Дальнейшая задача исследования
Улучшение технико – экономических показателей работы горной промышленности может быть достигнута за счет применения прогрессивных способов добычи полезных ископаемых, ускорения темпов внедрения достижений научно – технического прогресса, повышения уровня организации производства, совершенствования системы управления технологическими процессами и отрасли в целом.
В настоящее время одним из основных видов транспорта грузов по гoризонтальным выработкам угольных и рудных шахт является локомотивная откатка.
Следовательно, повышение производительности и надежности работы локомотивного транспорта является неотложной задачей.
Актуальность темы
Одним из основных видов основного магистрального транспорта на угольных предприятиях является локомотивная откатка. При разработке новых и совершенствовании существующих конструкций рудничных локомотивов наиболее сложными являются вопросы, связанные с выбором параметров конструкции и расчетом основных узлов механической части. Существовавшие ранее методы расчета не учитывали ряда динамических процессов.
В последние годы научно-исследовательскими и проектно-кон-структорскими организациями совместно с заводами угольного машиностроения были проведены работы по улучшению конструкций рудничных локомотивов и вагонеток и разработке методов снижения динамических нагрузок. Исследованиями локомотивного транспорта занимались такие научные деятели, как Штокман И. Г., Шахтарь П.С., Волотковский С.А., Вершинский С.В., Данилов В.Н., Челноков И. И., Братченко Б. Ф., Поляков Н.С., Новиков Е.Е. и Смирнов О. К., а также организации – научно-исследовательские институты ДонУГИ, ВНИИПТмаш, Московский государственный горный университет, ИГД им. А.А. Скочинского. Таким образом, тема работы актуальна.
Цель работы – обоснование рациональной структуры и параметров системы подвески шахтного электровоза, обеспечивающих плавность хода и равномерное распределение усилий прижатия колес к рельсовому пути при трогании.
Для достижения цели следует решить следующие задачи:
1. Выполнить обзор литературы по теме работы;
2. Проанализировать структурные схемы систем подвески шахтных локомотивов;
3. Разработать математическую модель системы подвески;
4. Разработать математическую модель рельсового пути;
5. Определить параметры системы подвески;
6. Исследовать влияние параметров системы подвески на эффективность ее функционирования;
7. Обосновать рациональные параметры системы подвески.
На рис.1 приведена эквивалентная схема динамической системы электровоза согласно работе [7]. У эквивалентной системы надрессорное строение опирается на ходовую часть через два продольных коромысла, расположенных на буксах колесных пар, четыре приведенных упругих элемента с жесткостью С1, установленных над буксами, и два других элемента С2 – на коромыслах между буксами.
Эквивалентность системы достигается при выполнении следующих условий:
одинакового расположения центров упругости и тяжести;
равенства работ упругих сил (эквивалентной и реальной систем) при поступательных и угловых перемещениях надрессорного строения относительно принятых координат.
Рис. 1 Расчетная эквивалентная система рессорного подвешивания локомотива.
Для изучения положения надрессорного строения приняты две координатные системы: основная X0Y0Z0 и вспомогательная XYZ. За начало координат основной системы принят центр упругости O. Основная система движется поступательно и прямолинейно со скоростью экипажа. Вспомогательная система координат связана с надрессорным строением и в положении статического равновесия совпадает с основной системой.
При возбуждении колебаний система XYZ получает возвратно-угловые и возвратно-поступательные перемещения относительно системы X0Y0Z0. Надрессорное строение может совершать перемещение вдоль оси Z (колебание подпрыгивания) и наклон относительно осей X0 и Y0 (углы и соответственно колебания галопирования и боковой качки).
Дальнейшая задача исследования
Составить математическую модель для шахтного рельсового пути.
Анализ конструкций систем подвески шахтных локомотивов позволил выделить перспективную структуру – торсионную систему подвески с продольными балансирами, которая должна обеспечить повышение равномерности распределение тягового усилия между колесными парами электровоза при небольших габаритах, характерных для индивидуальных систем подвески.
Разработана математическая модель динамики электровоза с учетом упругих характеристик элементов системы подвески, неровностей рельсового пути и различных режимов движения локомотива (трогание, установившееся движение). Установлено, что жесткость рессор и размер базы локомотива оказывает существенное влияние на колебания и виброускорения кузова локомотива.
1.Новиков Е. Е., Смирнов О. К. Введение в теорию динамики горнотранспортных машин. – Киев: Наукова думка, 1978.
2.Поляков Н. С. Штокман И. Г. Основы теории и расчеты рудничных транспортных установок. – М.: Госгортехиздат, 1962.
3.Рудничный транспорт и механизация вспомогательных работ. Под ред. Б. Ф. Братченко. – М.: Недра 1978.
4.Вершинский С. В., Данилов В. Н., Челноков И. И. Динамика вагона. М., Транспорт, 1972.
5.Гасители колебаний вагонов/ И. И. Челноков, Б. И. Вишняков, В. М. Горбузов, А. А. Эстлинг. – М.: Трансжелдориздат, 1963.
6.Конструкция и динамика тепловозов/ Под ред. В. Н. Иванова. – М., Транспорт, 1974.
7.Шахтарь П. С. Рудничные локомотивы. – М.,. Недра,. 1982. – 296 с.
8.Волотковский С.А. Рудничная электровозная тяга. – М.: Недра, 1981. – 389 с.
9.Справочник по шахтному транспорту // Под ред. Г.Я. Пейсаховича и И.П. Ремизова. – М.: Недра, 1986. – 624 с.
10.Аккумуляторный электровоз АМ8Д. Руководство по эксплуатации. – Дружковка: ДрМЗ, 1980. – 118 с.
11.Дьяконов В.П. MathCAD 2000: учебный курс. – СПб.: Питер, 2001. – 592 с.