Спосіб визначення коефіцієнта основного опору руху шахтної вагонетки

Спосіб визначення коефіцієнта основного опору руху шахтної вагонетки, що включає процес вимірювання сил тяжіння та тяги вагонетки, який відрізняється тим, що попередньо задають окремі ділянки шляху, а процес вимірювання сили тяги на кожній ділянці здійснюють послідовно у зустрічних напрямах, при цьому коефіцієнт основного опору руху шахтної вагонетки визначають із співвідношення: Корисна модель належить до гірничої техніки, а саме до локомотивного та канатного рейкового транспорту. Відомий спосіб визначення коефіцієнта основного опору руху шахтної вагонетки за допомогою самокатної гірки - метод вільного вибігу [Поляков Н.С., Билан И.Е. Экспериментальное исследование сопротивления движению одиночных вагонеток и электровозов / Сб." Вопросы рудничного транспорта", М.: Госгортехиздат. - Вып. 3. - 1959]. Недоліком цього способу є неможливість встановлення зв'язку між значенням коефіцієнта опору руху та швидкістю вагонетки і, за рахунок цього, невисока точність отриманих експериментальних даних. Найбільш близьким до способу, що пропонується, є динамометричний метод визначення коефіцієнта основного опору руху шахтної вагонетки, у якому за допомогою динамометрів визначається сила тяжіння останньої та сила тяги, що необхідна для її переміщення. Окрім того, при реалізації цього способу необхідно визначати повздовжній профіль рейкового шляху на ділянці вимірювання, що потребує складного інструментального забезпечення, затрат праці та часу. Коефіцієнт основного опору w визначається при змінній швидкості руху состава з рівняння руху вагонетки за формулою [Ренгевич А.А. и др. Основное сопротивление движению рудничных вагонеток в составе поїзда / Сб. " Вопросы рудничного транспорта", М.: Госгортехиздат. - Вып. 6. - 1962]: F G( w i a ) , (1) де F - сила тяги, що необхідна для переміщення вагонетки; G mg - сила тяжіння вагонетки; m - маса вагонетки; g - прискорення вільного падіння; w - коефіцієнт основного опору руху ва1000 / g гонетки; і - уклон рейкового шляху; ( - коефіцієнт, що враховує масу вузлів вагонетки, які обертаються); а - прискорення руху вагонетки. Якщо швидкість руху постійна a 0 та a 0 . Тоді, з виразу (1) можна визначити коефіцієнт основного опору руху вагонетки F mgi w . (2) mg Основним недоліком наведеного способу є невисока точність результатів внаслідок труднощів, пов'язаних з визначенням уклону внаслідок геометричних недосконалостей рейкового шляху, зокрема суттєвих відхилень його дійсного повздовжнього та поперечного профілю від розрахункового [Денищенко А.В., Зиль В.В., Посунько Л.Н., Расцвєтаєв В.А. Оценка геометрических несовершенств рельсовых путей в подземных выработках шахт Западного Донбасса // Науковий вісник НГУ. 2007. - №6. - с.79-82]. Fi (19) UA (11) 49172 (13) U , nm g де n - число вимірів сили тяги вагонетки у відповідних точках траси; Fi - поточне значення сили тяги вагонетки у цих же точках траси; m - маса вагонетки; g - прискорення вільного падіння. w0 3 В основу корисної моделі покладено задачу удосконалення способу визначення коефіцієнта основного опору руху шахтної вагонетки, у якому шляхом введення нових технологічних операцій досягається спрощення процесу та підвищення точності визначення коефіцієнта основного опору руху шахтної вагонетки незалежно від геометричних недосконалостей рейкового шляху і, як наслідок, збільшення продуктивності, надійності та безпеки експлуатації шахтного рейкового транспорту. Задача вирішується тим, що у відомому способі визначення коефіцієнта основного опору руху шахтної вагонетки, що включає процес вимірювання сил тяжіння та тяги вагонетки, який відрізняється тим, що попередньо задають окремі ділянки шляху, а процес вимірювання сили тяги на кожній ділянці здійснюють послідовно у зустрічних напрямах, при цьому коефіцієнт основного опору руху шахтної вагонетки визначають із співвідношення: w0 Fi , nm g де n - число вимірів сили тяги вагонетки у відповідних точках траси; Fi - поточне значення сили тяги вагонетки у цих же точках траси; m - маса вагонетки; g - прискорення вільного падіння. На Фіг.1 показано принципову схему вимірювання коефіцієнта основного опору руху вагонетки. Вагонетку 1 розташовано на рейковому шляху 2 і зв'язано з лебідками 3, 6 канатами 5, 7 та динамометрами 4, 8. Спосіб реалізується наступним чином. Попередньо задають ділянки (наприклад, АВ і ВС) вимірювання рейкового шляху 2 з уклонами і1 і2. Вагонетку 1 з'єднують з лебідкою 3 канатом 5 через динамометр 4, лебідку 3 вмикають і вагонетка 1 починає рухатися по рейковому шляху 2, що має змінний профіль. При цьому динамометром 4 вимірюють силу тяги, яка необхідна для переміщення вагонетки 1 по змінному профілю рейкового шляху 2 від точки С до точки А через мірні проміжки шляху. Після досягнення вагонеткою 1 точки А її відчіпляють від каната 5 і приєднують до лебідки 6 канатом 7 через динамометр 8. Лебідку 8 вмикають і вагонетка 1 рухається у зворотному напрямі від точки А до точки С. Динамометром 8 вимірюють при цьому силу тяги вагонетки 1 через мірні проміжки шляху. Після досягнення вагонеткою 1 точки С вона зупиняється. 49172 4 Згідно з формулою (2) для ділянки шляху від точки С до точки В значення коефіцієнта основного опору руху вагонетки 1 складає F1 mgi 1 w1 , mg для ділянки ВА: F2 mgi 2 w2 , mg де F1,F2 - сили тяги вагонетки на ділянках з уклонами і1 і2, що фіксується динамометром. Аналогічно, у разі руху вагонетки від точки А до точки В, коефіцієнт основного опору руху: F3 mgi 2 w3 , mg для ділянки ВС: F4 mgi 1 w4 . mg Оскільки, значення коефіцієнта основного опору руху w 0 знаходиться як математичне очікування (середньоарифметичне значення) маємо: w0 wi n F4 mgi 1 ) mg F4 mgi 1 ) ( F1 mgi 1 mg 1 (F1 mg F2 mgi 1 mgi 2 mg F2 F3 mgi 2 mgi 2 mg F3 mgi 2 Fi nmg де w i - поточне значення коефіцієнта основного опору руху вагонетки; n - число вимірів сили тяги вагонетки у відповідних точках траси; Fi - поточне значення сили тяги вагонетки у цих же точках траси. Таким чином, складові опору руху від повздовжнього уклону i1, i2 рейкового шляху взаємно скорочуються та не впливають на кінцевий результат визначення коефіцієнта основного опору руху шахтної вагонетки, що призводить до підвищення точності його вимірювання. Коефіцієнт основного опору руху шахтної вагонетки входить у тягові та гальмівні розрахунки шахтного рейкового транспорту і його визначення з підвищеною точністю призводить до збільшення продуктивності, надійності та безпеки експлуатації шахтного рейкового транспорту. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 49172 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601