Кафедра горных машин и комплексов

Кафедра горных машин и комплексов

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Защита интеллектуальной собственности»

 

Технические проблемы

 

 

 

Студент: Скоредин О.Ю.

 

                                                        Руководитель:

                                                                                        .

 

 

Кемерово 2019

 

41. Устройство основных узлов Шахтные грузовые вагонетки и секционные поезда.

 

В зависимости от перевозимого груза вагонетки делятся на грузовые, специальные и пассажирские.

Грузовые вагонетки по своему конструктивному оформлению и способу разгрузки насыпных грузов делятся на следующие типы:

Вагонетки с глухим кузовом (тип ВГ), у которых кузов жестко прикреплен к раме (рис. 13.7, а).

Они наиболее просты по конструкции, технологичны и дешевы в изготовлении. Однако для их разгрузки требуется специальное оборудование - круговой опрокидыватель (рис. 13.8), в который они заталкиваются поочередно локомотивом, лебедкой или стационарно установленным перед опрокидывателем специальным механизмом - толкателем и закрепляются в нем.

Опрокидыватель с помощью приводных роликов трения поворачивается на 180°, и груз из вагонетки разгружается в бункер. После последующего поворота опрокидывателя еще на 180° вагонетка освобождается от креплений и выкатывается из опрокидывателя.

Необходимость использования для разгрузки специальных механизмов усложняет эксплуатацию вагонеток при транспортировании насыпных грузов, снижает производительность транспортирования. Увеличиваются объемы горных работ при строительстве шахты, так как эксплуатация этих вагонеток при локомотивной откатке требует сооружения околоствольных дворов кольцевого типа. Все это является их недостатком.

Однако они достаточно широко используются на угольных и особенно на рудных шахтах вследствие упомянутых выше достоинств. Для повышения производительности разгрузки составов при локомотивной откатке вагонетки оснащаются вращающимися сцепками, позволяющими разгружать поезда без расцепки вагонеток. Интервал разгрузки в этом случае составляет 45-НЮ с. Конструкция вращающейся сцепки представлена на рис. 13.7, г.

Вагонетки с донной разгрузкой (ВД, ВДК) имеют более сложную конструкцию, чем вагонетка ВГ, однако она позволяет использовать более совершенный и производительный способ разгрузки.

С этой целью днище вагонеток ВД (рис. 13.9, в) выполнено в виде шарнирно закрепленных одним концом на раме вагонетки клапанов - створок, удерживаемых в транспортном положении закрытыми с помощью замковых устройств и освобождающихся при прохождении над разгрузочной ямой или бункером. Груз разгружается в бункер или разгрузочную яму под действием собственного веса. После прохождения над пунктом разгрузки клапаны - створки закрываются с помощью установленного в конце разгрузочной кривой запорного устройства. У вагонеток ВДК при прохождении над разгрузочным пунктом откидывается днище, и процесс разгрузки вагонетки и возврат в исходное положение днища происходят аналогично вагонетке ВД (рис. 13.9. в).

Общий вид вагонетки типа ВДК показан на рис. 13.9, а, а схема ее разгрузки на рис. 13.9, б.

Рис. 13.7. Грузовые вагонетки:

а - с глухим кузовом ВГ, УВГ; б, в - с откидным днищем ПС, ВДК; г, д - вращающиеся, автоматические сцепки.

Рис. 13.8. Круговой опрокидыватель:

а - кинематическая схема: 1 - упоры для крепления вагонетки; 2 - цилиндрический барабан с горизонтальной осью вращения; 3 - приводные ролики для вращения барабана; б - общин вид: 1 - элетропрнвод; 2 - барабан; 3 - упоры; 4 - рельсовый путь; 5 - опорные

приводные ролики.

Использование вагонеток с донной разгрузкой обеспечивает высокую производительность разгрузки и позволяет осуществлять челночное движение поездов при локомотивной откатке между пунктами погрузки и околоствольным двором. В этом случае околоствольный двор может быть выполнен по тупиковой схеме, что существенно снижает объем горных работ и их стоимость при строительстве шахты. По этой причине во всех проектируемых и строящихся угольных шахтах предусматривается использование вагонеток только с донной разгрузкой.

