Рудничный транспорт Локомотивы и самоходное оборудование

Реферат

На тему: Рудничный транспорт 
Локомотивы и самоходное оборудование 

 

 

 

 

 

 

                                              
 
 
 
 
 
 
Работу выполнил 
Ученик группы РГО-23 
Антон Кайсин

РУДНИЧНЫЕ ЛОКОМОТИВЫ

Классификация и область применения

 
Локомотивы, применяемые  в подземных условиях, можно классифицировать по ряду основных функциональных и конструктивных признаков: 
- по роду потребляемой энергии — на электровозы, работающие на постоянном или переменном токе промышленной или повышенной частоты, дизелевозы, работающие от двигателя внутреннего сгорания, и гировозы, работающие на энергии, запасенной вращающимся маховиком, установленным на локомотиве;  
- по способу подвода энергии — на локомотивы с автономным источником питания

(аккумуляторные батареи, двигатель внутреннего сгорания), с внешним источником питания

(контактный провод или кабель) и комбинированным источником питания (контактно-

кабельным или контактно-аккумуляторным);

- по исполнению с точки зрения взрывозащиты — на рудничное нормальное (РН),

рудничное повышенной надежности (РП) и рудничное взрывобезопасное (РВ).

На отечественных рудных и угольных шахтах наибольшее распространение  получили

контактные электровозы в исполнении РН и аккумуляторные электровозы в исполнении РП и РВ, причем на абсолютном большинстве рудных шахт применяют контактные электровозы, а на отечественных угольных шахтах из всего электровозного парка более 70% приходится на долю аккумуляторных электровозов.

Область применения контактных и аккумуляторных электровозов в  подземных условиях

определяется действующими в горно-добывающей промышленности правилами безопасности (ПБ), а также конструкцией и исполнением электровоза.

На шахтах, не опасных  по газу и пыли, целесообразно использовать только контактные

электровозы, которые по сравнению с аккумуляторными проще по конструкции , дешевле и удобнее в эксплуатации, имеют большие мощность и скорость движения, меньший расход энергии. Недостаток контактных электровозов — искрообразование между контактным проводом и токоприемником, что не позволяет использовать их в шахтах, опасных по газу или пыли (большинство угольных шахт, шахты по добыче калийных руд). Неизолированный контактный провод является также источником электротравматизма и пожаров. В шахтах I и II категорий по газу или опасных по пыли допускается применение контактных электровозов с двумя токоприемниками для уменьшения искрообразования в выработках, проветриваемых свежей струей воздуха. Во всех остальных случаях в шахтах, опасных по газу или пыли, применяют аккумуляторные электровозы в исполнении РВ. Допускается откатка аккумуляторными электровозами в исполнении РП во всех откаточных выработках шахт I и II категорий по газу или опасных по пыли, а также в откаточных выработках со свежей струей воздуха шахт III категории и сверхкатегорных по газу. В рудных шахтах, не опасных по газу и пыли, при небольшой годовой производительности горизонтов (до 100 тыс. т) и разработке жильных месторождений в технически обоснованных случаях допускается применение аккумуляторных электровозов. Однако аккумуляторным электровозам присущи такие существенные недостатки, как сложное и дорогостоящее хозяйство для зарядки и замены батарей, худшие технические показатели по сравнению с контактными электровозами. Их преимущества — взрывобезопасность, автономность питания и низкий электротравматизм. Отечественной промышленностью серийно выпускаются контактные, электровозы 4КР, 7КРМ1, К10, К14М, КТ14, КТ28 и аккумуляторные электровозы АК2У,АРВ7, АРП7, АМ8Д, 2АМ8Д, АРП10 и АРП14 (табл. 10.1). В обозначениях марок электровозов цифры, стоящие

перед или после букв, указывают массу электровоза в тоннах, буквы КР — контактный

рудничный, К— контактный (по типажному ряду), Т— с тиристорным управлением тяговыми

двигателями, АРВ— аккумуляторный рудничный взрывобезопасный, АРП— аккумуляторный

рудничный повышенной надежности, М — модернизированный. Обозначения ранее

выпускаемых электровозов не соответствуют обозначениям новых электровозов согласно 
типажному ряду, например, электровозы АК2У (аккумуляторный, массой 2 т,

унифицированный) и АМ8Д (аккумуляторный, модернизированный, массой 8 т). 
В состав контактных и аккумуляторных электровозов входят группы оборудования:

механическое — рама с кабиной, ходовая часть, тормозная система, песочная система,

рессорная подвеска, пневмооборудование; электрическое — тяговые двигатели,,

пускорегулирующая аппаратура, электрооборудование компрессора, токоприемник, источники  питания и др.

