Содержание
- Введение
- 1. Актуальность разрабатываемой темы.
- 2. Цели и задачи работы.
- 3. Обоснование целесообразности разработки магнитного тормозного устройства.
- 4. Теоретические исследования процесса торможения.
- Выводы
- Список источников
Введение
Процесс добычи угля очистным комбайном (анимация: 5 кадров, 77 килобайт).
Перевозка людей является одним из ответственных процессов на подземном транспорте.
Физиологические исследования показывают, что пешее передвижные в шахтных выработках по затратам энергии равнозначно затратам энергии при выполнении работы средней тяжести. Переход по горным выработкам на расстояние 2 км равноценен работе в очистном забое продолжительностью 30 минут.
Пешее передвижение оказывает существенное влияние на работоспособность горнорабочих и по сути дела представляет разновидность трудовой деятельности, требуя определенных напряжений функций организма как и при производственной работе.
Качество организации перевозки людей оказывает также существенное влияние на уровень производственного травматизма [1].
"Правила безопасности угольных и сланцевых шахтах"
Требуется обязательная перевозка людей в горизонтальных выработках шахт, если расстояние до моста работы превышает 1 км, а в наклонных выработках, если разность между отметками конечных пунктов выработки составляет более 25 м [2].
Для перевозки людей в шахтах применяются пассажирские вагонетки, грузолюдские ленточные конвейеры, монорельсовые дороги, пассажирские канатные дороги.
К средствам перевозки людей предъявляются весьма высокие требования, по обеспечению безопасности и комфортности перевозки людей эргономические, эстетические.
Из перечисленных выше средств перевозки людей наиболее длительное применение имеют пассажирские вагонетки.
Выпускаемые в настоящее время Краснолучским машиностроительным заводом пассажирские вагонетки для перевозки людей в наклонных выработках были созданы более 30 лет назад и с тех пор существенной модернизации не подвергались, хотя обладают некоторыми существенными недостатками, основными из которых является необходимость применения только определенных способов укладки рельсового пути. Это связано с конструктивными особенностями парашютных устройств вагонеток, взаимодействующих с элементами рельсового пути. Снижение требований к способу настилки рельсовых путей в выработках для перевозки людей в вагонетках может быть достигнуто путем использования новых принципов устройства парашютов, одним из которых является применение в качестве улавливающих органов парашютных устройств постоянных материалов.
1. Актуальность разрабатываемой темы.
В настоящее время на горных предприятиях применяют большое количество вагонеток для перевозки людей по наклонным выработкам. Эти вагонетки предназначены для работы с углами от 30 ° до 6 °. Тормозные устройства не всегда удовлетворяют всем требованиям безопасности. Так, как в вагонетках в секционных поездах, в качестве амортизаторов используют канатные амортизаторы, которые характеризуются быстрым износом и нестабильностью работы.
Существующие недостатки при эксплуатации, ремонте (восстановление и рабочее состояние) парашютной системы установленной на вагонетках, типа ВЛН и поездах, типа ПСПН, не удовлетворяют по всем условиям техники безопасности и комфорту при перевозке людей по наклонным выработкам, привели к созданию новых конструкций парашютной системы [3].
Недостатками этих вагонеток можно пренебречь, если применить магнитные тормоза (парашютные устройства), в частности магнитно-фрикционные.
2. Цели и задачи работы.
Целью настоящей работы является разработка шахтной секционной вагонетки для наклонных выработок с углом наклона от 30 ° до 6 ° с магнитно-фрикционным устройством [4].
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) разработать принципиальную схему секции шахтного секционного поезда с магнитно–фрикционным парашютным устройством;
2) провести теоретические исследования по определению основных силовых и кинематических параметров торможения шахтной людской вагонетки с магнитно-фрикционным парашютным устройством;
3) разработать конструкцию вагонетки (поезда ПСПН) для перевозки людей по наклонным выработкам.
3. Обоснование целесообразности разработки магнитного тормозного устройства.
За рубежом специальные вагонетки для перевозки людей по наклонным выработкам оборудованы парашютами в виде жестких упоров или предохранительных крюков, причем на некоторых вагонетках эти упоры применяются только вовремя подъема по выработке.
Предохранительные устройства такого типа при торможении вызванном слишком большое замедление и создают опасности опрокидывания вагонетки.
Вагонетки, оборудованные парашютами трения с использованием в качестве источника торможения веса вагонетки, имеют ограниченную область применения и не лишены серьезных недостатков так, как тормозная характеристика зависит от величины коэффициента трения между рабочими поверхностями парашютов и рельсовыми путями, которые в свою очередь, по различным причинам изменяется в широких пределах. Те же недостатки присущи парашютам трения с постоянной силой натяжения на тормозные колодки ( с пружинно–гидравлическим приводом). Вагонетки для наклонных выработок за рубежом, как правило, изготавливаются открытого типа и с боковым расположением сидений по отношению к направлению движения с целью уменьшения габаритных размеров. Такое расположение сидений создает неустойчивое положение людей при торможении и не обеспечивает безопасности перевозки.
Широко применяются центробежные регуляторы скорости, обеспечивающие включение парашютов при превышении скорости сверх нормальной. Центробежные регуляторы применяются и с простейшими парашютами ( упорные вилки), и с более совершенными ( парашютами трения). Включение парашютов центробежным регулятором имеет то преимущество, что его действие не зависит от степени натяжения подъемного каната, что особенно важно при авариях с тормозной системой подъемной лебедки, когда пружинный привод на вагонетке не может произвести включение парашютов [5].
