Исследования динамических процессов приводов стрелочных переводов горного транспорта
Выполнена оценка величины допустимого усилия замыкания остряков с помощью устройства, встроенного в привод стрелочного перевода на основе построенной математической модели процесса отжатия остряка от рамного рельса под воздействием динамических нагрузок, возникающих в процессе движения по нему подви...
Saved in:
| Published in: | Розробка родовищ |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104639 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Исследования динамических процессов приводов стрелочных переводов горного транспорта / В.В. Говоруха, С.Л. Ладик, А.В. Говоруха, В.К. Кизилов, Т.П. Собко // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 9. — С. 217-222. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-104639 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Говоруха, В.В. Ладик, С.Л. Говоруха, А.В. Кизилов, В.К. Собко, Т.П. 2016-07-13T09:06:08Z 2016-07-13T09:06:08Z 2015 Исследования динамических процессов приводов стрелочных переводов горного транспорта / В.В. Говоруха, С.Л. Ладик, А.В. Говоруха, В.К. Кизилов, Т.П. Собко // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 9. — С. 217-222. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 2415-3435 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104639 622.151:622.6 Выполнена оценка величины допустимого усилия замыкания остряков с помощью устройства, встроенного в привод стрелочного перевода на основе построенной математической модели процесса отжатия остряка от рамного рельса под воздействием динамических нагрузок, возникающих в процессе движения по нему подвижного состава. Виконана оцінка величини допустимого зусилля замикання гостряків за допомогою пристрою, вбудованого в привід стрілочного переводу на основі побудованої математичної моделі процесу відтискання гостряка від рамної рейки під дією динамічних навантажень, що виникають у процесі руху по ньому рухомого складу. Estimation of size of possible effort of shorting of wits by the device, built-in in the drive of arrow transfer on the basis of the built mathematical model of process wrung out wit from a frame rail under act of the dynamic loadings arising up in the process of motion on him of mobile composition is implemented. ru УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України Розробка родовищ Розробка рудних родовищ Исследования динамических процессов приводов стрелочных переводов горного транспорта Дослідження динамічних процесів приводів стрілочних переводів гірничого транспорту Researches of dynamic processes of drives of pointer transfers of mining transport Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Исследования динамических процессов приводов стрелочных переводов горного транспорта |
| spellingShingle |
Исследования динамических процессов приводов стрелочных переводов горного транспорта Говоруха, В.В. Ладик, С.Л. Говоруха, А.В. Кизилов, В.К. Собко, Т.П. Розробка рудних родовищ |
| title_short |
Исследования динамических процессов приводов стрелочных переводов горного транспорта |
| title_full |
Исследования динамических процессов приводов стрелочных переводов горного транспорта |
| title_fullStr |
Исследования динамических процессов приводов стрелочных переводов горного транспорта |
| title_full_unstemmed |
Исследования динамических процессов приводов стрелочных переводов горного транспорта |
| title_sort |
исследования динамических процессов приводов стрелочных переводов горного транспорта |
| author |
Говоруха, В.В. Ладик, С.Л. Говоруха, А.В. Кизилов, В.К. Собко, Т.П. |
| author_facet |
Говоруха, В.В. Ладик, С.Л. Говоруха, А.В. Кизилов, В.К. Собко, Т.П. |
| topic |
Розробка рудних родовищ |
| topic_facet |
Розробка рудних родовищ |
| publishDate |
2015 |
| language |
Russian |
| container_title |
Розробка родовищ |
| publisher |
УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Дослідження динамічних процесів приводів стрілочних переводів гірничого транспорту Researches of dynamic processes of drives of pointer transfers of mining transport |
| description |
Выполнена оценка величины допустимого усилия замыкания остряков с помощью устройства, встроенного в привод стрелочного перевода на основе построенной математической модели процесса отжатия остряка от рамного рельса под воздействием динамических нагрузок, возникающих в процессе движения по нему подвижного состава.
Виконана оцінка величини допустимого зусилля замикання гостряків за допомогою пристрою, вбудованого в привід стрілочного переводу на основі побудованої математичної моделі процесу відтискання гостряка від рамної рейки під дією динамічних навантажень, що виникають у процесі руху по ньому рухомого складу.
