Кожушко конспект лекций по МНТ. Конспект лекций по дисциплине машины непрерывного транспорта екатеринбург 2010 Содержание Стр. Введение 7

• Название: Конспект лекций по дисциплине машины непрерывного транспорта екатеринбург 2010 Содержание Стр. Введение 7
• Анкор: Кожушко конспект лекций по МНТ.doc
• Дата: 20.10.2017
• Размер: 16.3 Mb.
• Имя файла: Кожушко конспект лекций по МНТ.doc
• Тип: Конспект лекций; #9598
• страница: 12 из 12

12.4 Элементы ПКД и подвижной состав
Несущие канаты. В качестве несущих применяют закрытые канаты ГОСТ 7675-73 и ГОСТ 7676-73 с внешним рядом фасонных S-образных проволок. Отрезки несущих канатов соединяют с помощью линейных муфт с винтовой стяжкой (рис. 12.4). Концы соединяемых канатов заводят в половинки муфты, расплетают, заклинивают стальными клиньями, затягивают во внутренние конусные части полумуфты и соединяют винтовой стяжкой [3].


Рис. 12.4 Несущие и тяговые элементы канатной дороги:

а – сечения несущих канатов; б – сечение тягового каната; в – линейная муфта;

1 – полумуфта; 2 – винтовая стяжка; А – конусные части полумуфты
Тяговые и несуще-тяговые канатыпри эксплуатации подвергаются частым перегибам на шкивах, блоках и роликах, а также сжатию в зажимах сцепных приборов и истиранию.

Тяговые и несуще-тяговые канаты должны иметь повышенную гибкость, гладкую наружную поверхность, податливость при поперечном сжатии для надежного крепления в зажимах, высокую прочность и долговечность. В качестве тяговых и несуще-тяговых канатов используют канаты типа ЛКО.

Соединение отдельных участков канатов выполняют счалкой, длину счалки принимают не менее 1000 диаметров каната для грузовых и не менее 3000 диаметров каната для пассажирских дорог.

Подвижной состав грузовых канатных дорог. Вагонетки двухканатных грузовых канатных дорог с кольцевым движением (основной тип) изготавливают с опрокидывающимся кузовом (рис. 12.5) или открывающимся днищем.

Благодаря шарниру кузов сохраняет отвесное положение на наклонных участках дороги. Цапфы расположены ниже центра тяжести загруженного кузова и выше его центра тяжести в незагруженном состоянии, кроме того цапфы смещены от оси симметрии кузова, поэтому загруженный кузов легко опрокидывается и возвращается в исходное положение после разгрузки.

При наезде бокового ролика на шину подвижная щека поворачивается, и зажим освобождает тяговый канат, при сходе ролика с шины тяговый канат зажимается щеками и вагонетка прикрепляется (операции прицепки и отцепки происходят автоматически).

Нормальный ряд грузоподъемностей ходовых тележек вагонеток (включая массы груза, кузова и подвески): 800; 1250; 2000; 3200 кг. Вместимость кузова 0,25; 0,32; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,2 м³.

Подвижной состав пассажирских канатных дорог. Подвижной состав отечественных кресельных одноканатных пассажирских дорог состоит из неотцепляемых одноместных или двухместных кресел правового и левого исполнения с подножкой или без подножки и двухместных кабин [3].



Рис. 12.5 Вагонетка с опрокидывающимся кузовом:

1 – защелка; 2 – тележка; 3 – шарнир; 4 – зажимной аппарат; 5 – боковой ролик;

6 – шина; 7 – тяга; 8 – подвеска; 9 – запорный рычаг; 10 – палец; 11 – цапфа; 12 – кузов
Кресла (рис. 12.6) и кабины (рис. 12.7) прикрепляются к несуще-тяговому канату пружинно-винтовым зажимом, связанным с подвеской с сиденьем кресла или каркасом кабины [3].

Кабины выполняются с козырьками или без козырьков и снабжаются дверями. Конструкция и размеры кресел подвесных канатных дорог стандартизованы.

Вагоны отечественных маятниковых пассажирских подвесных дорог выполняют 10-, 20-, 40-, 60-, 80-, 100-, 125-местными. Конструкция таких вагонов включает тележку, подвеску и кабину [3].

