Типы вагонов
На карьерах используют следующие типы вагонов:
- полувагоны (гондолы) для перевозки легких насыпных грузов (угля, известняка и др.);
- вагоны-самосвалы (думпкары) для перевозки скальных крупнокусковых грузов;
- вагоны-бункеры (хопперы) для перевозки угля и щебня;
- различные платформы для перевозки вспомогательных грузов.
Основные узлы
В вагонах всех типов можно выделить следующие основные узлы:
- ходовое оборудование,
- раму,
- кузов,
- ударно-сцепное устройство,
- пневматическую систему.
Ходовое оборудование
Ходовое оборудование включает в себя двух-, трех- или четырехосные ходовые тележки. Основные элементы тележек:
- колесные пары,
- буксы,
- рама,
- рессорные комплекты,
- тормозные устройства.
На ходовые тележки опирается рама вагона, на которой закрепляется кузов. На раме вагонов-самосвалов крепятся:
- пневмоцилиндры, предназначенные для опрокидывания кузова при разгрузке,
- воздушные резервуары,
- механизмы тормозной системы,
- пневматические магистрали для управления тормозами,
- механизмы опускания и поднятия бортов.
Рама и кузов
В не саморазгружающихся вагонах рама и кузов объединены в единую конструкцию.
Кузов современных полувагонов (гондол) выполняют с несущими боковыми стенками, поэтому он имеет каркас, изготовленный из тонкостенных профилей.
Вагоны-самосвалы обладают некоторыми конструктивными особенностями. Их кузова выполняют отдельно от рам. Борта вагонов-самосвалов усиливают ребрами жесткости.
Днище для амортизации ударов от загружаемой горной массы выполняют из двух стальных листов, между которыми прокладывают деревянные брусья.
Пневматика
Борта вагонов-самосвалов шарнирно соединены с днищем, что позволяет откидывать их при разгрузке на обе стороны. Для наклона кузова применяют пневматические цилиндры, которые на полуосях подвешены в проемах рамы вагона, а их штоки шарнирно соединены с днищем кузова.
Вагоны-самосвалы оборудованы механизмом открывания и закрывания бортов. Эти механизмы устроены таким образом, что борта откидываются значительно быстрее, чем наклоняется кузов. После откидывания борт является как бы продолжением днища.
Пневмоцилиндры разгрузки получают питание от пневмосистемы локомотива. К цилиндрам подводится сжатый воздух под давлением 0,7 МПа.
Тормозная система
Все вагоны, используемые на карьерах, оборудованы тормозной системой.
Тормозная система вагона состоит из пневматической подсистемы управления тормозными колодками и рычагов, через которые производится прижатие или отжатие тормозных колодок к поверхностям питания колес.
Современные вагоны оборудуют автоматическими ударно-сцепными устройствами — автосцепками.
Технические характеристики карьерных вагонов-самосвалов
В табл. 6.11 приведены технические характеристики выпускаемых карьерных вагонов-самосвалов.
Масса (т) прицепной к локомотиву части поезда (состава вагонов):
где
- F — максимальная сила тяги локомотива, Н;
- g — ускорение свободного падения, м/с2;
- w0 — удельное сопротивление движению поезда, Н/кН (отношение силы сопротивления движению, Н, к полному весу поезда, кН);
- wгp — удельное сопротивление троганию состава, Н/кН; i — уклон пути; а — ускорение поезда при его разгоне, м/с2;
- тл — масса локомотива, т.
В свою очередь
где F — коэффициент сцепления тяговых колес с рельсами (при сухих рельсах F = 0,2; при подсыпке песка F = 0,25; при мокрых рельсах F =0,15).
Величину gmл (кН) называют сцепным весом. Это вес локомотива или тягового агрегата, приходящийся на тяговые колеса.
Удельные сопротивления движению w0 для поездов, движущихся по шахтным выработкам, составляют от 5 до 16 Н/кН, для карьерных поездов — от 5 до 11 Н/кН. Удельное сопротивление троганию состава wтp принимается равным 4 Н/кН.
Рельсовые пути на шахтах укладывают с уклоном не менее 3% для обеспечения нормального стока воды и не более 5%. По этой причине наиболее тяжелый режим работы локомотива — это движение состава порожняком вверх по уклону от околоствольного двора к пункту погрузки.
Применительно к условиям работы в шахтах допустимую массу прицепной части поезда устанавливают по условиям сцепления колес электровоза с рельсами, допустимого нагрева тяговых двигателей, возможности экстренной остановки поезда с соблюдением правил безопасности. Тормозной путь в соответствии с требованиями правил безопасности должен быть не более 40 м.
При работе локомотивного транспорта на карьерах самые тяжелые режимы движения — это движение по руководящему (наибольшему, затяжному) уклону груженого состава (как правило руководящий уклон имеет место на выездной траншее) и трогание с места груженого состава на уклоне вверх.
Тормозной путь, который в соответствии с требованиями правил безопасности не должен быть больше 300 м, определяют при движении поезда вниз по руководящему уклону.