Estimation of size of possible effort of shorting of wits by the device, built-in in the drive of arrow transfer on the basis of the built mathematical model of process wrung out wit from a frame rail under act of the dynamic loadings arising up in the process of motion on him of mobile composition is implemented.
|
| issn |
2415-3435 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104639 |
| citation_txt |
Исследования динамических процессов приводов стрелочных переводов горного транспорта / В.В. Говоруха, С.Л. Ладик, А.В. Говоруха, В.К. Кизилов, Т.П. Собко // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 9. — С. 217-222. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT govoruhavv issledovaniâdinamičeskihprocessovprivodovstreločnyhperevodovgornogotransporta AT ladiksl issledovaniâdinamičeskihprocessovprivodovstreločnyhperevodovgornogotransporta AT govoruhaav issledovaniâdinamičeskihprocessovprivodovstreločnyhperevodovgornogotransporta AT kizilovvk issledovaniâdinamičeskihprocessovprivodovstreločnyhperevodovgornogotransporta AT sobkotp issledovaniâdinamičeskihprocessovprivodovstreločnyhperevodovgornogotransporta AT govoruhavv doslídžennâdinamíčnihprocesívprivodívstríločnihperevodívgírničogotransportu AT ladiksl doslídžennâdinamíčnihprocesívprivodívstríločnihperevodívgírničogotransportu AT govoruhaav doslídžennâdinamíčnihprocesívprivodívstríločnihperevodívgírničogotransportu AT kizilovvk doslídžennâdinamíčnihprocesívprivodívstríločnihperevodívgírničogotransportu AT sobkotp doslídžennâdinamíčnihprocesívprivodívstríločnihperevodívgírničogotransportu AT govoruhavv researchesofdynamicprocessesofdrivesofpointertransfersofminingtransport AT ladiksl researchesofdynamicprocessesofdrivesofpointertransfersofminingtransport AT govoruhaav researchesofdynamicprocessesofdrivesofpointertransfersofminingtransport AT kizilovvk researchesofdynamicprocessesofdrivesofpointertransfersofminingtransport AT sobkotp researchesofdynamicprocessesofdrivesofpointertransfersofminingtransport |
| first_indexed |
2025-11-26T20:17:18Z |
| last_indexed |
2025-11-26T20:17:18Z |
| _version_ |
1850772994969829376 |
| fulltext |
217
УДК 622.151:622.6 © В.В. Говоруха, С.Л. Ладик, А.В. Говоруха, В.К. Кизилов, Т.П. Собко
В.В. Говоруха, С.Л. Ладик, А.В. Говоруха, В.К. Кизилов, Т.П. Собко
ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ПРИВОДОВ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ ГОРНОГО
ТРАНСПОРТА
Выполнена оценка величины допустимого усилия замыкания остряков с помощью
устройства, встроенного в привод стрелочного перевода на основе построенной
математической модели процесса отжатия остряка от рамного рельса под воздей-
ствием динамических нагрузок, возникающих в процессе движения по нему подвижного
состава.
ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ПРИВОДІВ СТРІЛОЧНИХ ПЕРЕВОДІВ
ГІРНИЧОГО ТРАНСПОРТУ
Виконана оцінка величини допустимого зусилля замикання гостряків за допомогою
пристрою, вбудованого в привід стрілочного переводу на основі побудованої матема-
тичної моделі процесу відтискання гостряка від рамної рейки під дією динамічних
навантажень, що виникають у процесі руху по ньому рухомого складу.
RESEARCHES OF DYNAMIC PROCESSES OF DRIVES OF POINTER TRANSFERS OF
MINING TRANSPORT
Estimation of size of possible effort of shorting of wits by the device, built-in in the drive of
arrow transfer on the basis of the built mathematical model of process wrung out wit from a
frame rail under act of the dynamic loadings arising up in the process of motion on him of
mobile composition is implemented.