Донная разгрузка предусмотрена и конструкцией секционных поездов (ПС), получивших распространение на угольных шахтах. Секционные поезда (рис. 13.7, а) представляют собой постоянно не расщепленный состав, состоящий из отдельных секций с откидными днищами, шарнирно соединенными в состав. Количество секций рассчитывают для каждого конкретного случая. Использование таких поездов- с ограничением по тяговым возможностям локомотива и технологическим условиям применения. Секции поезда безрамной конструкции выполнены в виде сварного кузова с одним унифицированным полускатом от вагонетки ВГ. Консольной частью секция опирается на следующую секцию. Передняя 1 и задняя 3 секции, в отличие от промежуточных 2, имеют только по одной лобовой стенке. Концевые секции консольной частью опираются на концевую тележку 5 или вагонетку ВДК- 2.5, что в совокупности с межсекционными перекрытиями позволяет вести непрерывную загрузку поезда без остановки загружающего его конвейера. Днище каждой секции выполнено из двух створок, шарнирно закрепленных на кузове, открывающихся вдоль продольной оси с помощью замкового рычажного устройства 4.

Рис. 13.9. Разгрузка вагонеток ВДК и ВД: а - общий вид вагонетки ВДК с откидным днищем; б - схема разгрузки ВДК:

У - бункерный затвор; 2 - передаточный конвейер; 3 - скип; в - схема разгрузки вагонеток ВД: У - буфер.

Одинаковые полускаты секций обеспечивают прохождение поезда по кривым малого радиуса. Секции поезда имеют единую пневматическую тормозную систему, обеспечивающую эффективное торможение поезда и безопасность его движения. Вагонетки с донной разгрузкой (ВДК и ПС) оснащены автоматическими сцепками (рис. 13.7, д), играющими роль буферно-тормозных устройств. Расщепление состава осуществляется нажатием на педаль. На рудных шахтах вагонетки с донной разгрузкой не используют. Высокая крепость и крупность руды при попадании в зазоры закрываемых створок-клапанов приводит к выходу их из строя. Однако в перспективе планируется внедрение на рудных шахтах вагонеток ВД-16, разработанной институтом ВНИПИрудмаш грузоподъемностью 16т и вместимостью 5.6 м³. Как показывают расчеты, их использование позволит увеличить производительность локомотивной откатки в 2-3 раза. Ограниченное применение на рудных шахтах нашли опрокидные вагонетки (тип ВО) и вагонетки с бортовой разгрузкой (ВБ).

У опрокидных вагонеток ВО (рис. 13.10, а) кузов выполнен с консольными осями на торцевых стенках вагонетки, сопряженных подвижно с втулками опорных кронштейнов для кузова. В транспортном положении кузов закрепляется неподвижно. Для разгрузки вагонеток кузов освобождается от креплений и, поворачиваясь на консольных осях, опрокидывается и разгружается. Поворот кузова при опрокидывании происходит под давлением веса груза и вагонетки, прикладываемых к центру их тяжести, смещенному специально при проектировании вагонетки в сторону разгрузки относительно продольной оси кузова.

Освобожденный от груза кузов возвращается принудительно в исходное положение. Для разгрузки вагонеток не требуется специальных механизмов. Однако конструктивная сложность вагонеток ограничила их применение.

У вагонеток ВБ с бортовой разгрузкой (рис. 13.10, б) сторона кузова, противоположная месту разгрузки, поднимается на определенный угол с одновременным открытием разгрузочного борта. Разгрузка осуществляется через открытый борт самотеком, после чего кузов возвращается в исходное положение с автоматическим закрыванием борта. Конструктивная сложность вагонеток ВБ также ограничила их применение.

Рис. 13.10. Конструктивные схемы вагонеток: а - с опрокидным кузовом (ВО); б - с бортовой разгрузкой (ВБ).

