Роль розвитку промисловості в розвитку країни має велике значення. В даний час передбачається широкий розвиток промисловості з видобутку вугілля, руд і нерудних копалин, як сировинної бази важкої індустрії.
У цих галузях промисловості транспорт є одним з вирішальних ланок у загальному видобутку корисної копалини. Це пояснюється великими вантажопотоками, розгалуженістю і значною протяжністю виробок, за якими виробляється транспортування видобуваються корисних копалин. Великий обсяг транспортних операцій обумовлює високий відсоток витрат на транспорт в собівартості корисної копалини і помітно впливає на загальну продуктивність праці в гірській промисловості.
Для подальшого розвитку гірничої промисловості необхідно широке впровадження нових продуктивних транспортних засобів. Одним із таких напрямів є удосконалення та впровадження вагонеток для перевезення людей по похилих виробках. «Правилами безпеки вугільних і сланцевих шахт» потрібна обов'язкова перевезення людей у горизонтальних виробках шахт, якщо відстань до місця роботи перевищує 1 км, і в похилих виробках, які є виходами між горизонтами, незалежно від їх довжини.
До засобів перевезення людей пред'являються дуже високі вимоги, щодо забезпечення безпеки та комфортності перевезення людей. Перевезення людей по гірських виробках має велике значення для безпеки і підвищення продуктивності праці гірників.
В даний час на гірничих підприємствах застосовуються велика кількість вагонеток для перевезення людей по похилих виробках. Ці вагонетки призначені для роботи з кутами від 6 до 80 градусів. Гальмові пристрої вагонеток не завжди задовольняють всім вимогам безпеки. Парашутні пристрої характеризуються високою трудомісткістю усунення наслідків післяаварійних ситуацій і великими динамічними навантаженнями при гальмуванні.[1]
У парашутах різання неможливо точно визначити опірність різанню дерева, геометричні параметри та кількість зубів різців. Парашутну систему не можна проконтролювати, тому що після кожного гальмування дерев'яні амортизатори повинні замінюватися новими. Канатні амортизатори, що застосовуються в вагонетках, хоча і дозволяють перевіряти роботу парашута, але мають ряд недоліків: нестабільність роботи; швидкий знос. Спрацьовування парашутної системи вагонеток тягне за собою руйнування рейкового полотна, відомі випадки сходу з рейок, перекидання вагонетки. Існуючі недоліки при експлуатації та ремонті парашутної системи призвели до необхідності створення нових конструкцій парашутної системи.[2]
Недоліками цих вагонеток можна знехтувати, якщо застосувати магнітно-фрикційні гальмові пристрої, блоки яких взаємодіють безпосередньо з головками рейок за рахунок сил тяжіння. Застосування такого типу гальмування дозволить знизити динамічні навантаження при гальмуванні, трудомісткість усунення післяаварійних ситуацій, застосування стандартних методів укладання рейкового шляху, використання залізобетонних шпал, зменшення уповільнення в процесі гальмування і спрощення обслуговування вагонеток. Вітчизняний і зарубіжний досвід підтверджує можливість використання магнітних сил в гальмівних пристроях різних машин.
Метою цієї роботи є розробка магнітно-фрикційних гальмівних пристроїв вагонеток для перевезення людей по похилих виробках з кутом нахилу від 6 до 30 градусів.
Для досягнення вищевказаної мети слід вирішити наступні завдання:
1) провести теоретичні дослідження з визначення основних параметрів гальмування шахтної людської вагонетки;
2) провести теоретичні дослідження з визначення параметрів магнітної системи гальмового пристрою;
3) розробити конструкцію вагонетки для перевезення людей по похилих виробках з магнітно-фрикційним гальмівним пристроєм.
Одним з основних кінематичних параметрів при перевезенні людей по похилих виробках є швидкість руху підйомних судин. Підвищення швидкості руху скорочує час перевезення людей, однак при збільшенні швидкості перевезення потрібне збільшення і допустимого уповільнення при гальмуванні, інакше величина гальмівного шляху буде надмірно велика [1]. При тих швидкостях руху, з якими проводиться перевізка людей по похилих виробках, миттєва зупинка або надмірно різке гальмування підйомного посудини з людьми неприпустимі, такий режим гальмування небезпечний для здоров'я людей. У даній роботі об'єктом дослідження є гальмівна система вагонеток ВЛН1, які на сьогоднішній день отримали широке распростроненіе на шахтах України.
У процесі роботи були зроблені наступні розрахунки:
1.Определен максимально аварійний гальмівний шлях вагонетки, який склав 5м;
2.Определени допустимі величини уповільнення для кутів нахилу вагонетки від 6 до 30 градусів, за даними яких побудований графік залежності уповільнень від кута нахилу виробки.
Рісунок 1-Графік залежності уповільнень від кута нахилу виработкі
3.Определеніе потрібних гальмівних зусиль. Величина гальмівного зусилля залежить від трьох змінних: сили тяжіння, яка змінюється від мінімального значення, якщо у вагонетці знаходиться одна людина, до максимального значення, якщо вагонетка повністю завантажена; кута нахилу виробки, що змінюється від 6 ° до 30 °; від уповільнення вагонетки. Значення мінімальних, граничних і максимальних гальмівних зусиль для кута нахилу виробки від 6 до 30 градусів наведені в таблиці 1
Таблиця 1-Гальмові зусилля для розроблюваної вагонетки
За даними таблиці 1 побудований графік залежності гальмівного зусилля В від кута нахилу виробки.
Рисунок 2 - Графік залежності гальмівних зусиль від кута нахилу виробки
Анімаційний малюнок, виконаний у gif animator, кількість кадрів - 6, кількість повторів - 4, об'єм 30.9 кб
Для визначення максимально допустимого гальмівного зусилля необхідно брати зусилля, розраховане для випадку, коли вагонетка мінімально завантажена і знаходиться на ділянці шляху з мінімальним кутом нахилу. В іншому випадку величина уповільнення буде для людини неприпустимо великий. З огляду на вищесказане, за максимально допустимий гальмівне зусилля для розроблюваної вагонетки прийнято Bmax = 70629 Н.
Мінімально допустима величина гальмівного зусилля вагонетки вибирається з умови, що вагонетка повністю завантажена і перебуває у виробленні з максимальним для даного типу вагонетки кутом нахилу. Отже, це величина становить Bmin = 23872 М. Таким чином свій діапазон припустимих значень гальмівних зусиль для розроблюваної вагонетки становить: 23872Н <= В <= 70629Н
1.Провесті теоретичні дослідження магнітних систем при взаємодії гальмівних пристроїв з рейками.
2.Виконати розрахунок елементарної магнітної системи.
3.Розробити конструкцію вагонетки для перевезення людей по похилих виробках з магнітно-фрикційним парашутним пристроєм.
Створення вагонеток для перевезення людей по похилих виробках з магнітно-фрикційним гальмівним пристроєм дозволить знизити динамічні навантаження при гальмуванні, трудомісткість усунення післяаварійних ситуацій, застосування стандартних методів укладання рейкового шляху, використання залізобетонних шпал, зменшення уповільнення в процесі гальмування і спрощення обслуговування вагонеток. У процесі роботи були отримані гальмівні зусилля які є вихідними даними для проектування магнітно-фрикційних гальмівних пристроїв, це величина становить: 23872Н <= В <= 70629Н
На момент написання автореферату магістерська робота ще не завершена. З остаточним варіантом результатів дослідження можна буде ознайомитися у мене, або у мого наукового керівника після грудня 2010 року.
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).