ВВЕДЕНИЕ
Надежность работы рельсового пути и
стрелочных переводов шахт и рудников
оказывает существенное влияние на тех-
нико-экономические показатели рельсово-
го транспорта горных предприятий, безо-
пасность и производительность труда ра-
бочих. Необходимость повышения показа-
телей надежности средств шахтного рель-
сового пути приобретает особое значение
при удвоении величины осевых нагрузок
от воздействия секционных поездов (ПС
4,5; ПС 3,5, ПС 7,0), большегрузных ваго-
нов (ВГ-4,5; ВГ-9А; ВГ-10), вагонов с раз-
грузкой через дно и др.
Для эксплуатации существующего под-
вижного состава требуется высокое каче-
ство рельсового пути, создание новых и
совершенствование серийно выпускаемых
рельсов, шпал, скреплений стрелочных пе-
реводов, съездов, основания и т. д.
Актуальность разработки приводов
стрелочных переводов вызвана необходи-
мостью повышения уровня безопасности
движения поездов, а также переходом
рельсового транспорта на рельсы более
тяжелых типов. Потребовалась разработка
приводов стрелочных переводов повышен-
ной мощности с учетом взаимодействия
218
элементов стрелочного перевода и привода
в процессе работы.
Стрелочные переводы и их приводы,
как составная часть рельсового пути, под-
вергаются нагрузкам, возникающим в про-
цессе взаимодействия подвижного состава
и рельсового пути. Именно эти нагрузки
являются определяющими при выборе
конструкции исполнительных механизмов
автоматизированных систем управления
стрелочными переводами.
Применение остряков шахтных стре-
лочных переводов, крестовин, рамных и
путевых рельсов, шпал, брусьев требует
учета параметров и условий их эксплуата-
ции [1]. По данным [2], мгновенные значе-
ния усилий в остряке достигают 40 кН, а
ускорений – более 50 м/с2. Возникновение
таких усилий вызывает отжатие остряков
от рамных рельсов. По данным [3], это
приводит к повышенному боковому износу
рамного рельса, неприлеганию к нему ост-
ряка и повышает вероятность схода под-
вижного состава с рельсов.
Особенностью приводов стрелочных
переводов горного рельсового транспорта,
в числе прочих, является обязательная
функция обеспечения взрезаемости стре-
лочного перевода при движении по нему
подвижного состава в противошерстном
направлении. Это обусловлено отсутстви-
ем единой общешахтной системы сигнали-
зации, централизации и блокировки, а так-
же предполагает выполнение двух взаимо-
исключающих операций:
– прижатие остряка к рамному рельсу с
усилием, обеспечивающим удержание ост-
ряка в примкнутом положении при воздей-
ствии на него реборд колес подвижного
состава;
– возможность перемещения остряка из
одного крайнего положения в противопо-
ложное в процессе взрезания стрелочного
перевода.
Целью статьи является исследование
процесса противодействия со стороны
привода стрелочного перевода отжатию
острия остряка под воздействием динами-
ческих нагрузок, возникающих в процессе
движения по нему подвижного состава.
Это достигается за счет решения таких
задач:
– построение математической модели
процесса отжатия остряка от рамного
рельса под воздействием динамических
нагрузок;
– оценка величины предельно допусти-
мого противодействия со стороны привода
стрелочного перевода отжатию остряка от
рамного рельса.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В [4] было выполнено исследование
процесса отжатия острия остряка под воз-
действием динамических нагрузок. При
этом было установлена зависимость вели-
чины отжатая остряка от рамного рельса в
процессе движения подвижного состава от
величины вертикального нажатия колеса
на рельс P и скорости движения состава
ν для разных типов рельсов.
Рис. 1. Зависимость величины отжатия рамного
рельса от скорости движения состава для разных
типов рельсов
Величина отжатия остряка от рамного
рельса может достигнуть =кδ 14 мм
(рис. 1), что является недопустимым и тре-
бует создания средств, ограничивающих
219
возможную величину отжатия остряка
≤доп кδ 4 мм, с учетом того, что реальные
величины отжатия будут меньшими. По
разным оценкам [5, 6], такое отжатие дос-
тигает 4 – 8 мм. В любом случае, такой ве-
личины зазора может оказаться достаточ-
но, чтобы реборда колеса вагона попала
между остряком и рамным рельсом.
