающих с бо­ков нижнюю полку пути. Питание током осуществляется через присоединенную к нему электроталь. Управление тягачом произво­дится с пола кнопкой. Тяговое усилие тягача (25 кг) обеспе­чивает транспортирование груза 0,5 т, скорость передвижения        20 м/мин., радиус закругления пути R > 0,5 м.

Технические сведения об электроталях ТЭ приведены в таблице 9.1.

Таблица 9.1 – Технические характеристики электроталей

Марка электротали	Грузоподъ­емность, тс	Высота подъема, м	Скорость подъема, м/мин,	Скорость передвиже­ния, м/мин	Длина, мм	Ширина, мм	Строитель­ная высота, мм	Общий вес, кг	Радиус за­кругления, м	Кратность полиспаста
ТЭ-0,15	0,15	6	8	-	-	-	-	-	-	2
ТЭ-0,25	0,25			-	620	156	460	54	0,8
ТЭ-0,5	0,5	6, 12 и 18		20	663	275	630	96	0,5	2
ТЭ-1	1			20	693	320	835	195	1
ТЭ-2	2			20	715	340	1030	275	1
ТЭ-3	3			20	813	440	1260	435	2
ТЭ-5	5			20	1230	500	1520	780	1,5
ТЭ-7,5	7,5	12, 18 и 24		20	-	-	-	-	-	2

 

Электрические передвижные тали грузоподъемностью 2–7,5 тс, кроме управления с пола, могут иметь дополнительное управление из открытой или закрытой кабины. В этом случае скорость пере­движения тали увеличивается до 60–100 м/мин.

3 Монорельсовые подвесные тележки выполняются из норма­лизованных узлов электрических талей с различными грузозахват­ными устройствами. Они предназначаются для транспортирования по подвесным путям угля, руды, песка, скрапа, жидкого чугуна и других грузов в цехах, складах промышленных предприятий. Конструкции монорельсовых тележек весьма различны.

Широкое применение получили тележки с двухканатным грейфером для угля, руды и других насыпных гру­зов. Они изготовляются грузоподъемностью 2 и 3 тс, скорость подъема 16–20 м/мин и скорость передвижения 75 м/мин. В ка­честве механизмов подъема и замыкания грейфера применены два стандартных механизма подъема электрических талей. Для транс­портирования стружки и скрапа выпускаются тележки с электро­магнитом; дли земли, песка и прочих сыпучих материалов – те­лежки с бадьей; для жидкого металла – тележки с ковшом. Кроме этого, изготовляются тележки с крюком. Скорость передвижения монорельсовых тележек от 50 до 150 м/мин.

Питание электроэнергией двигателей механизмов тележек осу­ществляется гибким кабелем, навиваемым на кабельный барабан. Длина кабеля допускается 15–40 м. Для подвесных путей боль­шей протяженности, а также для путей со сложными трассами при­меняют контактное питание (троллей) электроэнергией механизмов тележки. Для механизмов тележки чаще применяют электродвига­тели переменного тока и только в отдельных случаях используют пневматические двигатели.

В зависимости от грузоподъемности, передвижные тележки могут быть четырех- или восьмиколесными. Приводные колеса тележек располагаются с одной стороны подвесного рельса или с двух сторон (при большой протяженности путей и особенно с криволинейными участками). Управление тележками может быть ручным, дистан­ционным и автоматизированным.

Производительность ручных талей (кошек), самоходных элек­трических талей (тельферов) и монорельсовых подвесных тележек является одним из важных показателей их работы. Различают сле­дующие виды производительности:

а) техническая производительность, показывающая число тонн или кубических метров груза, транспортируемого тележкой за один час непрерывной работы при полной ее загрузке;

б) эксплуатационная производительность, выражает плановую работу тележки (в тоннах или кубических метрах) за определенный период времени (смену, сутки, месяц, год);

в) фактическая производительность, показывающая фактиче­скую работу тележки за смену, сутки, месяц и год.

Техническая производительность тележек определяется по фор­муле:

, м³/ч,

где  – номинальная вместимость тележки, м³;

 – число циклов в час;

;

 – продолжительность одного цикла, с;

 – число операций цикла (строповка и подъем груза, пере­движение тележки с грузом и без груза и т.д.);

t – продолжительность одной операции цикла, сек.

Коэффициенты вычисляются из следующих формул:

; ;

,

где Т – продолжительность работы механизма в цикле, с;

 – число часов работы в сутки;

 – число дней работы в году.

Полное сопротивление движению W электрических талей (тельферов) и монорельсовых тележек определяется как сумма сопротивлений от сил трения в осях ходовых колес и трения качения колес по рельсу, от перекосов тележек относительно оси пути, от про­скальзывания колес по рельсу при конической форме ободов, от вписывания в кривые и от преодоления сил инерции при трогании с места.

Сопротивление движению W₁ определяется по формуле

,

 

где  – сопротивление от сил трения в осях ходовых колес и тре­ния качения колес тележек по прямому горизонтальному пути, отнесенное к ободу колеса;

, кгс,

где Q – вес транспортируемого груза, кгс;

G – полный вес тали (тележки) кгс;

– средний диаметр колеса тележки, см;

– диаметр цапфы оси колеса, см;

– коэффициент трения в подшипниках колес (для подшип­ников скольжения =0,07–0,12 для подшипников качения = 0,015–0,03);

– коэффициент трения качения, = 0,05–0,07см.

При подъеме тележки (тали) по наклонному пути с углом  воз­никает дополнительное сопротивление:

.

В начальный период движения тележки возникает дополнитель­ное сопротивление , необходимое для преодоления сил инерции, определяемое по формуле:

, кгс,

где  – скорость тележки при установившемся движении, м/сек;

 – ускорение силы тяжести (  = 9,81 м/сек²);

 – время разгона тележки ( =1–1,5 с).

