Роль развития промышленности в развитии страны имеет весьма большое значение. В настоящее время предусматривается широкое развитие промышленности по добыче угля, руд и нерудных ископаемых, как сырьевой базы тяжелой индустрии.
В этих отраслях промышленности транспорт является одним из решающих звеньев в общей добыче полезного ископаемого. Это объясняется большими грузопотоками, разветвленностью и значительной протяженностью выработок, по которым производится транспортирование добываемых полезных ископаемых. Большой объем транспортных операций обусловливает высокий процент расходов на транспорт в себестоимости полезного ископаемого и заметно влияет на общую производительность труда в горной промышленности.
Для дальнейшего развития горной промышленности необходимо широкое внедрение новых производительных транспортных средств. Одним из таких направлений является усовершенствование и внедрение вагонеток для перевозки людей по наклонным выработкам. «Правилами безопасности угольных и сланцевых шахт» требуется обязательная перевозка людей в горизонтальных выработках шахт, если расстояние до места работы превышает 1 км, и в наклонных выработках являющимися выходами между горизонтами, вне зависимости от их длины.
К средствам перевозки людей предъявляются весьма высокие требования, по обеспечению безопасности и комфортности перевозки людей. Перевозка людей по горным выработкам имеет большое значение для безопасности и повышения производительности труда горнорабочих.
В настоящее время на горных предприятиях применяются большое количество вагонеток для перевозки людей по наклонным выработкам. Эти вагонетки предназначены для работы с углами от 6 до 80 градусов. Тормозные устройства вагонеток не всегда удовлетворяют всем требованиям безопасности. Парашютные устройства характеризуются высокой трудоемкостью устранения последствий послеаварийных ситуаций и большими динамическими нагрузками при торможении.[1]
В парашютах резания невозможно точно определить сопротивляемость резанию дерева, геометрические параметры и количество зубьев резцов. Парашютную систему нельзя проконтролировать, так как после каждого торможения деревянные амортизаторы должны заменяться новыми. Канатные амортизаторы, применяющиеся в вагонетках, хотя и позволяют проверять работу парашюта, но имеют ряд недостатков: нестабильность работы; быстрый износ. Срабатывание парашютной системы вагонеток влечет за собой разрушение рельсового полотна, известны случаи схода с рельсов, опрокидывания вагонетки. Существующие недостатки при эксплуатации и ремонте парашютной системы привели к необходимости созданию новых конструкций парашютной системы.[2]
Недостатков этих вагонеток можно избежать, если применить магнитно-фрикционные тормозные устройства, блоки которых взаимодействуют непосредственно с головками рельсов за счет сил притяжения. Применение такого типа торможения позволит снизить динамические нагрузки при торможении, трудоемкость устранения послеаварийных ситуаций, применение стандартных методов укладки рельсового пути, использование железобетонных шпал, уменьшение замедления в процессе торможения и упрощение обслуживания вагонеток. Отечественный и зарубежный опыт подтверждает возможность использования магнитных сил в тормозных устройствах различных машин.
Целью настоящей работы является разработка магнитно-фрикционных тормозных устройств вагонеток для перевозки людей по наклонным выработкам с углом наклона от 6 до 30 градусов.
Для достижения вышеуказанной цели следует решить следующие задачи:
1) провести теоретические исследования по определению основных параметров торможения шахтной людской вагонетки;
2) провести теоретические исследования по определению параметров магнитной системы тормозного устройства;
3) разработать конструкцию вагонетки для перевозки людей по наклонным выработкам с магнитно-фрикционным тормозным устройством.
Одним из основных кинематических параметров при перевозке людей по наклонным выработкам является скорость движения подъемных сосудов. Повышение скорости движения сокращает время перевозки людей, однако при увеличении скорости перевозки требуется увеличение и допустимого замедление при торможении, иначе величина тормозного пути будет чрезмерно велика [1]. При тех скоростях движения, с которыми производится пере¬возка людей по наклонным выработкам, мгновенная остановка или чрезмерно резкое торможение подъемного сосуда с людьми недопустимы, такой режим торможения опасен для здоровья людей. В данной работе объектом исследования является тормозная система вагонеток ВЛН1, которые на сегоднешний день получили широкое распростронение на шахтах Украины.
