Материал: Транспортные машины и комплексы

должен быть больше единицы при самой неблагоприятной за­ грузке вагонетки (рис. 87): М ъ £>ikf0пр.

Рассмотрим для примера простейший случай, когда кузов имеет прямоугольную форму (более сложную форму см. [171).

Для угля и породы с некоторым приближением можно принять угол естественного откоса материала при загрузке ср = 45°. Тогда можно легко составить уравнение опрокидывающего момента

(187)

LJKl опр

Кузов является наиболее металлоемким элементом вагонетки. Опыт эксплуатации вагонеток показывает, что большинство из них выходят из строя вследствие деформации и коррозийного износа кузова. Для повышения жесткости кузова его усиливают штампованными ребрами жесткости и обвязкой из полосовой или угловой стали.

В основном изнашивается внутренняя поверхность кузова, подверженная коррозии и истиранию. В выделяемой углем воде содержатся разъедающие соли (поваренная, хлористый магний

И др.)

Содержащиеся в угле сернистые соединения в виде сульфидов металлов ускоряют процесс коррозии. Сульфиды железа разла­ гаются под влиянием влаги и кислорода воздуха и образуют

растворимые сульфиды железа. Последние разлагаются путем гид­ ролиза с образованием серной кислоты, которая, в свою очередь, действует в качестве катализатора образования серной кислоты. Под влиянием серной кислоты или углекислоты образуются кислые капельные воды, которые в сочетании с хлоридами действуют разрушающе на металл. Попытки отвести разъедающую капельную воду через отверстия в днище кузова оказались неэффективными вследствие быстрого закупоривания отверстий угольной мелочью.

Разрушению кузова вагонетки способствуют механические воздействия при загрузке, выгрузке, встряхивании угля при движении, при очистке вращающимися щетками, которые отди­ рают защитный слой из сернистого кальция.

Механические, химические и электрохимические явления, дей­ ствуя в совокупности, поражают главным образом нижнюю часть кузова вагонетки, которую необходимо поэтому изготовлять из листов большей толщины.

Иногда следует проверять продольную устойчивость при на­ клонном положении вагонетки, например во время загрузки ее породой или рудой при проведении наклонных выработок. В этом случае вес материала в каждом из объемов, представленный в виде вектора, раскладывают на нормальную и тангенциальную соста­ вляющие и вычисляют опрокидывающий момент по формуле

заданная вместимость, грузоподъемность п способ разгрузки. Ширина и длина кузова должны быть увязаны с типовыми сече­ ниями горных выработок и размерами стандартных шахтных кле­ тей. Конфигурацию кузова выбирают, исходя из условий получе­ ния максимальной емкости в пределах заданных размеров, а также лучшей очистки от остатков угля и породы.

В вагонетках малой и средней емкости с глухим кузовом по­ следний выполняют с полукруглым днищем (см. рис. 85, а), при котором наблюдается меньшее налипание угля и породы. Для

=250 -г 300 мм).

Множество типов и размеров (до 300 типоразмеров) шахтных

вагонеток затрудняло совершенствование технологии и снижение трудоемкости их изготовления. ГОСТ 15174—70 «Вагонетки шахт­ ные грузовые», утвержденном в 1970 г., установлены: типы ваго­ неток, параметрический ряд, а также некоторые качественные показатели (коэффициенты тары, срок службы до списания и др.),

Указанные стоимостные параметры могут быть выражены ма­ тематическими зависимостями в функции емкости вагонетки, длины откатки, годовой производительности, сечения выработки и др. Решение таких уравнений на экстремум позволило найти для данных условий емкость вагонетки, при которой эксплуатацион­ ные расходы будут минимальными.

Чтобы охватить разнообразные горнотехнические условия при откатке контактными и аккумуляторными электровозами для раз­ личных значений длины откатки и ее годовой производительности просчитано 800 тыс. вариантов на электронно-счетной машине БСМ-2. В результате обработки полученных данных установлен параметрический ряд на шахтные вагонетки, соответствующий ряду предпочтительных чисел R 20а ГОСТ 8032—56 (частота ряда 3).

Частота ряда принята на основе экономического анализа с уче­ том наименьших суммарных затрат на производство вагонеток

иих эксплуатацию.

ВГОСТе заложены прогрессивные показатели, например ко­ эффициент тары (отношение массы вагонетки к массе груза), для каждого типа вагонеток. При этом коэффициент тары принимался

§ 3. СОПРОТИВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЮ ВАГОНЕТОК

При движении одиночной вагонетки (или целых составов) не­ обходимо преодолевать, во-первых, сопротивление, действующее во время ее движения, так называемое основное сопротивление, и, во-вторых, сопротивления, действующие только на отдельных участках пути, дополнительные сопротивления в кривых и на подъ­ емах, а также при разгоне и торможении.

Основное сопротивление зависит от конструкции и параметров вагонеток, а также состояния пути и в основном складывается из трения в подшипниках, трения качения колес по рельсам, потери живой силы от ударов о стыки рельсов и сопротивления воздушной среды. Очевидно, что одна часть основного сопротивления пропор­ циональна весу вагонетки, а другая — определяется скоростью движения. Дополнительные сопротивления зависят от плана и профиля пути, режимов пуска и остановки.

При движении по прямолинейному наклонному пути сопроти­

Для малых углов наклона, что характерно для железнодорож­ ных путей, с достаточной точностью можно принять sinp = tg p = *=» f, a cos р ££ 1.

В тяговых расчетах локомотивного транспорта вес поезда (вагонетки) выражают в кН, а силу тяги - в Н, тогда коэффи­ циент основного сопротивления будет иметь размерность Н/кН; его называют удельным коэффициентом сопротивления и обозна­ чают w0, очевидно, что

и;0== ЮООн;-, Н/кН.

Физический смысл коэффициента w0 — сила в Н, необходимая для перемещения по горизонтали 1 кН подвижного состава.

Для малых углов наклона путей, что типично для рельсового транспорта, можно считать, что

sinp = tgp = y ,

где h — разность между отметками смежных пикетов, м; I — расстояние между пикетами, м.

Тогда уравнение можно записать так:

W = (q+ qr)wQ+ m O ( q + q t) ± , Н.

Очевидно, что i0 = 1000 ~ имеет размерность Н/кН, т. е. °/00 (ты­

сячные), и численно показывает разность отметок вертикального профиля пути в метрах на 1 км рельсового пути.

Следовательно, когда сила тяжести груза в вагонетке и вес самой вагонетки выражены в кН, выражение (190) принимает вид

где i0 — уклон пути в °/00.

Замеры удельного сопротивления движению рудничных ваго­ неток в составе поезда с помощью шахтного измерительного ва­ гона показали, что оно может быть аппроксимировано уравнением

§ 4. КОНСТРУКЦИИ ГРУЗОВЫХ ВАГОНЕТОК

Наиболее распространенными являются вагонетки с глухим кузовом типа ВГ, отличающиеся сравнительной простотой кон­ струкции и изготовления. В соответствии с ГОСТом емкость кузовов таких вагонеток может составлять от 0,7 до 10 м9