Механическое оборудование контактных (рис. 10.1) и аккумуляторных (рис. 10.2)

электровозов принципиально одинаковое. Отличие заключается в типе источника питания и способе подвода энергии. 
По данным технико-экономического анализа наиболее оптимальной конструкцией

является электровоз с максимальной массой 14 т (или сцепным весом 140 кН). Увеличение

сцепного веса и габаритов электровоза влечет за собой увеличение сечений откаточных

выработок, а следовательно, капитальных затрат. Для вождения тяжеловесных составов без увеличения сечения откаточных выработок применяют электровозы, спаренные в единый

агрегат, управляемый одним машинистом и состоящий из двух секций: например, контактный

электровоз КТ28 состоит из двух электровозов КТ14, аккумуляторный 2АМ8Д — из двух

АМ8Д.

За рубежом на рудных шахтах применяют контактные электровозы  со сцепным весом от

50 до 450 кН, на крупных рудных  шахтах— до 650 кН, а также комбинированные  контактно- аккумуляторные электровозы со сцепным весом до 400 кН.

Сцепной вес электровозов выбирают в зависимости от производственной мощности

рудной шахты: В состав контактных и аккумуляторных электровозов входят группы оборудования: механическое — рама с кабиной, ходовая часть, тормозная система, песочная система, рессорная подвеска, пневмооборудование; электрическое — тяговые двигатели,пускорегулирующая аппаратура, электрооборудование компрессора, токоприемник, источники питания и др.

Механическое оборудование контактных и аккумуляторных электровозов принципиально одинаковое. Отличие  заключается в типе источника  питания и способе подвода энергии.

Производственная мощность шахты ,

млн т/год…………………………… <0,2 0,2—0,5 0,5—1 1—3 ≥3

Сцепной вес электровоза , кН ……… 70 70; 100 100 140 280

Для шахт , опасных по газу и пыли (в основном, для угольных шахт) , разработаны другие типы локомотивов , исключающие _______использование дорогого аккумуляторного хозяйства. К ним

относятся электровозы переменного тока повышенной частоты , дизелевозы и гировозы . 
 

 

 

Конструктивное исполнение электровозов и их механическое оборудование

В состав контактных и аккумуляторных электровозов входят группы оборудования :

механическое - рама с кабиной, ходовая часть , тормозная система , песочная система,

рессорная подвеска , пневмооборудование ; электрическое — тяговые двигатели ,

пускорегулирующая аппаратура , электрооборудование компрессора, токоприемник, источники питания и др. Механическое оборудование контактных и аккумуляторных

электровозов принципиально одинаковое. Отличие заключается в типе источника питания  и способе подвода энергии. 
 
 
 
 
         
 
Контактные электровозы К14М (а) и КТ14 (б): 1 – рама; 2 – колесная пара; 3 – рессорная подвеска; 4 – песочная система; 5 – тормозная система; 6 – сцепное устройство; 7 – токоприемник; 8 – кабина; 9 – блок тиристорной апаратуры 

 

Рама электровоза является основной несущей частью. Она выполняется  разборной и

состоит из двух боковин и двух поперечин, скрепленных между собой болтовым соединением.

На торцевых стенках рамы закреплены буферно-сцепные устройства. Электровозы

оборудованы либо штыревыми сцепками, либо автоматическими с дистанционным

управлением из кабины машиниста. Вес рамы составляет примерно 40% от суммарного-

сцепного веса контактного электровоза.

Кабину (или две кабины) машиниста электровоза располагают  в конце рамы (или по

концам) или в середине рамы. 
 