Привод. Преимущественное применение в грузовых и пассажирских канатных дорогах с кольцевым и маятниковым движением имеет фрикционный привод с канатоведущими шкивами.

Силы сцепления зависят от коэффициента трения между канатом и канатоведущим шкивом, угла обхвата канатоведущего шкива канатом (рис. 12.8) и усилия натяжения ветвей каната на канатоведущем шкиве. Для увеличения коэффициента сцепления μ каната со шкивом (μ = 0,1–0,12) используют зажимы канатов различных типов и футеровки ручья шкива. Зажимы имеют меньшее распространение из-за больших местных сопротивлений, которые способствуют быстрому износу самих зажимов и каната [3].


Рис. 12.6 Кресло кресельной пассажирской Рис. 12.7 Кабина кресельной пассажирской

подвесной канатной дороги: подвесной канатной дороги:

1 – пружинно-винтовой зажим; 1 – пружинно-винтовой зажим; 2 – подвеска;

2 – подвеска; 3 – сиденье 3 – козырек; 4 – каркас кабины; 5 – двери
Наиболее рациональным и надежным способом повышения коэффициента сцепления μ является футерование ручья шкива вязкоупругим материалом (износоустойчивая резина, обеспечивающая μ = 0,22 и работоспособность при температуре от +40 до –25 °С). Конструкция и размеры шкивов пассажирских канатных дорог регламентированы стандартами.

Рис. 12.8 Схемы обхвата канатом шкива
Существует несколько схем обхвата канатоведущего шкива канатом (рис. 12.8). Самая простая из схем обхвата шкива (рис. 12.8, а) обеспечивает наименьшую тяговую способность. Для ее повышения, например, канатоведущий шкив выполняют двухжелобчатым и огибают канатом дважды (рис. 12.8, в, г), однако при этом происходит неравномерный износ парных желобов шкива и каната.

В конструкции привода с двумя последовательно расположенными шкивами (рис. 12.8, д) канатоведущие шкивы приводятся во вращение электродвигателями , имеющими разную мощность с учетом того, что при одинаковых углах обхвата они передают разные тяговые усилия, отличающиеся приблизительно вдвое.

Наиболее рациональной является схема обхвата канатоведущего шкива канатом (рис. 12.8, б), в которой вал одноручьевого футерованного канатоведущего шкива, опертый на подшипники, приводится во вращение электродвигателем приводного механизма. Все элементы привода установлены на общей сварной раме [3].

Рис. 12.9 Металлическая опора двухканатной кольцевой грузовой подвесной дороги:

а – конструкция; б – башмак опоры;

1 – нижние консоли; 2 – ролики; 3 – дуга; 4 – верхние консоли; 5 – несущие канаты;

6 – башмаки; 7 – головная часть; 8 – пирамидальные секции; 9 – тяговый канат
В подвесных канатных дорогах обычно устанавливается электрический привод. Дороги, расположенные в труднодоступных горных местностях, удаленных от линий электропередач, снабжают дизельными электрическими приводами.

Линейные сооружения. К линейным сооружениям относятся опоры и линейные станции [3].

Опоры (рис. 12.9) поддерживают несущие и тяговые канаты на линии и

изготавливаются металлическими или железобенными высотой 5–30 м; расстояние между осями несущих канатов на опоре (колея) составляет 3; 4; 6 м.

Линейные станции (рис. 12.10) устанавливают в местах стыка участков несущего каната и выполняют двойными натяжными, двойными якорными и якорно-натяжными.

Рис. 12.10 Двойная натяжная линейная станция:

1 – несущий канат; 2 – переходная муфта; 3 – блок;

4 – натяжной канат; 5 – контргруз; 6 – концевая муфта
На двойной натяжной станции оба несущих каната каждого из стыкуемых участков с помощью отклоняющих башмаков отводятся внутрь станции, стыкуются переходными муфтами с натяжными канатами, перекинутыми через блоки, и натягиваются контргрузами. С рамами контргрузов натяжные канаты соединены концевыми муфтами.

