Шахтная монорельсовая дорога
MINE MONORAIL

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в конструкции шахтных подвесных монорельсовых дорог, предназначенных для транспортирования грузов и людей в подземных условиях.
Известна шахтная монорельсовая дорога (RU, №2279550, кл. E21F 13/02; В61В 13/04, опубл. 10.07.2006 г.), содержащая монорельс, связанный с крепью горной выработки соединительными элементами и обеспечивающий возможность перемещения по нему подвижного состава. Монорельс с крепью жестко связан соединительным элементом. На верхних полках монорельса, вдоль его длины, размещены горизонтально ориентированные плиты, которые с помощью анкерных болтов прижимают к кровле горной выработки П-образные башмаки со вставкой из податливого материала.
Во время движения подвижного состава по монорельсу все действующие нагрузки передаются на соединительные элементы и анкерные болты. Далее нагрузки воспринимает кровля горной выработки.
Использование известного устройства приводит к значительным продольным динамическим нагрузкам, возникающим во время пуска (торможения) подвижного состава и передающимся на анкерные болты кровли горной выработки. Это вызвано тем, что под действием инерционных сил, формирующихся в переходных режимах и, особенно, во время торможения подвижного состава, когда тормозные усилия передаются на монорельс, появляются колебательные процессы в системе подвижной состав-монорельс-крепь, приводящие к ударам и появлению зазоров в его сцепках. С увеличением указанного зазора повышаются нагрузки в сцепках, возрастают нагрузки на монорельс, а, следовательно, и кровлю горной выработки, что приводит к сокращению их срока эксплуатации.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является шахтная монорельсовая дорога (RU, №2611660, кл. В61В 13/04, E21F 13/02, В61В 3/00, Е01В 25/24, опубл. 28.02.2017 г.), содержащая монорельс, связанный с крепью горной выработки соединительными элементами и обеспечивающий возможность перемещения по нему подвижного состава. На каждом конце отрезка монорельса размещены проушины, приваренные на верхней полке двутаврового профиля. На одном конце отрезка монорельса под нижней полкой двутаврового профиля приварен ключ, а на другом - замок. Такое расположение проушин, ключа и замка позволяет соединить соседние отрезки монорельса и образовать стыки. При этом проушины соседних отрезков монорельса зафиксированы при помощи пальца и скобы, а ключ одного соединяемого отрезка монорельса входит в замок другого соединяемого отрезка монорельса. Скоба соединена с отрезком цепи, закрепленной с помощью болта и гайки к подвесу. Опорная поверхность подвеса вместе со вставкой из податливого материала (резины, полиуретана) и металлической пластиной прижата к крепи горной выработки с помощью подвесных болтов с загнутым концом. Во время движения подвижного состава по монорельсу вся нагрузка, действующая на соединительные элементы и болты с загнутым концом, передается на кровлю горной выработки.
Применение известного устройства приводит к значительным продольным динамическим нагрузкам, возникающим во время торможения подвижного состава, поскольку под действием инерционных сил, формирующихся в переходных режимах, когда тормозные усилия передаются на монорельс, появляются колебательные процессы, приводящие к ударам и появлению зазоров в его сцепках. С увеличением указанного зазора повышаются нагрузки в сцепках, возрастают динамические нагрузки в системе подвижной состав-монорельс-крепь на монорельс, включая соединительные элементы и болты с загнутым концом, а, следовательно, и кровлю горной выработки, что приводит к сокращению их срока эксплуатации.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования шахтной монорельсовой дороги, в которой за счет конструктивных особенностей обеспечивается во время торможения подвижного состава рассеивание энергии возникающих колебательных процессов, что приводит к снижению динамических нагрузок в сцепках подвижного состава, передающихся на монорельс и крепь горной выработки, а, следовательно, и к повышению срока их эксплуатации.
m
m
Поставленная задача решается тем, что в шахтной монорельсовой дороге, содержащей монорельс, прикрепленный к крепи горной выработки подвесами, с возможностью перемещения по нему подвижного состава, согласно изобретению, подвижной состав, сформированный из подвижных единиц, шарнирно соединенных штангами, снабжен по меньшей мере одной тягой, выполненной в виде трубы, в теле которой размещен шток, с закрепленной на торце проушиной, а на его цилиндрической части расположены тарельчатые пружины, контактирующие с внутренней поверхностью корпуса тяги, причем тарельчатые пружины имеют предварительный натяг, определяемый следующей зависимостью: z=(0,40…0,45) k F, где k - коэффициент жесткости тарельчатых пружин; F - максимальное усилие, действующее на тягу во время торможения.
