Расчет самокатной откатки
При проектировании самокатной откатки в надшахтном здании следует руководствоваться следующими общими правилами. Для возможного уменьшения длины пробега груженых вагонеток, вызывающих больший, чем порожние, износ путей, стрелок и реборд колес, опрокидыватель устанавливается возможно ближе к стволу шахты. Компенсаторы высоты устраивают после опрокидывателя так, чтобы по ним двигались только порожние вагонетки. Лесоподъемник обычно располагают на пути, параллельном компенсатору высоты.
Рельсы для самокатных путей при откатке однотонными вагонетками принимают весом 18 кГ/м, при вагонетках большей емкости — 24 кГ/м и более тяжелые. На закруглениях и стрелках устанавливают контррельсы.
Радиусы закруглений узкоколейных путей в соответствии с правилами технической эксплуатации должны составлять при скорости движения до 1,5 м/сек — не менее семикратной жесткой базы вагонетки, при большей скорости — не менее десятикратной.
Продольный профиль путей принимается таким, чтобы скорость движения вагонеток находилась всегда в определенных пределах, так как при очень малой скорости вагонетки могут останавливаться от случайного увеличения сопротивления движению, а при чрезмерно большой скорости — сходить с рельсов, особенно на криволинейных участках, на стрелках и при ударе о стопоры. При круговой схеме откатки принимается скорость для однотонных вагонеток в пределах 0,75—2,5 м/сек и для двухтонных 0,5—2 м/сек, а при тупиковой (при отсутствии движения по кривым) до 3 м/сек. Скорость при подходе вагонеток к стопорам во избежание схода их с рельсов принимается в пределах 0,2—1 м/сек. Часть пути, на котором вагонетки останавливаются и затем по освобождении стопоров автоматически приходят в движение, называется пусковым участком пути, а уклон этого пути — пусковым уклоном (табл. 1).
Пусковые уклоны при выходе из опрокидывателей из-за загрязненности путей принимаются: для вагонеток емкостью 1 т — 0,030, для вагонеток емкостью 2 и 3 т — 0,025.
При проектировании уклонов путей необходимо избегать частых переломов их. При этом уклоны принимаются такими, чтобы после освобождения на остановке вагонетки быстро набирали нормальную скорость движения на коротком участке пути с повышенным уклоном и далее сохраняли бы ее неизменной. Для этого уклон пути должен быть равен коэффициенту сопротивления, т. е. отношению силы сопротивления движению вагонетки на прямолинейном горизонтальном участке пути к весу вагонетки.
При расчете самокатной откатки весь контур путей разбивается на участки — прямолинейные, криволинейные, со стрелками и т. д. Уклон пути i на каждом участке определяется по формуле
где vr — конечная скорость движения вагонетки на данном участке пути, м/сек$
vн — начальная скорость движения вагонетки, м/сек;
g — ускорение силы тяжести, м/сек2;
l — длина пути, проходимого вагонеткой, м;
w' — коэффициент сопротивления движению вагонеток на прямолинейном горизонтальном участке пути (табл. 2).
Обозначив превышение уклона над коэффициентом
сопротивления через k, т. е.
При i > w', k > 0, vк > vн движение вагонетки равно ускоренное, при i = w', k = 0, vк = vн движение равномерное а при i < w'; k < 0, vк < vн движение равнозамедленное.
Если начальная скорость вагонетки, движущейся ускоренно, равна нулю (vн = 0), то
Если конечная скорость вагонетки, движущейся замедленно, должна быть равна нулю (vк = 0), то
Время пробега вагонетки по участку пути длиной l
Уравнение (2) связывает четыре величины vг, vк, l, k.
На закруглениях пути вследствие трения реборд колес о рельсы возникает добавочное сопротивление движению вагонеток, определяемое по формулам:
- при наличии повышения наружного рельса
- при отсутствии повышения наружного рельса
где R — радиус закругления, м;
k' — коэффициент при наличии повышения рельса, равный 1, при отсутствии повышения рельса, равный 1,5.
w' — коэффициент сопротивления, принимаемый по табл. 2.
Добавочный коэффициент сопротивления при движении вагонеток по стрелке
где R — радиус стрелочной кривой, м;
а — угол крестовины, град.; а — расстояние от начала до центра перевода, м;
b — расстояние от центра до конца перевода, м.
Для быстроты и удобства расчетов параметров самокатной откатки можно пользоваться номограммой (рис. 7), на которой по оси абсцисс отложена длина участков путей l, по оси ординат значения к и построены параболические кривые для различных значений скорости v.
