ПОДВЕСНОЙ МОНОРЕЛЬСОВЫЙ ПУТЬ ПМП-155М

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности, в частности к шахтным подвесным монорельсовым дорогам и может быть использовано для бесперегрузочной доставки оборудования, материалов и людей по разветвленным горизонтальным и наклонным выработкам.
Широкому внедрению монорельсовых дорог в горную промышленность способствуют их достоинства по сравнению с другими средствами транспорта: простота конструкции; низкая трудоемкость; возможность быстрого монтажа и демонтажа монорельсового пути; возможность работы в разветвленных горизонтальных и наклонных горных выработках; малые габариты и жесткая база, позволяющие работать в выработках с ограниченными поперечными размерами и радиусами закруглений; независимость работы от состояния почв выработок; высокие маневренность, автономность действия, надежность и безопасность работы. В последнее время горнопромышленные предприятия достигли во многих областях высокого технического уровня, растет производительность горнодобывающей промышленности и соответственно объем транспортировки материала. В результате повышаются требования к подвесным монорельсовым дорогам.
Известна монорельсовая дорога с канатной тягой типа ДМК. В дорогах этого типа в качестве монорельса используют двутавры №16. Отрезки двутавра длиной до 3 м соединены между собой шарнирно с допускаемым взаимным отклонением ±(4-5°) в горизонтальной и вертикальных плоскостях и с помощью несущих балок подвешены на отрезках цепи к кровле выработки (Пухов Ю.С. Транспортные машины. М., Недра, 1979, стр.180-182).
Недостатком данной дороги является недостаточная несущая способность монорельса из-за того, что используемый профиль подвержен продольному изгибу под нагрузкой, кроме того, недостатком является небольшой срок службы профиля монорельса из-за высокой изнашиваемости полок монорельса, поверхность которых подвергается воздействию сил трения и смятия, возникающих при контакте с колесами подвесных тележек, а также невозможность работы дороги без промежуточной разгрузки при разветвленной сети горных выработок.
Известна монорельсовая дорога с локомотивной тягой. Монорельсовый путь выполнен из двутавровых балок №16 и состоит из отрезков длиной 4-6 м, подвешенных к кровле цепными подвесками регулируемой длины. На ответвлениях пути и разминовках
устанавливают симметричные стрелочные переводы (Пухов Ю.С. Транспортные машины. М., Недра, 1979, стр.182-183).
Недостатком данного пути является недостаточная несущая способность монорельса из-за того, что используемый профиль подвержен продольному изгибу под нагрузкой, кроме того, недостатком является небольшой срок службы профиля монорельса из-за высокой изнашиваемости полок монорельса, поверхность которых подвергается воздействию сил трения и смятия, возникающих при контакте с колесами подвесных тележек.
Целью изобретения является увеличение несущей способности подвесного монорельсового пути (далее по тексту ПМП) и увеличение срока его службы.
Указанная цель достигается тем, что несущий профиль монорельсового пути выполнен из усиленного двутавра с высотой профиля 155 мм, при этом ширина полки двутавра должна составлять 0,40-0,45 высоты профиля, ширина шейки - 0,10-0,15 ширины полки, высота полки - 0,20-0,25 ширины полки, кроме того: у ходового монорельса к верхним полкам приварены проушины со сквозным отверстием, служащим для соединения с элементами подвеса и с проушиной пристыковываемого монорельса, а к нижним полкам приварены парные элементы крепления замок - ключ, один из которых - замок - представляет собой скобу, а ключ выполнен в виде наплава конгруэнтной формы; у поворотного монорельса к верхним полкам приварены фланцы с отверстиями для соединения с элементами подвеса и фланцем пристыковываемого монорельса, а к нижним полкам приварены петли для болтового соединения с пристыковываемым монорельсом; у соединительного монорельса с одной стороны приварены элементы крепления поворотного монорельса - фланец и петля, а с другой стороны - элементы крепления ходового монорельса - проушина и замок или ключ; кроме этого узлы подвески пути выполнены в двух вариантах и представляют собой захват на металлокрепь и захват на анкерную крепь, при этом захват на металлокрепь состоит из кронштейна с крюками и цепи с серьгой, а захват на анкерную крепь включает кронштейн, анкера и цепь с серьгой. Кроме того, ходовые монорельсы соединяются между собой и с соединительными монорельсами шарнирно-подвижно, за счет того, что оба торца ходового монорельса и один из торцов соединительного монорельса выполнены со скосом в вертикальной плоскости с углом 3,5°; а поворотные монорельсы выполнены в трех вариантах - на 15°, 7,5° и 5,5°. Для удержания монорельсового пути от раскачивания при динамических нагрузках в состав пути входят распорные замки (вертлюги).