На двойной якорной станции (рис. 12.11) концы несущих канатов, отведенные внутрь станции с помощью отклоняющих башмаков, заякориваются в металлоконструкции станции с помощью анкерной плиты со сферической подушкой и концевой муфты.

Станции и их оборудование. Станции грузовых канатных дорог по назначению классифицируют на погрузочные; разгрузочные; угловые; проходные; узловые [3].

Погрузочная станция – это отправной пункт, представляющий собой наземное сооружение, в котором размещаются:

жесткий рельсовый путь (на него переходят вагонетки на станции);

выключатель, обеспечивающий отсоединение разгруженных вагонеток от тягового каната;

устройство для замедления движения вагонеток перед погрузкой (рельсовый путь с подъемом или тормозные шины);

Рис. 12.11 Двойная якорная линейная станция:

1 – концевая муфта; 2 – анкерная плита; 3 – несущий канат; 4 – отклоняющий башмак
устройство для принудительного продвижения отключенных вагонеток по рельсовому пути;

бункеры, дозаторы, питатели – устройства для накопления груза на станции и дозированной загрузки вагонеток;

устройство для разгона загруженных вагонеток до скорости тягового каната (наклонная горка или батарея футерованных роликов);

включатель, обеспечивающий автоматическое подсоединение вагонеток к тяговому канату.

Разгрузочная станция – это конечный пункт грузовых канатных дорог, где происходит разгрузка. Здесь разгруженные вагонетки обходят вокруг обводного шкива и возвращаются к выходной части станции, затем отключаются от конвейера (или вспомогательного каната), подключаются к тяговому канату и уходят на линию.

Угловые станции устанавливают в пунктах поворота трассы: если на станции не установлены привод или натяжное устройство, то она работает автоматически, т.е. вагонетки проходят ее, не отключаясь от тягового каната.

Проходные станции устанавливают в местах сопряжения приводных участков грузовых канатных дорог большой длины, имеющих несколько приводов: вагонетки отключаются от тягового каната и движутся по рельсовому пути по инерции в сторону включателя, который подключает их к тяговому канату другого приводного участка дороги.

Узловые станции устанавливают в местах разветвления линии грузовой канатной дороги, примыкания к ней другой дороги или пересечения нескольких дорог: стрелки рельсовых путей переводятся автоматически с пульта управления по сигналу концевых выключателей, установленных на тележках вагонеток.

Защитные сооружения. К защитным сооружениям относятся предохранительные сети (рис. 12.12) и мосты (рис. 12.13), ограждающие пространство от возможного падения груза из вагонетки или самой вагонетки в случае аварии.


Рис. 12.12 Предохранительная сеть:

1 – башмак; 2 – каркас из бортовых канатов; 3 – сетевые канаты;

4 – поперечины; 5 - якорное устройство



Рис. 9.13 Предохранительный мост:

1 – пролетное строение; 2 – настил; 3 – пружинные опоры; 4 – линейная опора
Основными параметрами подвесных канатных дорог являются:

длина канатных дорог не ограничена, т.к. дорогу можно образовывать из многих последовательно соединяемых самостоятельных секций;

уклон трассы не более 30°;

производительность грузовых канатных дорог достигает 600т/ч;

грузоподъемность вагонеток 2–3 т;

скорость движения вагонеток на линии до 3,2 м/с;

пропускная способность пассажирских подвесных канатных дорог 2000–3000 чел./ч.

Основными расчетными нагрузками подвесных канатных дорог являются:

натяжение в сбегающей ветви тягового каната;

натяжение в набегающей ветви тягового каната;

силы сопротивления движению на характерных участках трассы загруженной и холостой ветвей: прямолинейных, наклонных; участках поворота на канатоведущем и обводных шкивах, на роликовой батарее и т.д.
12.6 Последовательность расчета и конструирования подвесных канатных дорог
Основные параметры грузовых подвесных канатных дорог (часовую производительность, скорость, вместимость и полезную грузоподъемность вагонеток) определяют из расчета требуемой годовой производительности П_г дороги [3]. Расчетная часовая производительность
, (12.1)
где K – коэффициент неравномерности работы грузовых подвесных канатных дорог; K= 1,1 – при одно- и двухсменной работе; K= 1,2 – при трех- и четырехсменной работе;

n₀ – количество дней (суток) работы дороги в году;

Т – количество часов работы дороги в сутки.
Требуемая полезная грузоподъемность вагонетки
, (12.2)
где τ – интервал между последовательными выпусками вагонеток на линию;

τ ≥ 18 с – при механизированном перемещении вагонеток; τ ≥ 12 с – при загрузке на ходу; τ = 20–60 с – при прочих условиях.