Грузовые вагонетки характеризуются следующими параметрами: вместимостью кузова V ( м^л); шириной колеи колесной пары 5_К (мм); жесткой базой Б (расстоянием между осями колесных пар, мм); коэффициентом тары /с,; собственной массой то (кг); массой груза, перевозимого в кузове, т (т); коэффициентом сопротивления со; устойчивостью вагонеток (продольной и поперечной).

Вместимость кузова - объемное количество груза, вмещаемого в него. Это основной параметр вагонеток, который указывается цифрами в обозначении ее типоразмера.

Например: вагонетка ВГ 3.3 имеет вместимость кузова 3.3 м³.

Масса груза, перевозимого в кузове, определяется произведением вместимости кузова V (м³) на насыпную плотность груза р (т/м³):

Коэффициент тары к_Т определяется отношением собственной массы вагонетки к массе перевозимого в кузове груза к~_[=т_а/т. Коэффициент тары- важный параметр, характеризующий ее конструктивные и эксплуатационные качества. Чем меньше коэффициент тары, тем совершеннее конструкция вагонетки, позволяющая при меньшей собственной массе перевозить в кузове тот же или больший объем груза. При меньшем коэффициенте тары энергозатраты на перевозку груза снижаются.

Жесткая база определяет минимальный радиус закруглений рельсового пути, по которому она перемещается, а также ее продольную устойчивость.

Устойчивость вагонетки характеризуется ее продольной и поперечной устойчивостью от действия внешних сил. Критерии устойчивости рассчитываются и учитываются при проектировании вагонеток. В технических характеристиках вагонеток этот параметр не указывается. Типы и параметры вагонеток для угольных и рудных шахт приведены в таблице 13.1 и 13.2.

Коэффициент сопротивления движению вагонетки характеризует ее ходовые качества. Он определяется экспериментально для груженых и порожних вагонеток, движущихся по горизонтальному пути с постоянной скоростью по соотношениям:

где и XIV,, - сумма статических сопротивлений движению груженой и порожней вагонетки, Н, они определяются экспериментально; т„ и т - масса вагонетки и масса груза, соответственно, при полном заполнении кузова, кг; g— ускорение свободного падения, м/с².

Технические характеристики грузовых вагонеток для угольных шах г

Параметры	Типоразмеры вагонеток
	с глухим кузовом							С донной разгрузкой
	ВГ1,0	U —	вп,з	ВГ1.4	VO U со	ВГ2,5	вгз,з	ВДК2.5	г*"Г §
Вместимость кузова, м3	1.0	1.1	1.3	1.4	1.6	2.5	3.3	2.5	3.3
Колея, мм	600	600	600	600	600	900	900	900	900
Жесткая база, мм	500	550	550	650	800	800	1100	900	900
Диаметр колеса, мм	300	300	300	300	300	350	350
Сцепка	Вращающаяся							Автоматическая
Высота оси сцепки от головки рельса, мм	320	320	320	320	320	365	365	365	365
Основные размеры, мм
длина	1500	1800	200	2400	2700	2800	3450	2900	3575
ширина кузова	850	850	880	850	850	1240	1320	1240	1350
высота	1300	1300	1300	1230	1200	1300	1300	1400	1400
Масса, кг	509	570	610	674	706	1140	1270	1360	1660

Таблица 13.2

Технические характеристики секционного поезда 2ПСЗ,5 для угольных

шахт

Параметры	Показатели
Вместимость секции, м3	3.5
Число секций в составе	Принимается по тяговым параметрам локомотива
Колея, мм	900
Диаметр колеса, мм	350
Тип сцепки	Автоматическая
Основные размеры секции, длинах ширинах высота, мм	2650x1350x1600
Масса секции, кг	1385
Число секций в поставке на один поезд, шт.	30

