ПРИВОДНОЙ МОДУЛЬ МОНОРЕЛЬСОВОГО РУДНИЧНО-ШАХТОВОГО ЛОКОМОТИВА

Полезная модель относится к приводам руднично-шахтового монорельсового транспорта и является основной движущей и тяговой силой в составе монорельсовых транспортных средств.
Известен приводной блок к дизелевозу шахтовому монорельсовому Bizon 120, который состоит из низкооборотного гидродвигателя, предназначенного для трансмиссии гидроэнергии в тяговую силу, переносимую на профиль трассы и из тормозного устройства для торможения поезда во время движения или остановки на трассе с уклоном (интернет ресурсы: imoto.com.ua/bison.html).
Недостатками данного приводного блока являются: низкий КПД, который не превышает 75%; гидравлические узлы требуют ежедневного обслуживания; приведение в действие осуществляется двигателями внутреннего сгорания, которые сложны в изготовлении и требуют больших затрат на проведение технического обслуживания и ремонта; при нарушении герметичности гидравлической системы или нарушения ее пропускной способности сильно падает КПД; затруднена эксплуатация устройства в условиях низких температур.
Известна приводная единица шахтного дизельно-гидравлического подвесного локомотива типа DLZ110F-II, представляющая собой тяговое устройство в составе двигателя внутреннего сгорания и гидроблока, обеспечивающее перенос крутящего момента на приводные ролики с полиуретановым слоем и балку монорельса, по которой локомотив движется. Приводная единица состоит из двух низкооборотных гидродвигателей и тормоза с функцией аварийного тормоза (интернет ресурсы www.ferrit.cz)/
Недостатками известной приводной единицы являются: низкий КПД, который не превышает 75%; гидравлические узлы требуют ежедневного обслуживания через каждые 5-10 моточасов; сложность в изготовлении и наличие большого количества сборных деталей; затруднена эксплуатация устройств в условиях низких температур; загрязнение продуктами сгорания дизельного топлива атмосферы шахты, что требует дополнительных затрат на вентиляцию выработки шахты; дизельное топливо является пожароопасным; работа; работающие двигатели внутреннего сгорания создают звуковое давление, которое влияет на условия работы в шахтах.
Известна также, выбранная в качестве прототипа, приводная единица шахтного подвесного локомотива аккумуляторного типа DLZA90F и DLZA130F, состоящая из рамы, на крыле которой закреплен взрывозащищенный трехфазный электродвигатель, соединенный с помощью гибкой муфты с планетарным редуктором, на котором закреплен ведущий ролик приводной единицы. Приводная единица содержит поршневой гидромотор прижима и поршневой гидромотор для опускания тормоза (интернет ресурсы: www.ferrit.cz).
Недостатками данной приводной единицы являются: использование гидравлической системы, которая требует постоянного потребления энергоресурсов для прижима приводных колес к монорельсу; при нарушении герметичности гидравлической системы или нарушения ее пропускной способности происходит снижение силы прижима к монорельсу и проскальзывание приводных колес; затруднена эксплуатация в условиях низких температур гидравлической системы прижима приводных колес.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в расширении функциональных возможностей приводного модуля, в создании устройства, имеющего полную независимость от любых внешних энергоресурсов, кроме электроэнергии и имеющего автоматизированную систему контроля и управления.
Данная техническая проблема решается тем, что в известном приводном модуле монорельсового руднично-шахтового локомотива, включающем взрывозащищенный электродвигатель, соединенный с редуктором и закрепленным на его валу ведущим роликом, прижимное устройство и тормозное устройство, согласно изобретению, в качестве электродвигателя используют два асинхронных мотор-редуктора, установленных во взрывозащищенной оболочке со встроенными датчиками скорости, температуры и электромагнитным тормозом, а ведущим роликом служат прорезиненные колеса, соединенные с выходными валами мотор-редукторов, при этом перед мотор-редукторами установлены вентиляторы принудительного охлаждения, а прижимное устройство расположено между мотор-редукторами и выполнено в виде электромеханической системы рычажного типа, включающей червячный электродомкрат с установленным тензометрическим датчиком контроля величины усилия прижима, а во взрывозащищенном отсеке приводного модуля установлен блок системы управления, включающий частотные преобразователи и контроллер, при этом корпус приводного модуля выполнен взрывозащищенным.
Технический эффект, получаемый при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в том, что в предлагаемом приводном модуле отсутствуют системы гидравлики, а используется только электроэнергия аккумуляторных батарей, что увеличивает надежность устройства. Кроме того, приводной Модуль содержит систему управления, включающую частотные преобразователи и контроллер, что позволяет дистанционно контролировать и управлять локомотивом.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображен вид сверху приводного модуля, на фиг. 2 - разрез по А-А, на фиг. 3-общий вид приводного модуля в изометрической проекции.
