книги / Транспортные машины и комплексы

В настоящее время разрабатывается более мощный монорель­ совый дизелевоз (60—70 л. с.), в котором тяговые колеса прижи­ маются к вертикальной полке монорельса с помощью системы ры­ чагов и гидравлических цилиндров. Такие дизелевозы, как пока­ зывает опыт, имеют две секции (рис. 127), в одной из которых уста­ новлен дизель с гидравлической станцией, а во второй — кабина машиниста и гидроуправление.

Глава XIV

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ КОМПЛЕКСЫ ПОГРУЗОЧНЫХ И РАЗГРУЗОЧНЫХ ПУНКТОВ

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

На стыке двух видов шахтного транспорта, конвейерного и рельсового (непрерывного и прерывного), размещены перегрузоч­ ные пункты. К ним относятся стационарные, полустационарные и временные погрузочные пункты, где вагонетки загружаются с конвейера или из емкости. От пропускной способности погрузоч­ ного пункта зависит нагрузка на лаву, цикличность и интенсив­ ность ее работы. От равномерности работы подземных разгрузоч­ ных пунктов в околоствольных дворах и их пропускной способ­ ности зависит нагрузка на шахту, цикличность и производитель­ ность работы всех технологических звеньев от забоев до пунктов отгрузки продукции с территории шахты. Поэтому производи­ тельность и надежность конструкций комплекса погрузки или раз­ грузки на подземном транспорте приобретают важное значение.

Главное требование, предъявляемое к комплексу, — четкое и бесперебойное выполнение операций по заданной программе. В об­ щем виде процесс погрузки состоит из следующих групп операций: подачи порожняка, заполнения вагонеток, вытягивания груженого состава. Процесс разгрузки состоит из групп операций: подачи груженого состава, последовательного опорожнения вагонеток и вытягивания порожняка. В автоматизированных комплексах, созданных для этих процессов, предусматриваются системы упра­ вления, которые своевременно и последовательно включают и вы­ ключают исполнительные механизмы, средства контроля и отбора информации, чтобы обеспечить равномерное и полное заполнение или опорожнение вагонеток при установленном режиме. В состав автоматизированных комплексов погрузки или разгрузки входят механизмы для выполнения операций перемещения состава ваго­ неток, торможения, загрузки или разгрузки вагонеток, уплотне­ ния угля в вагонетке или очистки вагонеток от остатков угля, а также элементы, обеспечивающие автоматическое выполнение операций. К последним относятся: исполнительные устройства для обеспечения дистанционного и автоматического управления;

датчики для контроля правильного выполнения последовательных операций и отбора информации; средства местного управления для обеспечения наладки и ремонта; устройства автоматического ре­ гулирования; средства автоматической защиты от аварийных си­ туаций, автоматического учета работы, производственной и ава­ рийной сигнализации.

Автоматизированные комплексы механизмов для погрузки и разгрузки угля всех разновидностей являются комплексами цик­ личного действия, механизмы которых выполняют возвратно-по­ ступательное или возвратно-вращательное движение, а программа управления состоит из последовательно повторяемых операций.

Можно представить структуру автоматизированного погрузоч­ но-разгрузочного комплекса как взаимосвязь механизмов, устрой­ ств и датчиков, выполняющих подготовительные, главные, заклю­ чительные и вспомогательные операции. Механизмы и устройства* выполняющие подготовительные операции, подразделяются на тяговые, установочные или фиксирующие, и вспомогательные — взвешивающие, сигнализирующие и др. Механизмы, выполняющие главную операцию, делятся на загрузочные в комплексах погрузки, разгрузочные в комплексах разгрузки и на сопутствующие меха­ низмы вспомогательных операций — уплотняющие или очища­ ющие. Механизмы, выполняющие заключительные операции, под­ разделяются на тяговые, вспомогательные — по отбору проб и взвешиванию, на сигнализирующие и др. В состав автоматизиро­ ванного комплекса не включаются механизмы, выполняющие внецикловые операции при подаче очередного состава и установке головной вагонетки на толкающий механизм комплекса.