Технические характеристики грузовых вагонеток для рудных шахт

Тип и типоразмер	Вместимость кузова, м3	Грузоподъемность, т	Колея, мм	Длина по буферам, мм	Ширина кузова, мм	Высота от головки рельса, мм	o 2 o 2 Я Я ю o 55 o 1 О О	Диаметр колеса, мм	Масса, кг
С глухим кузовом
ВГ0.7	0.7	1.8	600	1250	850	1220	500	300	550
ВГ1,2	1.2	2.5	600; 750	1850	1000	1300	600	350	807
ВГ2.0	2	5	750; 900	3070	1250	1200	1000	400	1510
ВГ2,2	2.2	5.5	600; 750	2950	1200	1300	1000	400	1450
ВГ4.5А	4.5	13.5	750; 900	4100	1350	1550	1250	400	4200
ВГ9А	9	27	750; 900	8000	1350	1550	1250	400	8900
ВГ10А	10	30	750; 900	7300	1800	1600	4000	400	9500
С откидным бортом
ВБ 1,6	1.68	5	600; 750	2950	1300	1300	1000	400	2030
ВБ4,0А	4	12	750	4740	1350	1550	1250	400	4700
С глухим опрокидным кузовом
ВО-0,4	0.4	1	600	1300	870	1250	400	300	490
ВО-0,8	0.8	2	600; 750	1900	1000	1250	600	350	650

Коэффициент сопротивления движению, как и коэффициент трения, является безразмерной величиной. Полученные экспериментально значения коэффициентов сопротивления движению приводятся в разделе локомотивный транспорт в табл. 15.2 для вагонеток различной грузоподъемности, в отдельных графах для груженых и порожних вагонеток.

Значения коэффициента сопротивления движению для порожних вагонеток, как видно из табл. 15.2, больше, чем для груженых, что можно объяснить менее устойчивым движением порожних вагонеток по рельсовому пути, «вихлянием», при котором наблюдается поперечное, по отношению к рельсам, скольжение по ним колесных пар, увеличивающее суммарное сопротивление движению порожней вагонетки.

Зная значения коэффициента сопротивления движению, можно достаточно просто определить, с использованием формул

(13.1), суммарное сопротивление движению вагонетки по горизонтальному пути с установившейся скоростью

Коэффициент сопротивления движению является для вагонетки постоянной велечиной, не зависящей от угла наклона рельсового пути. Он зависит только, как и коэффициент трения, от шероховатости и состояния поверхности трения. На практике коэффициенты сопротивления движению вагонеток определяются для характерных состояний поверхности рельсов, по которым они движутся (сухая, влажная, покрыта жидкой грязью).

Специальные типы вагонеток предназначены для транспортирования, в основном, штучных грузов в виде пакетов и контейнеров с взрывчатыми, длинномерными материалами, большегрузного оборудования, арочного крепления.

Конструктивное оформление специальных вагонеток и платформ зависит от вида груза, для перевозки которого они предназначены.

Пассажирские вагонетки предназначены для перевозки людского персонала к месту производства работ по горизонтальным и наклонным выработкам, оборудованным рельсовым транспортом.

Согласно Правилам безопасности (ПБ) по горизонтальным выработкам при расстоянии больше 1000 м от околостволыюго двора до места работы и по наклонным выработкам при разности отметок по высоте между конечными пунктами больше 25 м или если длина наклонной выработки превышает 1000 м, доставка людей к месту работы должна осуществляться механизированным путем.

По горизонтальным выработкам доставка осуществляется локомотивами, по наклонным, оборудованным рельсовыми путями, - канатной откаткой.

При транспортировании по горизонтальным выработкам используются вагонетки типа ВП и ВПГ, имеющие лучшее конструктивное исполнение и более комфортабельные. Число посадочных мест у вагонеток ВП - 12, у ВПГ - 18.

В соответствии с ПБ вагонетки оборудованы сигнальным ударным звонком и светильниками, связью с машинистом локомотива. Вагонетки оборудованы надежными тормозными средствами с ручным приводом, предназначенными для использования в экстренных случаях. Обязательным является заземление рамы и ходовой части на рельсы.

Скорость движения поездов с пассажирскими вагонетками не должна превышать 20 км/ч, смешанных с грузовыми вагонетками - 12 км/ч.