Приводной модуль имеет взрывозащищенный корпус, внутри которого установлены два мотор-редуктора 1 с асинхронными электродвигателями 2 во взрывозащищенной оболочке и выходными валами 3. Мотор-редукторы 1 с асинхронными двигателями 2 оборудованы электромагнитным тормозом, датчиками скорости и датчиками температуры для контроля температуры обмоток электродвигателей 2 мотор-редукторов 1. Перед мотор-редукторами 1 установлены вентиляторы 4 принудительного охлаждения.
Выходные валы 3 мотор-редукторов 1 соединены с прорезиненными колесами 5, прижим которых к монорельсу осуществляется прижимным устройством 6, выполненным в виде электромеханической системы рычажного типа, включающем червячный электродомкрат 7 с установленным тензометрическим датчиком контроля величины усилия прижима. В специальном взрывозащищенном отсеке 8 установлен блок системы управления, включающий в себя два частотных преобразователя 9,
10 и контроллер управления 11. Первый частотный преобразователь 9 предназначен для управления питанием мотор-редукторов 1, а второй частотный преобразователь 10 для управления питанием вентиляторов 4 принудительного охлаждения и приводом червячного электродомкрата 7. Оба частотных преобразователя 9,10 получают управляющие команды от контроллера управления 11. Важными функциями контроллера управления 11 является функция синхронизации и функция «ведущий-ведомый».
Приводной модуль работает следующим образом.
Все управляющие команды поступают на контроллер 11 посредством кабельных вводов или через Wi-Fi модуль контроллера 11. Контроллер 11 управляет работой частотных преобразователей 9, 10, которые в свою очередь управляют мотор-редукторами 1, электродвигателями вентиляторов 4 принудительного охлаждения и червячного электродомкрата 7.
Управление движением осуществляется с помощью частотных преобразователей 9, 10, которые регулируют скорость движения путем изменения частотной характеристики выходной сети, к которой подключены электродвигатели 2.
Прижатие приводных колес 5 к монорельсу, осуществляется прижимным устройством 6, выполненным в виде электромеханической системы рычажного типа. Усилие от червячного электородомкрата 7 передается через систему рычагов на рычаг, который, перемещаясь вдоль приводного модуля, отталкивает друг от друга мотор-редукторы 1 и осуществляет прижатие приводных колес 5 к монорельсу. Процесс удаления приводных колес от монорельса аналогичен процессу прижатия, но происходит в обратном направлении.
Контроллер дает разрешение на запуск мотор-редукторов 1, когда степень усилия прижима колес 5 мотор-редуктора 1 будет находиться в заданных пределах.
Перед тем как контроллер 11 выдаст управляющую команду на частотный преобразователь 10, отвечающий за управление червячным электродомкратом 7, происходит сравнение параметра сигнала с тензометрического датчика червячного электродомкрата 7 с заданным параметром. Если степень прижатия приводных колес 5 к монорельсу не соответствует заданию, контроллер 11 выдает управляющее воздействие на электродвигатель червячного домкрата 7. По достижению требуемой величины степени прижатия, контроллер 11 выдает разрешающую команду о начале движения. Частотный преобразователь 9 запускает электродвигатели 2 мотор-редукторов 1. В процессе работы происходит нагрев электродвигателей мотор-редукторов 1. С датчиков температуры, установленных на обмотках электродвигателей, сигналы о превышении температуры поступают в контроллер 11, который выдает команду частотному преобразователю 10 на включение вентиляторов 4 принудительного охлаждения. Частотный преобразователь 10 имеет меньшую мощность по отношению к частотному преобразователю 9, управляющему электродвигателями мотор-редукторов 1, это позволяет обеспечить одновременную работу всего необходимого оборудования.
В случае работы двух или более приводных модулей, логическая связь между ними осуществляется посредством модуля Wi-Fi, входящего в состав центрального контроллера. В данном режиме работы реализуется функция «ведущий-ведомый». Центральный контроллер того приводного модуля, на который первым пришло управляющее воздействие «начало движения», автоматически становится «ведущим». Все остальные контроллеры становятся ведомыми. При работе в паре двух и более приводных модулей, для экономии электроэнергии на горизонтальных и наклонных (в сторону спуска) участках пути, существует возможность отключения ведомых приводных модулей. Происходит это путем уменьшения усилия прижатия до нуля приводных колес к монорельсу (так, чтобы приводные колеса не касались поверхности монорельса) и отключения электродвигателей мотор-редукторов. В случае, когда одного приводного модуля не достаточно для передвижения, подключаются в работу ведомые.
Выполненный во взрывозащищенном исполнении, исключающий наличие горючих смесей, выхлопных газов и искрящих механизмов, гидравлики, приводной модуль может использоваться в тупиковых выработках угольных шахт опасных по газу и пыли, выполнять функции передвижного транспортировочного механизма, выполнять маневровые и монтажные работы, не требующие высокой скорости передвижения, и подразумевающих дистанционное управление с помощью пульта управления, а также обеспечивать доставку людей, материалов в составе локомотива.