Вместимость вагонетки
, (12.3)
где ρ – насыпная плотность груза, т/м³;

ψ – коэффициент заполнения кузова вагонетки; ψ = 0,8–1,0

По полученным значениям G и i выбирают тип вагонетки с учетом собственной массы вагонетки, которая входит в номинальную грузоподъемность и составляет 25–35% от номинальной грузоподъемности

Расстояние между вагонетками на линии
λ = τv, (12.4)
где v – скорость движения вагонетки, м/с.

С увеличением вместимости вагонеток уменьшается их количество, увеличивается интервал выпуска вагонеток на линию и облегчается механизация загрузки, но при этом возрастает диаметр несущего каната и стоимость дороги.

С повышением скорости при той же производительности увеличивается расстояние между вагонетками на линии, снижается общая нагрузка на несущий и тяговый канаты дороги.

Самым оптимальным вариантом при выборе трассы дороги при отсутствии помех для установки опор является прямолинейная трасса.

При наличии железных и автомобильных дорог, населенных пунктов, рек и каналов, линий электропередач, промышленных зданий и сооружений на пути строящейся подвесной канатной дороги рассматривают технико-экономические показатели альтернативных вариантов (с прямой и ломаной в плане трассами) и выбирают из них оптимальный.

При большой длине дороги и необходимости нескольких приводных участков целесообразно для сокращения количества приводов увеличивать мощность приводов, прочность тягового каната, а также скорость движения (для снижения распределенной нагрузки).

Приводы смежных приводных участков целесообразно размещать на одной станции и в одном машинном помещении. Так как мощности приводов и натяжения тяговых канатов выполняются (по возможности) одинаковыми, приводные участки устанавливают с одинаковыми разностями высот h конечных точек и одинаковыми длинами пролетов L. Продольный профиль дороги может быть прямым, вогнутым и выпуклым (рис. 12.14).

При построении профиля подвесной канатной дороги должны выполняться требования, регламентированные Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузовых и пассажирских подвесных канатных дорог, которые предусматривают:


Рис. 12.14 Профили подвесной канатной дороги:

а, б – вогнутые; в – выпуклый
обеспечение свободного габарита под дорогой (расстояние по вертикали от низшей точки подвижного состава, а также от любого каната или предохранительного устройства дороги до земли должно быть не менее 2,5 м над незастроенными территориями и не менее 4,5 м – над территориями промышленных предприятий, строительных площадок и автомобильными дорогами; над зданиями и сооружениями оно должно быть не менее 1 м);

обеспечение габаритов приближения вагонеток на линии с учетом 20%-го бокового качания (не менее 1 м к сооружениям и естественным препятствиям; не менее 2 м – в местах прохода людей и не менее 0,5 м – между габаритами встречных вагонеток);

надежность прилегания несущих канатов к опорным башмакам на вогнутых участках профиля с коэффициентом запаса;

плавность профиля дороги, обеспечиваемая таким размещением опор на выпуклых участках трассы, при котором углы δ перегиба несущего каната (рис. 12.15), возрастающие на выпуклых участках при подходе вагонетки к опоре, примерно одинаковы, а tgδ ≤ 0,08;

равномерность нагрузки привода, достигаемая расстановкой опор, при которой на подходе к ним (места трассы, где углы подъема максимальны) одновременно находится не более 25% общего количества вагонеток всей линии.

Рис. 12.15 Выпуклый участок профиля подвесной канатной дороги

На равнинной местности опоры располагают на равном расстоянии друг от друга с пролетом ℓ = 80–150 м, а при дорогостоящих основаниях под опоры пролеты увеличивают до 200–300 м. Опоры у станций располагают на расстоянии 40–60 м от них. Высота опор составляет 8–12 м с обязательным соблюдением требований свободного габарита над дорогой.