Для бесперебойной работы автоматизированного комплекса необходимо обеспечить постоянный запас вагонеток. Кроме того* в процессе погрузки необходимо обеспечивать постоянную подачу угля участковым транспортом, а в процессе разгрузки — постоян­ ный отбор угля из приемных устройств.

Суммарная продолжительность времени, в течение которога выполняются все операции по загрузке или^разгрузке одной ва­

гонетки — подготовительные 2*п0д| главная trjl, заключитель­

ные 2*зак> вспомогательные 2*всп> называется периодом цикла комплекса. Поскольку в каждой операции совершаются рабочий и холостой ходы, продолжительность которых составляет £р и £х* то период цикла Т равен:

?Т= 2*Р+2**= 2 (* Р + * х )п о д + 2 (*Р~Ь* х )г л + 2 (*р +*х)зак +
+ 2 ( * р + *«)всп-	(241)

Уравнение периода цикла дает представление о распределении времени при выполнении операций по загрузке и разгрузке ваго­ неток. Период цикла является исходной величиной для определе­ ния пропускной способности комплекса и выявления резервов еа повышения. Уменьшение периода цикла может быть достигнуто

за счет сокращения холостых ходов, вспомогательных операций, продолжительности выполнения всех операций, в том числе глав­ ной операции. Последнее связано с повышением средней скорости выполнения операций и ограничено технологическими возможно­ стями. Средняя скорость выполнения операций за цикл показана на циклограмме, построенной в виде функции пути движения ва­ гонетки от продолжительности ее загрузки или разгрузки. На циклограмме (рис. 128) отражаются непрерывность движения

Рве» 128» Фактическая циклограмма автоматизированного комплекса APC3 для разгрузки нерасцепленных составов в околоствольных дворах:

Z — путь вагонетки; 2 — поворот барабана опрокидывателя; 3 — рабочий ход цилинд­ ров платформы и вытягивателя; 4 — холостой ход цилиндров и вытягивателя

вагонетки, расстояния продвижения вагонеток, моменты начала и конца работы толкающих и других механизмов, продолжитель­ ность и скорость операций, совмещение операций. При остановках вагонеток во время погрузки или разгрузки на циклограмме обра­ зуются соответствующие ступени, по которым можно судить о пов­ торных включениях тяговых механизмов, что важно для динами­ ческого расчета комплекса. Графически можно определить на цик­ лограмме среднюю скорость выполнения цикла по углу между линией движения вагонетки и абсциссой:

P = tgq> = -f-*		(242)
где S — путь, пройденный	вагонеткой за цикл,	м;
v — средняя скорость	за цикл, м/с;
Т — период цикла, с.

Составные элементы периода цикла определяются расчетным путем по хронометражным замерам или по снятым осциллограм­ мам работы. Замеренные в условиях эксплуатации продолжитель­ ности отдельных операций имеют отклонения от номинальных зна­ чений. Например, продолжительности включений и отключений ме­ ханизмов неодинаковы при допустимых колебаниях напряжения тока; продолжительности рабочих ходов толкающих механизмов и переключений загрузочных устройств неодинаковы при измене­

нии давления в гидросистемах и т. д. Среднее значение периода t

цикла Т = определяется методами математической стати-

/-1 стики. Для этого необходимо располагать определенным масси­

вом выборки по периоду цикла комплекса. Располагая програм­ мой для конкретной ЭВМ, можно определить величину математи­ ческого ожидания, т. е. среднее значение фактического периода цикла.

Производительность автоматизированного погрузочно-разгру­ зочного комплекса зависнув основном от продолжительности холо­ стых ходов по операциям, совмещения операций по времени, не­ прерывности выполнения операций, скорости выполнения опера­ ции и продолжительности автоматизированных операций в течение одного цикла.

Влияние холостых ходов характеризуется с помощью коэффи­ циента кх, который представляет собой отношение общей про­ должительности холостых ходов во всех операциях в течение цикла

к периоду условно несовмещенного цикла:
*х = Т + а	(243)

где а — продолжительность совмещения операций за цикл.