 
    

Аккумуляторный электровоз АМ8Д: 1 — рама; 2 — колесная пара; 3 — тормозная система; 4 — рессорная подвеска; 5— песочная система; 6 — контроллер; 7— аккумуляторная батарея Ходовая часть электровоза состоит из двух одинаковых по конструкции индивидуальных приводов (рис. 10.3, а), включающих в себя электродвигатель 1, редуктор 2, колесную пару 3, буксы 4 и подвеску двигателя 5.

Колесная пара электровоза (рис. 10.3, б) представляет собой ось 6, на которую

напрессованы колесные центры 7 с бандажами 8 и зубчатое колесо 9, а также насажены два подшипника 10, на которые опирается корпус редуктора, эластично подвешенного на

амортизаторах к балке рамы электровоза. Зубчатое колесо 9 колесной пары входит в зацепление с зубчатым колесом двухступенчатого цилиндроконического редуктора ходовой части электровоза. При движении электровоза корпус редуктора вместе с электродвигателем может поворачиваться (покачиваться) на подшипниках 10 относительно оси 6 колесной пары. Букса (рис. 10.3, в) с двумя коническими роликоподшипниками является опорой надрессоренной части электровоза. Корпус буксы с подшипниками насажен на шейку оси 6 колесной >_ﾀﾟ>__пары и крепится к ней болтами. 
Ходовая часть электровоза К14М: а— привод с колесной парой; б— колесная пара; в— букса Рессорная подвеска рамы предназначена для смягчения и погашения ударов и толчков при прохождении электровоза по стыкам рельсов и стрелочным переводам, а также для более равномерного распределения сцепного веса электровоза на колеса. Применяют индивидуальную и балансирную системы рессорной подвески. При индивидуальной подвеске рама опирается на каждую буксу через индивидуальную рессору, а при балансирной подвеске отдельные рессоры объединены между собой продольными балансирами, благодаря чему происходит равномерное распределение сцепного веса на все колеса электровоза. В качестве подвески используют резиновые, листовые и пружинные рессоры. Резиновые рессоры просты по конструкции, но имеют небольшую осадку, поэтому на отечественных электровозах не применяются. Листовые рессоры обладают высокой жесткостью и

относительно большим начальным сопротивлением трению, но не отвечают санитарно-

гигиеническим нормам.

На современных локомотивах  применяют, в основном, более эластичную и компактную

пружинную подвеску (рис. 10.4). Подвеска состоит из двух или трех пружин 1, расположенных между буксами 2 и рамой 3 электровоза. Крайние пружины 1насажены на гильзы 4 с резиновыми амортизаторами 5, предотвращающими сжатие пружин до соприкосновения витков при резких ударах и толчках ходовой части. Для гашения колебаний параллельно рессорам устанавливают гидравлический или фрикционный стабилизатор (демпфер), состоящий из корпуса 6, конусной разрезной втулки 7 и корпуса 8. Гашение колебаний осуществляется за счет силы трения между корпусом 6 и втулкой 7, возникающей при деформации пружин 1. На электровозе К14М в пружинной подвеске установлен гидравлический гаситель, выполненный в виде гидроцилиндра с подпружиненным поршнем, в котором имеются отверстия для перетекания масла из подпоршневой камеры в камеру цилиндра, благодаря чему обеспечивается гашение колебаний при резкой деформации пружин подвески. Электровозы оборудованы двумя тормозными системами — электрической и механической. Электрическое реостатное торможение является основным видом рабочего торможения. Механическое __________торможение используют для экстренной остановки электровоза или

его затормаживания на стоянках. Механическая тормозная система включает в себя

четырехколодочный тормоз с ручным, пневматическим или гидравлическим приводом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Возможна установка дополнительных рельсовых электромагнитных тормозов.

Самоходное оборудование 
 
САМОХОДНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ подземное (а. self-propelled equipment, self-streered equipment; н. Gleislostechnik, automobile Betriebsmittel; ф. equipement automoteur; и. mecanismos moviles, LHD) — горные машины, снабжённые дизельными, пневматическими, электрическими и другими типами двигателей и способные самостоятельно передвигаться по подземным выработкам на пневмоколёсном или гусеничном ходу. Самоходное оборудование для комплексной механизацииочистных и проходческих работ делится на основное технологическое и вспомогательное (рис.).  
 