Для перевозки людей в наклонных выработках используют вагонетки типов ВЛ30, ВЛ 50 и ВЛ1 и ВЛ2. Первые из них используют при углах наклона 6-30°(ВЛ30) и 30-50°(ВЛ50) с числом посадочных мест 10. Вагонетки ВЛ1 и ВЛ2 имеют число посадочных мест 6.

Отличительной особенностью конструкции этих вагонеток от вагонеток типа ВП является обязательное оснащение вагонеток парашютными устройствами, предназначенными для улавливания (задержания) вагонеток в случае обрыва каната или сцепного устройства и при превышении на 25% допустимой скорости движения, которая для вагонеток типа ВЛ30, ВЛ50 и ВЛ1 не должна превышать 5 м/с, для ВЛ2 - 3.5 м/с.

 

42. Шахтные локомотивы. Классификация и область применения контактных, аккумуляторных и бесконтактных электровозов, гировозов и дизелевозов.

 

Понятие и общая характеристика локомотивного транспорта, его функциональные особенности. Основные узлы устройства контактных и аккумуляторных электровозов. Зарядные и тяговые подстанции. Электровозы бесконтактные переменного тока повышенной частоты.

Инерционные локомотивы

Инерционные локомотивы (гировозы) предназначены для откатки вагонеток по вентиляционным выработкам сверхкатегорных шахт, а также по выработкам шахт, опасных по внезапным выбросам угля или газа или по суфлярным выделениям метана. Для движения их используется кинетическая энергия вращающегося маховика.

Гировоз Г6 представляет собой двухосную машину с рамой наружного типа. Обе колесные пары являются ведущими. Конструкция гировозов Г6 четырех типоразмеров аналогична, отличаются они только шириной колеи. Все их основные узлы за исключением рамы унифицированы и взаимозаменяемы.

В передней части рамы размещена кабина машиниста. Внутри кабины установлены сиденье машиниста, аппаратура и рукоятки управления, звонок и т.п. К торцам рамы крепятся сцепные устройства, представляющие собой буфер с пазами и штыревой сцепкой для сцепления вагонеток с гировозом. Для смягчения ударов между буферами и лобовыми листами установлены двусторонние резиновые прокладки.

В средней части рамы размещены маховик в сборе с корпусом, двухступенчатый редуктор и тормозная система.

Рис. 7 Гировоз. 1 - маховик; 2 - пневмодвигатель; 3-рукоять управления.

Для раскручивания (зарядки) маховика (массой 1,5-3т с частотой вращения 500 с^-1) используется пневматический двигатель, питающийся от воздушной магистрали сжатым воздухом давлением не менее 0,4 МПа. Редуктор соединен с пневмодвигателем при помощи промежуточного вала и системы эластичных муфт. Раскручивание маховика осуществляется через зубчатую передачу от пневмодвигателя, подключаемого периодически к пневмосети, проложенной вдоль откаточной выработки. Передача энергии от вращающегося маховика к колесным парам осуществляется через многоступенчатую понижающую зубчатую и цепные передачи.

Подключение маховика во время зарядки, при движении локомотива и отключение на стоянках осуществляется конусной муфтой от рукоятки управления. Включение на режим зарядки или движения производится двумя зубчатыми муфтами, а реверсирование движения локомотива - двумя многодисковыми фрикционными муфтами.

Эксплуатационные качества гировозов в значительной степени зависят от продолжительности зарядки (число зарядок в смену составляет четыре - шесть). Продолжительность зарядки маховика до 3000 мин^-1 в значительной степени зависит от давления в сети сжатого воздуха и составляет от 6 (подзарядка) до 25 мин (полная зарядка при низком давлении). Разрядка маховика ниже 25% от номинальной нерациональна, так как при этом скорость движения поезда очень небольшая и, кроме того, при глубокой разрядке маховика ухудшаются энергетические показатели последующей полной зарядки. Энергии закрученного маховика достаточно для движения состава массой 20т на расстояние до 1 км по горизонтальному пути.