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана балка двутавровая для шахтных монорельсовых дорог, на фиг.2 - показан ходовой монорельс, на
фиг.3 - схема соединения ходовых монорельсов, на фиг.4 - поворотный монорельс, на фиг.5 - фрагменты соединенных поворотных монорельсов, на фиг.6 - соединительный монорельс, на фиг.7 - рельсовый упор, на фиг.8 - захват на металлокрепь, на фиг.9 - захват на анкерную крепь, на фиг.10 - распорный замок (вертлюг).
В качестве несущего профиля на монорельсовом пути применяется балка двутавровая для шахтных монорельсовых дорог (фиг.1) с высотой профиля «Н» - 155 мм, имеющая следующие параметры: ширина полки «В» составляет 0,40-0,45 высоты профиля «Н» монорельса, ширина шейки «S» - 0,10-0,15 ширины полки «В», высота полки «Т» - 0,20-0,25 ширины полки «В», в то время как у стандартной двутавровой балки №16 ширина полки «В» составляет 0,51 высоты профиля «Н» монорельса, ширина шейки «S» - 0,06 ширины полки «В», высота полки «Т» - 0,1 ширины полки «В». Предложенная конструкция балки позволяет увеличить ее грузоподъемность за счет увеличения момента сопротивления по оси Х почти в 1,4 раза по сравнению со стандартным двутавром №16, по оси Y в 1,6 раза. Кроме того, за счет увеличения высоты полок данная балка имеет больший срок службы, чем стандартная двутавровая балка.
Монорельсовый путь монтируется по разветвленным горизонтальным и наклонным выработкам, для этих целей монорельсы изготавливаются с удобными и надежными элементами крепления в разных вариантах (ходовые, поворотные, соединительные), что позволяет использовать ПМП без перезагрузок состава.
Ходовые монорельсы (фиг.2) изготавливаются длиной от 1 м до 3 м в зависимости от условий применения ПМП. Угол 7° между ходовыми монорельсами дает им возможность работать шарнирно-подвижно, что частично позволяет компенсировать динамические нагрузки. К верхним полкам ходового монорельса приварены проушины 1 со сквозным отверстием овальной формы, служащим для соединения с серьгой 5 и проушиной 1 пристыковываемого монорельса (фиг.3) посредством пальца 6, закрепляемого с помощью шайбы 7 и шплинта 8. К нижним полкам ходового монорельса приварены парные элементы крепления замок 2 и ключ 3. Замок 2 представляет собой скобу, а ключ 3 выполнен в виде наплава конгруэнтной формы.
Для более жесткого закрепления ПМП, особенно на наклонных участках, на ходовые монорельсы выборочно привариваются опоры 4. Опора 4 представляет собой пластину с отверстиями для закрепления распорных замков.
Для поворота монорельсового пути в горизонтальной плоскости применяются поворотные монорельсы на 15°, 7,5° и 5,5° (фиг.4). К верхним полкам поворотного монорельса приварены фланцы 9 (фиг.5). На фиг.5(а) показан фрагмент соединенных поворотных монорельсов, на рис.5(б) и (в) показаны фрагменты соединенных поворотных
монорельсов при двух разных вариантах подвеса. В верхней части фланца предусмотрены отверстия для соединения с цепью 11 и фланцем пристыковываемого монорельса посредством болтов 12. К нижним полкам поворотного монорельса приварены петли 10 для болтового соединения пристыковываемых монорельсов посредством болтов 13.