Такими средствами являются устройст-
ва замыкания остряков (внешние или
внутренние). Работа внешних замыкателей
стрелок рассмотрена в [7]. В конструкции
внешних устройств замыкания остряков
неизвестны кинематические схемы взрез-
ных внешних замыкателей.
Для внутренних замыкателей характер-
но нагружение, приведенное на рис. 2.
δ к
у
PPз
х3 х
l L
Рис. 2. К отжатию остряка от рамного рельса
Максимальная величина прогиба у со-
ответствует расстоянию от опоры 2/Lx =
[8]. При этом величина отжатия описыва-
ется выражением
( )( )
×
−
++
=
yyRж
pRжx
hlEIlkl
PlcclkhEI
у
48
48
23
21
2
( )VPf γα
β
α +
⋅⋅+
+× 11 , (1)
где E – модуль Юнга;
xI , yI – момент инерции остряка;
h – расстояние между центрами тяже-
сти головки и подошвы остряка;
жk – жесткость клеммы;
Rl – плечо воздействия усилия клеммы
на рельс;
1c , 2c , α и β – масштабные коэффи-
циенты;
l − жесткая база вагона;
V – скорость движения, км/ч;
f – коэффициент трения;
P – вертикальное нажатие колеса на
рельс;
γ – масштабный коэффициент, кото-
рый зависит от того, для которого по ходу
колеса определяется К (для первого коле-
са =γ 0,006, для других =γ 0).
По выражению (1) были рассчитаны за-
висимости для рельсов различных типов
(рис. 1), однако наибольшая величина уси-
лий характерна для рельсов более тяжелых
(в данном случае – Р43). Именно для них и
выполнены дальнейшие расчеты.
Величина усилия
( )
( ) ( )( )
−
−+⋅⋅++
+
−
= у
hlEIlklVfVhlEI
hlEIlkl
P
yRжpx
yRж
4811148
48
23
23
γαγ
β
α
( )
( )hlEIlklfhlEI
cclhkEI
yRжpx
Rжx
48148
148
23
21
2
−⋅+
+
++
−
α
β
α
β
α
.
Если =γ 0,006, то 11 ≈+ Vγ . Отсюда
220
( )
( )
−
−⋅+
+
−
= у
hlEIlklfhlEI
hlEIlkl
P
yRжpx
yRж
48148
48
23
23
α
β
α
( )
( )hlEIlklfhlEI
cclhkEI
yRжpx
Rжx
48148
148
23
21
2
−⋅+
+
++
−
α
β
α
β
α
.
Приравнивая ≤= доп.ку δ 4 мм, получим
( )
( )
−
−⋅+
+
−
= допк
yRжpx
yRж
hlEIlklfhlEI
hlEIlkl
P δ
α
β
α 48148
48
23
23
( )
( )hlEIlklfhlEI
cclhkEI
yRжpx
Rжx
48148
148
23
21
2
−⋅+
+
++
−
α
β
α
β
α
или
( )
( )
−
−⋅+
+
−
≤
hlEIlklfhlEI
hlEIlkl
P
yRжpx
yRж
допк
48121
48
23
23
α
β
α
( )
( )hlEIlklfhlEI
cclhkEI
yRжpx
Rжx
48148
148
23
21
2
−⋅+
+
++
α
β
α
β
α
.
Динамическое равновесие усилий
.доп кР (рис. 2) описывается выражением
хРРх .доп кз ⋅= .
Отсюда
x/РхР з.доп к = .
Учитывая, что Р приобретает наи-
большее значение при 2/Lх ≈ , где L –
длина остряка,
L/РхР з.доп к 2= .
Величина зx может колебаться в пре-
делах от 0 до l , где l – длина строжки
остряка.
Для стрелочных переводов горных пред-
приятий l,хз 50≈ [1, 6]. Следовательно
L/РlР .доп к = .
Дальнейшие расчеты выполнены для
стрелочного перевода типа ПОР разработ-
ки ИГТМ НАН Украины [6]. Для него
=l 0,5 м, =L 4,5 м.
Таким образом, Р,Р .доп к 10≈ .
По данным, например [9], нагрузка на
колесо вагонетки может достигать
221
=maxP 100 кН (10 т). Следовательно, уси-
лие замыкания остряка не должно превы-
шать =.доп кР 10 кН (1 т).