Контроль за частотой вращения маховика осуществляется тахометром ТХ-1. Тахометр приводится в действие червячно-винтовой передачей, состоящей из шестизаходного червяка, закрепленного на верхнем конусе вала маховика, вал - шестерни и соединительного валика, заключенного в предохранительную втулку. Тахометр заключен в стальной кожух. Одному делению на шкале тахометра соответствует 200 об/мин маховика.

Технические характеристики гировозов Г6 Дружковского машиностроительного завода

	Г6-550; Г6-575	Г6-600	Г6-900
Масса, т Сила тяги, кН Максимальная сила тяги, кН Пробег, не менее м Средняя скорость, км/ч: на первой передаче на второй передаче Максимальная частота вращения маховика, мин-1 Время зарядки гировоза при раскручивании маховика до максимальной скорости, мин Основные размеры, мм: длина по буферам ширина высота жесткая база Тип источника энергии	5,7 5,0 1,9 1,85 3000 16 3620 1020 1430 900 маховик разгоняемый пневмодвигателем 1К30МФ	5,7 2,4 11,16 1000 1,9 1,85 3000 16 3620 1020 1430 900 маховик разгоняемый пневмодвигателем 1К30МФ	5,9 2,4 11,56 1000 6,8 6,7 3000 16 3620 1030 1430 900 маховик разгоняемый пневмодвигателем 1К30МФ

Гировозы оборудованы эластичной подвеской. Подвеска безбалансирная на чегырех витых цилиндрических пружинах.

Тормозная система состоит из четырехколодочного механического тормоза с ручным (от маховика, расположенного в кабине машиниста) приводом на оба полуската. Тормозная система снабжена также храповым устройством для предотвращения самопроизвольного растормаживания на стоянках.

Для освещения пути применяются головные светильники СГД5, аккумуляторные батареи которых периодически подзаряжаются в ламповой на поверхности шахты.

Преимущества гировоза: взрывобезопасность, отсутствие преобразовательных подстанций, аккумуляторного хозяйства и контактной сети.

Дизелевозы

Рудничные дизелевозы изготовляются в нормальном и взрывобезопасном исполнениях и поэтому могут применяться в условиях, опасных по газу или пыли. Важными преимуществами дизелевозов перед другими подземными локомотивами являются автономность работы, отсутствие вспомогательных зарядных и преобразовательных установок, меньшая чувствительность к толчкам и перегрузкам. Однако дизелевозы конструктивно сложны и требуют квалифицированного и систематического ухода.

Дизельгидравлический шахтный напочвенный локомотив представляет собой буксирное транспортное средство, предназначенное для горизонтальной рельсовой транспортировки людей и грузов в шахтах с наличием угольной пыли и метана.

Дизелевоз состоит из трех частей: двух кабин и промежуточной секции - машинного отделения. Конструкция кабин обеспечивает водителю все удобства, хороший обзор рельсового пути, защищает его от травм и позволяет выходить в обе стороны. Обе кабины, оснащенные управляющими, контрольными и защитными приборами, можно снять при перевозке дизелевоза под землю.

Силовой единицей является четырехтактный дизельный двигатель с водяным охлаждением и косвенным впрыском топлива. Двигатель заводится с помощью пневматического стартера низкого давления. Передачу мощности от ДВС к осям ходовых колес обеспечивает гидравлическая система передачи с автоматической регулировкой мощности через взаимно соединенные механические коробки передач, расположенные на осях. Гидравлическая системапередачи обеспечивает плавное трогание с места с возможностью использования максимального крутящего момента, плавное изменение выходных параметров дизелевоза при постоянных входных параметрах ДВС, выгодные динамические свойства, полную защиту ДВС от перегрузок и действенное торможение дизелевоза.