К холостым ходам относится часть операций, связанная с воз­ вратом механизмов в исходное положение и их отключениями после выполнения заданной работы.

Совмещение операций, выполняемых комплексом за цикл, определяется с помощью коэффициента кс, который представляет собой отношение продолжительности совмещения операций за один цикл к периоду условно несовмещенного цикла:

	*с =	а	(244)
		Т +
			а *

Непрерывность работы комплекса характеризуется с помощью коэффициента непрерывности /сн, который определяется отноше­ нием продолжительности рабочего хода главной операции к пе­ риоду цикла:

Если применяемые в комплексе механизмы обеспечивают протягивание состава, не прерывая операцию 8агрузки или разгрузки, то показатель непрерывности равен единице, а его влияние на про­ изводительно сть наибо лыпая.

Сравнением продолжительности выполнения рабочего хода главной операции с периодом условно несовмещенного цикла опре­ деляется коэффициент темпа работы комплекса:

	кт	11\п	(246)
		Т + а
			*

Продолжительность автоматизированных операций характе­ ризуется с помощью коэффициента Аа, выраженного отношением общей продолжительности автоматически выполняемых операций в цикле к периоду условно несовмещенного цикла:

* . — т £ г -

<М 7 >

Перечисленные коэффициенты (холостых ходов, совмещения операций, темпа работы, продолжительности автоматизированных операций) называются характерными показателями комплекса. Все они, вместе взятые, представляют собой сумму факторов, ока­ зывающих самое существенное влияние на производительность автоматизированного погрузочно-разгрузочного комплекса

ваг./ч. (248)

В комплексах погрузки и разгрузки применяются в качестве тяговых устройств локомотивы, толкатели и лебедки. Локомотивы практически позволяют подавать большие составы, длина которых ограничивается возможностями пункта погрузки или разгрузки. Однако их применение в погрузочно-разгрузочных комплексах, особенно для составов вагонеток с глухим кузовом, не всегда выгодно по экономическим соображениям. Схема дистанционного управления и автоматического регулирования скорости локомо­ тива достаточно сложна, а расход электроэнергии выше, чем у дру­ гих тяговых устройств. Лебедки же не рекомендуются для приме­ нения в автоматизированных комплексах, поскольку вытяжка каната нарушает установленные фиксированные положения, за­ данные программой. Кроме того, при наличии лебедок сохра­ няются ручные операции по прицепке и растяжке каната. Наибо­ лее рациональным средством, применяемым для перемещения со­ става, является толкатель, устанавливаемый в наиболее удобном месте.

В автоматизированных транспортных комплексах важное зна­ чение приобретают установочные или фиксирующие устройства, от которых зависит точность выполнения заданной программы про­

цесса загрузки или разгрузки. К ним относятся тормозные устрой­ ства и путевые стопоры. Их конструктивное исполнение и усло­ вия торможения диктуются назначением и местом установки.

Загрузочные или разгрузочные устройства, применяемые в ком­ плексах, обеспечивают точное выполнение операций, направлен­ ных на обеспечение непрерывности потока угля. Их конструкция выполняется применительно к конкретным условиям и типам ваго­ неток.

Учет добычи угля, поступающего на пункт погрузки, ведется с помощью конвейерных весов, устанавливаемых на подающем конвейере. Конвейерные весы делятся на тензометрические, электрогидравлические и электроимпульсные. На угольных шахтах внедрены взрывобезопасные электрогидравлические конвейерные весы типа ЭГВ.

Важное значение имеет полное использование объема вагоне­ ток в процессе их загрузки. Для этого применяют уплотняющие устройства, среди которых распространение получили установки с навесными взрывобезопасными вибраторами направленного дей­ ствия типа ВНДВ.

В подземных автоматизированных погрузочно-разгрузочных комплексах применяются следующие средства во взрывобезопас­ ном исполнении: для автоматического регулирования скорости движения состава; скорости потока или проходного сечения за­ грузочных или разгрузочных устройств; отбора информации о типе вагонетки^и ее положении, о правильности загрузки и др.; пере­ работки и выдачи информации о весе отгруженного состава, но­ мере локомотива, о марке и качестве отгруженного угля и др. Соответственно различаются по функциональным и конструктив­ ным признакам применяемые датчики, исполнительные механизмы, регуляторы и др.