Колею дороги принимают 3 и 4 м, для дорог малой длины – 6 м (по диаметру обводного шкива). После выбора колеи выполняют проверку проходимости вагонеток в самом длинном пролете дороги с учетом раскачивания при действии ветра.


Рис. 12.16 Схемы для тягового расчета канатной дороги
Угол отклонения вагонеток от вертикали
, (12.5)
где k = 1,4 и k₁ = 1,2 – аэродинамические коэффициенты для вагонеток и для каната соответственно;

F – площадь боковой подветренной поверхности вагонетки, м²;

а – расстояние по вертикали от точки приложения ветровой нагрузки к вагонетке до верха каната, м;

d_Т – диаметр тягового каната, м;

λ – расстояние между вагонетками, м;

е – расстояние от верха несущего каната до оси тягового каната, м;

m_В – масса вагонетки, кг;

b – расстояние по вертикали от точки подвеса вагонетки до тягового каната, м;

q₀ – масса 1 м тягового каната, кг/м.
Тяговый расчет. Тяговый расчет канатной дороги с фрикционным приводом выполняют методом обхода по контуру (рис. 12.16) [3].

Натяжения тягового каната в характерных точках трассы дороги:

S₁ = S_сб ;

S₂ = S₁ + W_1-2;

S₃ = K S₂ = K (S₁ + W_1-2);

S₄ = S_нб = W_3-4 = K (S₁ + W_1-2) + W_3-4

где K = 1,05–1,1 – коэффициент, учитывающий сопротивление на натяжном шкиве;

W_1-2, W_3-4 – силы сопротивления на участках 1–2, 3–4.

В соответствии с уравнением ЭйлераS₄ = S_нб = S_сб е^μα = S₁ е^μα ,

где μ – коэффициент сцепления каната со шкивом;

α – угол обхвата канатом шкива, рад;

е – основание натурального логарифма.

Мощность привода

, (12.6)
где U – тяговое усилие на канатоведущем шкиве, Н;

η = 0,85–0,9 – кпд привода.

Диаметр тягового каната принимают по его максимальному натяжению при установившемся движении с учетом запаса прочности, который согласно Правил Ростехнадзора принимается не менее 4,5.

Несущий канат кроме растяжения испытывает значительные напряжения от изгиба и смятия в зоне контакта с колесами вагонеток, поэтому несущий канат рассчитывают на прочность по растягивающему усилию и на долговечность с учетом значения и частоты действия нагрузок от колес вагонеток.

При нормативном запасе прочности каната n ≥ 2,8 для грузовых дорог и n ≥ 3,3 для пассажирских разрывное усилие каната
Т_разр > Т_max n. (9.7)
По этому усилию по каталогу выбирают диаметр каната.

Список литературы
1. Ромакин Н.Е. Машины непрерывного транспорта: учеб. пособие для студ. высш. учеб заведений / Н.Е. Ромакин. М Издательский центр «Академия», 2008. – 432с.

2. Спиваковский Транспортирующие машины: учеб. пособие для машиностроительных вузов / А.О. Спиваковский, В.К. Дьячков. – 3-е изд. – М.: Машиностроение, 1983.- 487с.: ил.

3. Зенков Р.Л. Машины непрерывного транспорта: учеб. пособие для студ. вузов / Р.Л. Зенков, Н.И Иванов, Л.Н. Колобов. . – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987.- 422с.: ил.

4. Кожушко Г.Г. Пластинчатые конвейеры. Экскалаторы: Учебное пособие / Г.Г. Кожушко. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. 98с.

5. Мусяченко Е.В. Машины непрерывного транспорта. Версия 1.0. (Электронный ресурс): учебное пособие / Е.В. Мусяченко: - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006.1 Электрон.опт. диск (CD-ROM), 70 Мб

6. Дьячков В.К. Подвесные конвейеры / В.К. Дьячков 3-е изд., перераб. и доп.– М.: Машиностроение, 1976.- 320с.: ил.

7. Шахмейстер Л.Г. Теория и расчет ленточных конвейеров / Л.Г. Шахмейстер, В.Г Дмитриев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987.- 336с.: ил.