Целесообразно выполнение тяги с упруго-демпфирующими свойствами только для соединения подвижной единицы с функциями торможения и остальной части подвижного состава.
Целесообразно выполнение отверстия с выступом в перемычке корпуса тяги и продольного паза вдоль резьбовой части штока для исключения их вращения относительно друг друга.
Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 изображен общий вид шахтной монорельсовой дороги; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б на фиг. 2.
Шахтная монорельсовая дорога содержит монорельс 1, состоящий из отрезков двутавровой балки, прикрепленный к крепи 2 горной выработки подвесами 3. На нижних полках двутавровой балки монорельса 1 размещен подвижной состав, выполненный в виде подвижных единиц 4, связанных между собой с помощью вилок 5 и тяги 6, шарнирно соединенных между собой, а также вилок 5 и тяг 7. Каждая подвижная единица 4 имеет по одной вилке 5, жестко закрепленной спереди, а также сзади. Количество подвижных единиц 4 устанавливается ее грузоподъемностью и общей массой перевозимого монорельсовой дорогой груза.
Тяга 6 зафиксирована с одной стороны в вилке 5 единицы подвижного состава 4, выполняющей тормозные функции, с другой стороны - в вилке 5 оставшейся части подвижного состава 4. При этом остальные единицы подвижного состава 4, также имеющие вилки 5, шарнирно соединены между собой штангами 7.
m
m
Тяга 6 содержит корпус 8, выполненный в виде трубы, в средней части которой расположена перемычка с центральным отверстием, имеющим один выступ. С одной торцевой стороны корпуса 8 закреплен фланец 9, с размещенной на нем проушиной 10, а с другой стороны - фланец 11 с отверстием, расположенным по его центру. В отверстие корпуса 8 и отверстие фланца 11 установлен подвижный шток 12, на торце которого жестко закреплена проушина 13. С противоположной стороны шток 12 имеет резьбовую часть и продольный паз, охватывающий выступ отверстия перемычки корпуса 8. На частях штока 12, расположенных внутри корпуса 8 по обе стороны его перемычки, попарно установлены тарельчатые пружины 14 и плоские шайбы 15, которые зафиксированы гайками 16. Количество пар тарельчатых пружин 14 устанавливается в зависимости от требуемых упруго-фрикционных свойств тяги 6, а их предварительный натяг определяется зависимостью: z=(0,40…0,45) k F, где k - коэффициент жесткости тарельчатых пружин 14; F - максимальное усилие, действующее на тягу 6 во время торможения.
Штанга 7 имеет корпус 8, с каждого торца которого закреплен фланец 9 и проушина 10.
Шахтная монорельсовая дорога работает следующим образом.
Во время торможения подвижного состава 4 по монорельсу 1 возникают продольные динамические нагрузки в виде периодических колебаний и ударов, обусловленные инерционными и силовыми возмущениями, которые формируются в вилках 5, тяге 6 и штангах 7, воспринимаются монорельсом 1 и через его подвесы 3 передаются к крепи 2 горной выработки. Далее действующие на тягу 6 динамические нагрузки передаются на проушины 10 и 13, фланцы 9 и 11, а также на шток 12.
Под воздействием нагрузок шток 12 перемещается относительно корпуса 8. Это перемещение штока 12 приводит к деформации тарельчатых пружин 14, которые за счет своих упруго-демпфирующих свойств поглощают энергию периодических колебаний. Возникающие во время смещения штока 12 силы трения, действующие между тарельчатыми пружинами 14 и шайбами 15, а также между внутренней поверхностью корпуса 8, приводят к рассеиванию механической энергии и гашению периодических колебаний, формирующихся во время торможения подвижного состава 5 на монорельсе 1, что снижает действие продольных динамических нагрузок в системе подвижной состав-монорельс-крепь.
Таким образом, за счет создания упруго-фрикционных свойств в системе подвижной состав-монорельс-крепь обеспечивается поглощение энергии удара и рассеивание механической энергии периодических колебаний, что уменьшает воздействие инерционных и силовых возмущений, возникающих во время торможения подвижного состава по монорельсу, снижает динамические нагрузки на крепь горной выработки, повышая ее срок эксплуатации.