При работе тележек (талей) вне помещений учитывается сопро­тивление движению  необходимое для преодоления действия ветра

, кгс,

где –  удельное сопротивление ветра ( =25–40 кгс/м²); 

 и – подветренная площадь груза и тележки (тали), м².

Полное сопротивление движению тележки (тали)

, кгс.

Потребная мощность двигателя

, кВт,

где  скорость тележки (тали) при установившемся движении, м/сек;

 – к. п. д. передаточного механизма передвижения (  =0,75–0,80).

Отсутствие буксования ведущих колес монорельсовых тележек и электрических талей обеспечивается, если силы сцепления  ведущих колес с рельсом больше полного сопротивления  движе­нию тележки, причем

,

 где N – суммарная нагрузка на ведущие колеса тележки (сцепной вес);

 – коэффициент сцепления колес с рельсом.

Технические и эксплуатационные характеристики, технология работы должны обеспечивать высокую надежность функционирования подвесных монорельсовых дорог и безопасность работников, обслуживающих эти транспортные установки.

Приложение

Технико-эксплуатационные характеристики современных

автомобилей промышленного транспорта

 

Библиографический список

1 Акулиничев, В.И. Организация перевозок на промышленном транспорте: учебник / В.И. Акулиничев. – М.: Транспорт, 1983.

2 Акулиничев, В.И. Железнодорожные станции и узлы промышленного транспорта. Учебник / В.И. Акулиничев, Л.П. Колодий, Н.Г. Мищенко. – М.: Транспорт, 1986.

3 Астафьев, В.М. и др. Автоматизация разработки единых технологических процессов: учеб. пособие /  В.М. Астафьев. – Ростов-н/Д.

4 Березовский, М.В. и др. Основы организации перевозок на промышленных железных дорогах: учеб. пособие / М.В. Березовский. – Ленинград, 1983.

5 Бюллетень транспортной информации. Информационно-практический журнал № 3 (69). – 2001.

6 Бюллетень транспортной информации. Информационно-практичес-кий журнал № 4, 6 (70). – 2001.

7 Дудкин, Е.П. Специальные дороги промышленных предприятий:  учеб. пособие / Е.П. Дудкин. – Санкт-Петербург, 1993.

8 Справочник проектирования промышленный транспорт II, Стройиздат, 1972.

9  Проектирование автомобильных дорог, часть I, Учебник министерства автомобильного транспорта и шоссейных дорог. – М., 1961.

10  Проектирование автомобильных дорог, часть II, Учебник министерства автомобильного транспорта и шоссейных дорог. – М., 1962.

11   Бенсон, Д. и др. Транспорт и доставка грузов: пер. с англ. / Д. Бенсон, Дж. Уайтехд. – М.: Транспорт, 1990.

12  Автомобильный справочник. Перевод с немецкого Р. Бюссиен. Под общей редакцией проф. А.А. Липгарта. – М.: Государственное издательство машиностроительной литературы, 1959.

13 Клейменов, В.М. Автомобиль. Учебник водителя / В.М. Клейменов, Н.М. Ильин, Ю.В.Бураев, – М: Транспорт, 1983.

14   Дробыденко, В.П. Трубопроводный транспорт твердых материалов. Серия «Транспорт» / В.П. Дробыденко, В.Н.Сысоев – М.: Знание, 1980.

15   Зеленков, В.И. Организация внутризаводских и межцеховых железнодорожных перевозок. Методические указания / В.И.Зеленков. – М, 1980.

16  Мищенко, Н.Г. Технология управления движением на полигонах и сети железных дорог: учеб. пособие / Н.Г.Мищенко, И.А. Солоп. – Ростов-н/Д, 2008.

17   Повороженко, В.В. Повышение производительности грузового вагона / В.В. Повороженко – М.: Транспорт, 1979. – с. 25-27.

18   Спиваковский, А.И. Транспортирующие машины. / А.И. Спиваковский. – М.: Машиностроение, 1968.

19   Правдин, Н.В. Взаимодействие различных видов транспорта в узлах. / Н.В. Правдин, В.Я. Негрей. – Минск: Высшая школа, 1983.      – 16 с.

20   Ферапонтов, Г.В. и др. Эксплуатация железнодорожных подъездных путей / Г.В. Ферапонтов. – М: Транспорт, 1972, 201.

21   Шафрин, Б.И. Единая транспортная сеть и взаимодействие различных видов транспорта: учебник / Б.И. Шафрин. – М.: Транспорт, 1977. – 57 с.

22   Дудин, Е.П. Расчет основных параметров грузовых подвесных канатных дорог: методические указания / Е.П. Дудин. – Санкт-Петербург, 1992. – 67 с.

23  Проблемы промышленного и городского транспорта. Сборник научных трудов, Санкт-Петербург, 2009.

24  Промышленный транспорт, Журнал, 2008–2009.

25   Гундорова, Е.П. Технические средства железных дорог: учебник / Е.П. Гундорова. – М.: Маршрут, 2003. – 496 с.

Учебное издание

Мищенко Николай Григорьевич

Бакалов Максим Владимирович

Промышленный транспорт

Учебное пособие

 

Редактор Т.М. Чеснокова

 

Корректор Т.М. Чеснокова

 

Подписано к печати 09,03,2010 Формат 60х84/16.

 

Бумага газетная. Ризография. Усл. печ. л. 13,25.

 

Уч.-изд. л. 11,3. Тираж 300 экз. Изд. № 9. Заказ №

 

Ростовский государственный университет путей сообщения.

 

Ризография РГУПС.

 

Адрес университета: 344038, г. Ростов н/Д, пл. Ростовского

 

Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2.