При эксплуатации дизелевозов необходимо применять устройства для очистки выхлопных газов и усиленную вентиляцию откаточных выработок. В связи с этим дизелевозы снабжаются сложными устройствами для очистки, разжижения и охлаждения выхлопных газов, а для обеспечения взрывобезопасности - искрогасителями со стороны выхлопной и всасывающей труб. Охлаждение выхлопных газов осуществляется водой, впрыскиваемой в выхлопную трубу, а очистка и обезвреживание - в промывочной камере с раствором сульфата натрия или гидрохинона, улавливающего углекислый газ и альдегиды. Наибольшую опасность представляют собой окись углерода и окислы азота. Для снижения их содержания в выхлопных газах для двигателей дизелевозов применяют бедную горючую смесь (дизелевозы работают на смеси с избытком воздуха, отношение количества воздуха по весу к количеству топлива составляет примерно 20: 1) и специальные поглотители. Установлено, что для проветривания выработок на каждый киловатт мощности двигателя дизелевоза требуется дополнительно примерно 5-6 м³/мин воздуха. Дизелевозы изготовляются со сцепным весом30 - 200 кН и мощностью двигателя 5 - 30 кВт. В экономическом отношении дизелевозы значительно выгоднее электровозов.

Недостатки машин с дизельным приводом: конструктивая сложность, необходимость тщательного и квалифицированного ухода, загрязнение рудничной атмосферы окисью углерода и окислами азота и необходимость усиленной вентиляции откаточных выработок.

Техническая характеристика дизелевозов ЗАО «Кузбасспромсервис-М»

Показатели	Ед.изм.	DH-35 D.0	DH - 70 D.2	DH-100 D.0
Сила тяги мах	кН	19	27,2	38
Номинальная мощность	кВ	26,5	53	73,5
Колея	мм	450-900	450-900	450-900
Скорость плавная	км/ч	0-18	0-18	0-18
Длина	мм	4530	5500	5900
Ширина	мм	900	980	1150
Высота от головки рельса	мм	1500	1680	1650
Масса	т	7	10	14,5

Общие сведения

В качестве локомотивов в шахтах применяют электровозы, дизелевозы, воздуховозы, гировозы. В большинстве стран, в том числе и в Украине наиболее широкое применение получили электровозы, поэтому шахтный электровозный транспорт рассматривается подробно.

Шахтные электровозы классифицируют:

по способу питания – аккумуляторные; контактные и высокочастотные; комбинированные (аккумуляторно-контактные, контактно-кабельные и др.);

по роду тока – постоянного; переменного;

по исполнению – рудничного нормального исполнения (РН), рудничного исполнения повышенной надежности (РП), рудничного взрывобезопасного исполнения (РВ).

Комплекс откатки аккумуляторными электровозами состоит из подвижного состава (электровозы, вагонетки), рельсового пути, зарядной подстанции, электровозного гаража, вспомогательного оборудования. Питание осуществляется от тяговой батареи, размещенной на электровозе.

К

Рис. 19.1. Принципиальная схема откатки контактными электровозами постоянного тока

омплекс откатки контактными электровозами (рис. 19.1) содержит: электровоз 1, вагонетки 3, рельсовый путь 11, тяговую подстанцию (высоковольтный ввод 4 от ЦПП, трансформатор 5, преобразовательный агрегат 6, низковольтное распределительное устройство постоянного тока 7), тяговую сеть (контактная сеть 8, рельсовый путь 11, питающий 9 и отсасывающий 10 кабели), электровозный гараж и вспомогательное оборудование. Съем напряжения осуществляется с контактного провода через токоприемник 2.

К

Рис. 19.2. Принципиальная схема откатки электровозами

переменного тока повышенной частоты

омплекс откатки высокочастотными электровозами (рис. 19.2) состоит из подвижного состава, рельсового пути, тяговой подстанции, тяговой сети, электровозного гаража. На тяговой подстанции ток промышленной частоты преобразуется в ток повышенной частоты (3000 – 5000 Гц), которым питается тяговая сеть, состоящая из двух изолированных кабелей, образующих замкнутый контур. Энергоснабжение электровоза осуществляется посредством бесконтактной (индуктивной) связи токоприемных контуров , электровоза с тяговой сетью. На тяговые двигатели и с выпрямителей подается выпрямленное напряжение, регулируемое изменением индуктивности (или емкости ) приемных контуров. Конденсаторы , необходимы для компенсации индуктивности линии и приемных контуров.