График зависимости усилия замыкания
остряка от нагрузки на колесо вагонетки
приведен на рис. 3.
Рис. 3. График зависимости усилия замыкания
остряка от нагрузки на колесо вагонетки
ВЫВОДЫ
Построенная математическая модель
процесса отжатия остряка от рамного
рельса под воздействием динамических
нагрузок, возникающих в процессе движе-
ния по нему подвижного состава, позволя-
ет оценить величину допустимого усилия
замыкания остряков с помощью устройст-
ва, встроенного в привод стрелочного пе-
ревода.
Изложенная выше оценка величины
предельно допустимого противодействия со
стороны привода стрелочного перевода от-
жатию остряка от рамного рельса, которое
не должно превышать 10 кН (1 т), позволяет
осуществлять проектирование и конструи-
рование приводов стрелочных переводов
таким образом, чтобы исключить влияние
процесса взреза стрелочного перевода на
безотказность рельсового пути.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Говоруха В.В. Физико-технические основы созда-
ния элементов рельсового транспорта шахт и карье-
ров / В.В. Говоруха. – К.: Наукова думка, 1992. – 200 с.
2. Пат. 49750 А. UA, Е01В7/00. Стрілочний перевід-
ний пристрій / В.В. Говоруха,М.Д. Костюк, С.Л. Ладік, В.І.
Зінченко; заявник і патентовласник Науково-конструк-
торське технологічне бюрок олійного господарства
Укрзалізниці (НКТБЦП УЗ) – 2002054139; заявл. 21.05.02;
опубл 16.09 02, Бюл. № 9. – 8 с.: ил.
3. Динамика и прочность шахтных транспортных
сосудов / [Е.Е. Новиков, Е. Ф. Земляной, В.В. Говоруха и
др.]. – К.: Наукова думка, 1983. – 152 с.
4. Исследование нагруженности остряков и рамных
рельсов стрелочных переводов / В.В. Говоруха, С.Л. Ла-
дик, А.В. Говоруха // Форум гірників: матеріали міжнар.
конф. – Д.: НГУ, 2012. – Т. 3. – С. 149 – 154.
5. Говоруха В.В. Механика взаимодействия рельсо-
вого пути, подвижных транспортних средств и смеж-
ных устройств: монография / В.В. Говоруха. – Д.: Лира,
2006. – 448 с.
6. Говоруха В.В. Создание автоматизированных
систем управления стрелочными переводами рельсово-
го транспорт: монография / В.В. Говоруха, С.Л. Ладик. –
Д.: Овантаж, 2005. – 230 с.
7. Говоруха В.В. Исследование нагруженности эле-
ментов стрелочных переводов при работе внешних
замыкателей стрілок / В.В. Говоруха, С.Л. Ладик,
А.В. Говоруха // Проектування, виробництво та експлу-
атація автотранспортних засобів і поїздів. – Львів:
Львівський нац. транспортний ун-т. – 2011 – № 19. –
С. 73 – 82.
8. Справочник по сопротивлению материалов
/ Ю.С. Писаренко, А.П. Яковлев, В.В. Матвеев. – К.: Нау-
кова думка, 1975. – 704 с.
222
9. Вагонетки шахтные [Электронный ресурс]. –
Режим доступа: http://www.t-ex.ru/catalogue/gorno-
shakhtnoe-oborudovanie/vagonetki-shakhtnye/. – Загл.
с экрана.
ОБ АВТОРАХ
Говоруха Владимир Васильевич – к.т.н., старший
научный сотрудник, заведующий лабораторией Инсти-
тута геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН
Украины.
Ладик Сергей Леонидович – младший научный
сотрудник Института геотехнической механики
им. Н.С. Полякова НАН Украины.
Говоруха Андрей Владимирович – младший научный
сотрудник Института геотехнической механики
им. Н.С. Полякова НАН Украины.
Кизилов Валентин Кондратьевич – главный техно-
лог лаборатории Института геотехнической механики
им. Н.С. Полякова НАН Украины.
Собко Тамара Петровна – главный конструктор
лаборатории Института геотехнической механики
им. Н.С. Полякова НАН Украины.
|