В процессе работы были сделаны следующие расчеты:
1.Определен максимально аварийный тормозной путь вагонетки, который составил 5м;
2.Определены допустимые величины замедления для углов наклона вагонетки от 6 до 30 градусов, по данным которых построен график зависимости замедлений от угла наклона выработки.
Рисунок 1 – График зависимости замедлений от угла наклонна выработки
3.Определение потребных тормозных усилий. Величина тормозного усилия зависит от трех переменных: силы тяжести, которая изменяется от минимального значения, если в вагонетке находится один человек, к максимальному значению, если вагонетка полностью загружена; угла наклона выработки, который изменяется от 6° до 30°; от замедления вагонетки. Значения минимальных, предельных и максимальных тормозных усилий для угла наклона выработки от 6 до 30 градусов приведены в таблице 1.
Таблица 1-Тормозные усилия для разрабатываемой вагонетки
По данным таблицы 1 построен график зависимости тормозного усилия В от угла наклона выработки.
Рисунок 2 – График зависимости тормозных усилий от угла наклонна выработки
Анимированный рисунок, выполненный в gif animator, количество кадров - 6, количество повторений - 4, объем 30.9 кб
Для определения максимально допустимого тормозного усилия необходимо брать усилие, рассчитанное для случая, когда вагонетка минимально загружена и находится на участке пути с минимальным углом наклона. В противном случае величина замедления будет для человека недопустимо большой. Учитывая вышесказанное, за максимально допустимое тормозное усилие для разрабатываемой вагонетки принято Bmax=70629 Н.
Минимально допустимая величина тормозного усилия вагонетки выбирается из условия, что вагонетка полностью загружена и находится в выработке с максимальным для данного типа вагонетки углом наклона. Следовательно,это величина составляет Bmin=23872 Н. Таким образом, диапазон допустимых значений тормозных усилий для разрабатываемой вагонетки составляет: 23872Н<=В<=70629Н
1.Провести теоретические исследования магнитных систем при взаимодействии тормозных устройств с рельсами.
2.Выполнить расчет элементарной магнитной системы.
3.Разработать конструкцию вагонетки для перевозки людей по наклонным выработкам с магнитно-фрикционным парашютным устройством.
Создание вагонеток для перевозки людей по наклонным выработкам с магнитно-фрикционным тормозным устройством позволит снизить динамические нагрузки при торможении, трудоемкость устранения послеаварийных ситуаций, применение стандартных методов укладки рельсового пути, использование железобетонных шпал, уменьшение замедления в процессе торможения и упрощение обслуживания вагонеток. В процессе работы были полученны тормозные усилия которые являются исходными данными для проектированния магнитно-фрикционных тормозных устройств, это величина составляет: 23872Н<=В<=70629Н
На момент написания автореферата магистерская работа ещё не завершена. С окончательным вариантом результатов исследования можно будет ознакомится у меня, либо у моего научного руководителя после декабря 2010 года.
1. Григорьев В.Н. «Механизация перевозки людей по горным выработкам» М., Углетехиздат 1958г. 204 с.
2. Галушко М.К. «Перевозка людей по шахтным выработкам» М., Углетехиздат 1954 г. 176 с.
3. Белый В.Д., Костин А.Л. «Шахтные парашюты» Госгортехиздат, 1975г. 60 с.
4. Константинов О.Я. «Расчет и конструирование магнитных и электромагнитных приспособлений» М. Машиностроение 1967 г. 316 с.
5. Штокман И.Г. «Основы создания магнитных транспортных установок» М., «Недра», 1972 г. 193 с.
6. Шавлак В.Ф., Тарабаева И.В. К определению потребных тормозных усилий вагонеток для перевозки людей по наклонным выработкам с магнитофрикционными парашютными устройствами // Науковi працi Донецького державного технiчного унiверситету.-Донецк, 2002.-Вип. 51.-С.207-213.-(Сер. гiрничо-електромеханiчна).