Электровозной откаткой можно транспортировать любые грузы (в том числе и людей), на любые расстояния (до 5 – 10 км). Обычный продольный уклон путей 0,003 – 0,005, наибольший до 0,040 – 0,050. Радиусы кривых до 10 – 20 м.

Достоинства: простота, надежность, экономичность, маневренность, возможность применения для перевозки людей. Недостатки: наличие сложного аккумуляторного хозяйства или контактной сети, зависимость производительности от уровня организации, ограниченная область применения по углам наклона.

Контактные электровозы имеют исполнение РН и применяются на негазовых шахтах. На угольных шахтах I и II категории по метану или опасных по пыли допускается применение их в выработках со свежей струёй воздуха с двумя токоприемниками (для уменьшения искрообразования). С разрешения главного инженера комбината допускается работа с одним токоприемником, если установка второго не предусмотрена конструкцией электровоза.

Аккумуляторные электровозы в исполнении РП (все оборудование взрывобезопасно, за исключением аккумуляторной батареи) допускаются к применению во всех откаточных выработках шахт I и II категории по метану иди опасных по пыли, а также в откаточных выработках со свежей струёй воздуха шахт III категории и сверхкатегорных.

Аккумуляторные электровозы в исполнении РВ (все оборудование взрывобезопасно, в том числе и аккумуляторная батарея) применяются во всех выработках шахт, опасных по метану или пыли.

Высокочастотный электровоз имеет исполнение РП (индуктивный токоприемник не может быть заключен во взрывобезопасную оболочку и поэтому не взрывобезопасен). Достоинства его по сравнению с аккумуляторным электровозом исполнения РП: отсутствие аккумуляторного хозяйства, постоянная готовность к действию, лучшие экономические показатели. Электровозы находятся в стадии разработки и испытания опытных партий.

Применяются только электровозы постоянного тока: на рудных шахтах контактные, на угольных – аккумуляторные и контактные. Электровозный транспорт в настоящее время и в перспективе – главный вид транспорта по горизонтальным выработкам.

І. Тяговые двигатели.

Применяются только двигатели последовательного возбуждения, которые по сравнению с двигателями параллельного возбуждения вызывают меньшие колебания тока при изменении силы тяги, имеют больший пусковой момент, менее чувствительны к колебаниям напряжения, которое в шахтных условиях может быть значительно ниже номинального.

Номинальным режимом работы двигателей принято считать часовой, при котором допускаемая температура обмоток достигается через час работы. Номинальной мощности соответствует часовая сила тяги , часовой ток , часовая скорость движения . Длительному режиму работы, при котором допускаемая температура обмоток достигается за неограниченно длительное время, соответствует длительная сила тяги , длительный ток , длительная скорость .

 

Коэффициент вентиляции

. (19.2)

Зависимость силы тяги , скорости и к. п. д. от тока якоря называется электромеханической характеристикой двигателя на ободе колес (см. рис. 19.14).

II. Тяговые батареи

Тяговая батарея состоит из ряда последовательно соединенных аккумуляторов (элементов), размещенных в батарейном ящике. В Украине применяют щелочные железо-никелевые аккумуляторы, которые по сравнению с кислотными свинцовыми имеют большую прочность, не выходят из строя при коротких замыканиях, могут храниться в разряженном состоянии, имеют большой срок службы. Преимущества кислотных: выше к. п. д., большее разрядное напряжение (у кислотных – 2В, у щелочных – 1,2В), меньшее внутреннее сопротивление. В некоторых странах (Англия, ФРГ) кислотные аккумуляторы применяются широко.

Под емкостью аккумулятора понимают количество ампер-часов, отдаваемых при разряде до определенного конечного напряжения. Батареи обозначают шифром. Например, шифр батареи 96ТЖН-350 означает, что она состоит из 96 тяговых железо-никелевых элементов емкостью 350 А ч.

Батарейный ящ