По назначению основное технологические самоходное оборудование подразделяется на буровые станки для бурениявзрывных скважин диаметром 51-200 мм (см. Буровой станок), бурильные установки для бурения шпуров диаметром 32-50 мм (см. Буровая каретка), Погрузочные машины, экскаваторы, ковшовые погрузчики, Погрузочно-транспортные машины, автосамосвалы, самоходные вагоны. К вспомогательному самоходному оборудованию относятся: установки для заряжания шпуров и скважин (см. Зарядная машина), крепления горных выработок, автотележки для доставки грузов, горюче-смазочных материалов и перевозки людей, автокраны, бульдозеры, грейдеры, поливомоечные машины и др.  
 
Общая особенность современного самоходного оборудования — наличие самоходного пневмоколёсного шасси с сочленённой или (реже) жёсткой рамой, состоящего из тягача и полурамы для установки на ней навесного рабочего оборудования (бурильных стрел, ковша, кузова и т.д.). По размерам самоходное оборудование делится на малогабаритное (ширина и высота до 2 м) и крупногабаритное.  
 
Высокая мощность и производительность, способность преодолевать значительные расстояния и подъёмы в горных выработках, универсальность и другие достоинства самоходного оборудования в наибольшей степени отвечают требованиям добычи различных полезных ископаемых подземным способом и проходки горных выработок и тоннелей. Комплекс самоходного оборудования — система увязанных по основным параметрам и производительности машин, обеспечивающая механизацию технологических процессов очистных или проходческих работ.  
 
Технология подземной добычи руд при помощи самоходного оборудования в CCCP впервые разработана и прошла проверку в 1956-66 на рудниках Джезказганского горно-металлургического и Ачисайского полиметаллического комбинатов, где она обеспечивает более 80% всей подземной добычи. Положительный опыт работы этих предприятий стал основой программы технического перевооружения многих рудников (особенно по добыче руд цветных металлов). Самоходное оборудование на добыче руды и проходке горных выработок в различных горно-геологических условиях и системах разработки освоили в цветной металлургии CCCP более 60 рудников, которые обеспечивают свыше 50% общего объёма добычи руд цветных металлов подземным способом.  
 
Применение на рудниках высокопроизводительных комплексов самоходного оборудования позволяет достигать высоких технико-экономических показателей: мощность шахт и рудников возросла в 2-3 раза, увеличилась интенсивность подготовки и разработки месторождений, уровень механизации и энерговооружённости труда повышен в 2-4 раза, производительность труда рабочих очистного забоя увеличена в 2-3 раза, на проходке — в 3-4 раза, несколько снизилась себестоимость добычи 1 т руды. В перспективе намечено значительное расширение применения самоходного оборудования на добыче руд цветных и чёрных металлов, горно-химического сырья и других полезных ископаемых, а также в транспортном и гидротехническом строительстве при проходке камер и тоннелей. Широко применяется самоходное оборудование за рубежом: в США (более 80% общего объёма подземной добычи руд и угля), в Канаде и Австралии (около 85%), в Европе(около 80%).  
 
Наиболее распространено в мировой практике самоходное оборудование с дизельным приводом (более 80%). Основные особенности самоходного оборудования с дизельным приводом: манёвренность, наличие системы очистки отработанных газов, состоящей из каталитического и жидкостного нейтрализаторов.  
 
Самоходное оборудование выпускается в нормальном рудничном и взрывобезопасном исполнении. В последнем случае в конструкции машин с дизельным приводом предусматриваются дополнительно пластинчатая защита во всасывающем и выхлопном каналах, выхлопной коллектор с водяным охлаждением, тепловое реле для отключения подачи топлива, патрубки для отбора проб отработанных газов, предохранительный водяной затвор, автоматическая порошковая пламегасительная установка. Пуск двигателя осуществляется пневмостартером; применяются ремни из антистатического негорючего материала, невоспламеняемые гидравлические жидкости.  
 
Основные направления совершенствования самоходного оборудования: переход к изготовлению унифицированныхагрегатов и комплексов машин на основе блочно-модульного принципа их конструирования, создание машин для специфических горнотехнических условий, изыскание эффективного нетоксичного автономного привода, применение дистанционного, программного и автоматизированного управления работой машин