Автоматизированные погрузочно-разгрузочные комплексы раз­ личаются по конструктивным и кинематическим признакам. Они делятся на агрегатированные и составленные из отдельных меха­ низмов. Первые представляют собой кинематически связанные конструкции механизмов, имеющие единые опорные базы и еди­ ные системы управления. Вторые представляют собой набор са­ мостоятельных механизмов, предназначенных для выполнения от­ дельных операций, связанных между собой только системой упра­ вления. Агрегатированные комплексы отличаются значитель­ ными преимуществами: меньшее число приводов, применение об­ щей насосной установки при наличии гидравлических исполни­ тельных механизмов и приводов, упрощение системы управления, ускорение цикла выполняемого процесса за счет уменьшения числа холостых ходов и большего совмещения операций, повышен­ ная надежность, компактность конструкции и уменьшение про­ изводственной площади. Основными требованиями, предъявляе­ мыми к автоматизированным комплексам, являются эксплуата­ ционные и конструктивные.

Эксплуатационные требования направлены на обеспечение за­ данного технологического режима, высоких показателей произ­ водительности, безотказности работы комплекса, соблюдения пра­ вил эксплуатации и безопасности работ, удобства монтажа и ре­ монта, снижения эксплуатационных расходов и др.

Конструктивные требования направлены на обеспечение рабо­ тоспособности узлов машины и их конструктивного оформления. К ним относятся требования по надежности и долговечности, впи­ сыванию в заданные габариты, встраиванию средств автоматики и управления, промышленно-эстетическому оформлению, обеспе­ чению блокировок для согласованной работы всех механизмов комплекса и др.

§ 2. ТОЛКАТЕЛИ

Одним из главных структурных элементов автоматизирован­ ного комплекса погрузки или разгрузки является толкатель, который предназначен для принудительного передвижения нерасцепленных составов или отдельных вагонеток в подземных выра­ ботках или на поверхности шахты.

Толкатели различаются:

по способу воздействия на вагонетку — толкатели нижнего действия, перемещающие вагонетку за ось, подвагонный упор или колесо; толкатели верхнего действия, у которых рабочий ор­ ган воздействует на борт вагонетки;

по роду потребляемой приводом энергии — электрические, пневматические и электрогидравлические;

по способу монтажа — фундаментные и бесфундаментные; по типу тягового органа — цепные, канатные, поршневые,

с толкающей тележкой.

Широкое распространение получили на шахтах толкатели ниж­ него действия, предназначенные для обмена грузовых вагонеток, проталкивания нерасцепленных составов и одиночных вагонеток при обмене их в опрокидывателях и проталкивания вагонеток по откаточным путям.1; Предусматриваются следующие типы толкате­ лей: ТЦ — цепные с замкнутой цепью и электроприводом, ТЦН— то же, с незамкнутой цепью, ТК — канатные с электроприводом, ТШП — штоковые с пневматическим приводом, ТШГ — штоко­ вые с гидравлическим приводом. Все они могут изготовляться в исполнениях: К — при посадке на жесткие посадочные устрой­ ства, П — при посадке клети на качающиеся площадки, С — для проталкивания составов. Исполнение толкателя определяет его основные размеры и ход кулака толкателя.

У толкателей типа ТЦ толкающее усилие составляет от 8000 до 60 000 кН при скорости 0,5—0,8 м/с, у толкателей типа ТЦН — от 8000 до 16 000 кН при скорости 0,8 м/с, у толкателей типа ТК —

от 2800 до 22 000 кН при скорости 0,5—0,8 м/с,		у толкателей
типа ТШП — от 8000	до 16 000 кН при скорости	0,6—1,0 м/с,
а у толкателей ТШГ —	от 40 000 до 60 000 кН при скорости 0,6 м/с.