При наличии одного привода включения парашютного устройства от центробежного регулятора, ловители работают всегда в тяжелом режиме, так как если обрыв каната произойдет при движении вагонетки вверх, парашюты включаются только после того, как вагонетка начнет скатываться вниз и наберет скорость сверх нормальной.
Отечественные парашюты также не удовлетворяют требованиям безопасности. Так, канатные амортизаторы, применяющиеся в вагонетках типа ВЛН и поездах секционных ПСПН, хотя и позволяют проверять работу парашюта ( так как они многократного использования ), но они имеют ряд недостатков. Один из низ является нестабильность его работы : так как канат состоит из прядей, то каждое торможение будет отличаться от другого различным положением прямой относительно друг друга под сухарями тормозной каретки. Также тормозное усилие зависит от состояния смазки проволочек каната, которые бывают различным в зависимости от того, когда смазывался канат. Также недостатком этого типа амортизаторов является их быстрый износ. Кроме этого, эти типы парашютных устройств характеризуется высокой трудоемкостью устранения последствий после аварийных ситуаций и большими динамическими нагрузками при торможении.
Для устранения таких недостатков и возникла идея создания магнитных тормозных устройств, которые могут быть либо магнитно–фрикционными, либо электромагнитно-фрикционными [6].
Магнитно–фрикционные парашютные устройства включают в себя блоки, собранные на базе постоянных магнитов, а электромагнитные – на базе электромагнитов с автономным или внешним источником питания. В процессе торможения блоки взаимодействуют непосредственно с головкой рельса за счет магнитных сил притяжения.
4. Теоретические исследования процесса торможения.
Процесс торможения шахтного людского поезда с магнитно–фрикционным парашютным устройством можно разделить на пять этапов [7].
1 этап. Начинается с момента обрыва каната при срабатывании ограничителя скорости или при ручном включения парашюта и заканчивается моментом срабатывания пусковых пружин магнитно-фрикционного парашютного устройства.
Рис. 1 Схема сил, действующих на вагонетку, на I этапе.
2 этап. Начинается с момента включения приводных пружин парашютного устройства и заканчивается моментом полного срабатывания приводных пружин.
Рис. 2 Схема сил, действующих на вагонетку, на II этапе.
3 этап. Начинается с момента полного срабатывания пусковых пружин и заканчивается моментом начала контакта кулака, установленного на цепном контуре, с тормозными пружинами.
Рис. 3 Схема сил, действующих на вагонетку, на III этапе.
4 этап. Начинается с момента начала контакта кулака, установленного на целом контуре, с тормозными пружинами и заканчивается моментом, когда тормозные блоки, вышедшие на рельс, перестанут скользить по поверхности головки рельса.
Рис. 4 Схема сил, действующих на вагонетку, на IV этапе.
5 этап. Начинается с момента, когда вышедшие тормозные блоки перестают скользить по рельсам и заканчивается полной остановкой поезда.
Рис. 5 Схема сил, действующих на вагонетку, на V этапе.
Выводы
Тормозные устройства не всегда удовлетворяют всем требованиям безопасности. Так, как в вагонетках в секционных поездах, в качестве амортизаторов используют канатные амортизаторы, которые характеризуются быстрым износом и нестабильностью работы.
Целью настоящей работы является разработка шахтной секционной вагонетки для наклонных выработок с углом наклона от 30 ° до 6 ° с магнитно-фрикционным устройством.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- разработать принципиальную схему секции шахтного секционного поезда с магнитно–фрикционным парашютным устройством;
- провести теоретические исследования по определению основных силовых и кинематических параметров торможения шахтной людской вагонетки с магнитно–фрикционным парашютным устройством;
- разработать конструкцию вагонетки (поезда ПСПН) для перевозки людей по наклонным выработкам.
Результаты проводимых теоретических исследований, для выполнения которых требуется разработка программы, позволит установить кинематические и силовые параметры тормозного устройства, на основе которых, будет разработана конструкция магнитно–фрикционного тормозного устройства.
Список источников
- Статья: Шавлак В.Ф., боровлев С.В. «Шахтный и карьерный транспорт».
- Потапов М.Г., Спиваковский А.О. «Расчет и контруирование магнитных и электромагнитных приспособлений». М., Машиностроение 1986. 480 с.
- Севостьянов А.С., Герд Р.П «Шахтные вагонетки для перезки людей по горизонтальным и наклонным выработкам». М., Углетехиздат, 1986. 372 с.
- Гірничі машини для підземного видобування вугілля: Навч. посіб. для вузів/ П.А. Горбатов, Г.В. Петрушкін, М.М. Лисенко, С.В. Павленко, В.В. Косарев; Під заг. ред. П.А. Горбатова.– 2–ге вид. перероб. І доп. – Донецьк: Норд Комп'ютер, 2006. – 669с.:іл.
- Обладнання очисних вибоїв вугільних шахт/ Укл. В.П. Кондрахін, М.І. Стаднік, Г.В. Петрушкін, М.М. Лисенко. – Донецьк: ДонНТУ, 2008. – 90с.
- Выбор средств механизации очистных работ и определение рационального режима работы выемочного комбайна: (Учеб. Пособие по самостоятельной работе студентов специальности 090301 «Разработка месторождений полезных ископаемых» /Сост.: В.П. Кондрахин, Г.В, Петрушкин, Н.М.Лысенко. – Донецк: ДонНТУ, 2003.– 28 с.
- Методика оценки и классификация показателей разрушаемости угольных пластов основных бассейнов СССР. Часть II. Классификация показателей разрушаемости угольных пластов. – Москва: институт горного дела А.А.Скочинского, 1978 – 10с.