Для соединения криволинейных участков пути монорельса с прямолинейными участками, а также для соединения с вилочной стрелкой применяются соединительные монорельсы (фиг.6). С одной стороны к соединительному монорельсу приварены элементы крепления поворотного монорельса - фланец 9 и петля 10 для болтового соединения, с другой стороны приварены элементы крепления ходового монорельса - проушина 1 и замок 2 или ключ 3. Кроме того, торец с проушиной 1 и элементом крепления - замком 2 или ключом 3 выполнен со скосом в вертикальной плоскости с углом 3,5° для шарнирно-подвижного соединения с ходовыми монорельсами.
Для изменения направления движения по монорельсовому пути в правую или левую сторону применяется вилочная стрелка с ручным обслуживанием.
Вилочная стрелка может работать в горной выработке с углом наклона пути до ±14°.
В начале и конце ПМП, для предотвращения случайного сползания с пути подвижного состава устанавливаются заградители рельсовые (фиг.7), которые состоят из крепления 14 и костыля 15, который держится на тросе 16.
Подвешивание пути производится на анкерную крепь и металлокрепь.
Подвешивание пути осуществляется с помощью элементов подвеса, которые состоят из серьги 5, цепи 11 и захвата на металлокрепь или захвата на анкерную крепь.
Захват на металлокрепь (фиг.8) состоит из кронштейна 17, двух крюков 18, которые крепятся к кронштейну болтами с пружинными шайбами и пальца 19 для соединения с цепью 11, другой конец которой соединяется с серьгой 5.
Захват на анкерную крепь (фиг.9) состоит из кронштейна 20, двух анкеров 21 и пальца 22 для соединения с цепью 11, другой конец которой соединяется с серьгой 5.
В наклонных и горизонтальных выработках для удержания монорельсового пути от раскачивания при динамических нагрузках применяется распорный замок (вертлюг) (фиг.10). Распорный замок состоит из трубы 23, к концам которой приварены втулки 24 с внутренней резьбой, в которые вкручиваются резьбовые проушины 25. Проушины с помощью болтов соединяются с серьгой или цепью.
Предлагаемый подвесной монорельсовый путь ПМП-155М может использоваться в угольных шахтах с разветвленными и наклонными выработками с углом наклона ±25° для бесперегрузочной доставки оборудования, материалов и людей за счет того, что
монорельсы изготавливаются с удобными и надежными элементами крепления в разных вариантах (ходовые, поворотные, соединительные). Кроме того, ПМП-155М имеет высокую несущую способность и большой срок службы за счет применения усиленного двутавра.
Сравнительные характеристики существующих близких по размеру стандартных двутавров и предлагаемого в настоящей заявке двутавра 155М представлены в таблице 1:
Таблица 1.
Номер двутавра
Момент сопротивления Wx, см<sup>3</sup>
Момент сопротивления Wy, см<sup>3</sup>
Несущая способность рельсового стыка, кН
Срок службы, лет
Масса 1 м, кг
Двутавр 140 ГОСТ 8239-89
81,7
11,5
10
2,0
13,7
Двутавр 160 ГОСТ 8239-89
109,0
14,5
23
3,0
15,9
Двутавр 180 ГОСТ 8239-89
143,0
18,4
35
4,0
18,4
Двутавр 155М
152,6
23,5
50
5,0
23,86
Примеры конкретного выполнения двутавра 155 М и соответствующие каждому выбранному двутавру сравнительные характеристики полученные эмпирическим путем представлены в таблице 2:
Таблица 2.
Наименование параметра двутавра
Значения параметров двутавра 155М, размеры которого находятся:
Вне заявленных диапазона
На границах заявленных диапазонов
Внутри заявленных диапазонов
На границах заявленных диапазонов
Вне заявленных диапазона
Ширина полки В, мм
54,3
62,0
65,9
69,8
77,5
Ширина шейки S, мм
2,7
6,2
8,2
10,5
15,5
Высота полки Т, мм
8,1
12,4
14,8
17,4
23,3
Несущая способность подвесного монорельсового пути, т/м
35
46
50
46
35
Срок службы, лет
3,2
4,5
5
4,5
3,2
По данным таблиц видно, что выбранный для защиты диапазон размеров двутавра 155М соответствует наилучшему соотношению прочностных характеристик и срока службы двутавра.