книги / Транспортные машины и комплексы

На позициях 1, 2, 3 и 4 тяговые двигатели включены последо­ вательно и при перемещении рукоятки контроллера от позиции 1 до позиции 4 из сети двигателей постепенно выводятся пусковые сопротивления. На позиции 4 они полностью закорачиваются. Электровоз подготовлен к длительной езде.

На переходных позициях X I, Х 2 , ХЗ происходит переключение двигателей на параллельное соединение.

При этом двигатель Д1 вначале шунтируется сопротивлением, которое складывается из двух параллельных ветвей (Р1—Р2) и (Р2—РЗ—Р4), отключается от цепи батареи и, наконец, подклю­

На позициях 5, 6 и 7 тяговые двигатели включены параллельно. Причем при перемещении рукоятки от позиции 5 к позиции 7 пусковые сопротивления, введенные в цепь двигателей, посте­ пенно выводятся. На позиции 7 тяговые двигатели включены па­ раллельно на полное напряжение аккумуляторной батареи, по­ этому на этой позиции также допустима длительная езда.

Изменение направления движения электровоза (реверсирова­ ние двигателей) производится поворотом рукоятки реверсивного барабана, который имеет нейтральное (среднее) и два крайних положения («вперед») и («назад»).

При переводе рукоятки из одного крайнего положения в другое происходит изменение полярности на зажимах якорей тяговых двигателей, вследствие чего изменяется направление их вращения. Рукоятка реверсивного барабана сблокирована с главной рукоят­ кой таким образом, что при выводе последней на ездовые позиции реверсивный барабан запирается в крайних положениях, а при установке реверсивного барабана в нейтральное положение за­ пирается рукоятка главного барабана. Такая блокировка преду­ смотрена с целью недопущения переключений реверсивного бара­ бана под нагрузкой, так как его контактная система не имеет дугогашения.

Как уже отмечалось, до последнего времени рудничные аккуму­ ляторные электровозы относились к категории повышенной на­ дежности, но не к взрывобезопасной из-за конструкции ящика аккумуляторных батарей. Содержащий метан взрывоопасный руд­ ничный воздух, проникающий в вентиляционные отверстия боко­ вых стенок батарейного ящика, при искрящих контактах батарей может привести к взрыву. Поэтому важной проблемой, над которой успешно работают советские ученые и конструкторы, является соз­ дание взрывобезопасной конструкции батарейного ящика в ^иде взрывобезопасной оболочки, в которой выделяющийся при работе водород частичпо локализируется внутри батарейного ящика, а частично беспламенно дожигается на специальных катализаторах.

В МакНИИ были проведены исследования по определению ин­ тенсивности выделения водорода из аккумуляторов. Установлено,

На крышке ящика закреплены пластинчатые пакеты, предназ­ наченные для взрывобезопасной разгрузки ящика от внутреннего давления при взрыве внутри ящика, а также для дополнительной вентиляции надэлементного пространства батареи с целью удале­ ния кислородно-водородной смеси, образуемой при работе бата­ реи. Жалюзи защищают пакеты от механических повреждений. Сечение щелей пакетной защиты составляет более 120 мм2 на 1 л свободного объема батарейного ящика.

Крышка батарейного ящика и автомат АВР-2123 сблокированы так, что нельзя сдвинуть крышку ящика при включенном автомате и, наоборот, невозможно включить автомат при сдвинутой крышке.

Основным средством для удаления из батарейного ящика водо­ рода, выделяющегося из аккумуляторов при работе батареи, слу­ жат четыре палладированных катализатора типа КП-6А, устано­ вленные под крышкой батарейного ящика и подогреваемые элек­ трическим нагревателем.

Напряжение на нагреватели катализаторов подается с по­ мощью ползункового разъединителя РПК-20, одна часть которого крепится на фланце, а другая — на крышке батарейного ящика. Для осмотра разъединителя РПК-20 предусмотрен люк, крышка которого сблокирована с крышкой ящика так, что невозможно снять крышку разъединителя при рабочем положении крышки батарейного ящика.

Суммарная мощность, расходуемая на подогрев всех катализа­ торов, составляет 0,72 кВт при напряжении 110 В. В каждую из двух параллельных цепей включено последовательно по два на­ гревателя катализаторов.

Концентрация водорода в батарейном ящике периодически кон­ тролируется с помощью прибора ПКВ-2. Предельно допустимая его концентрация — 2,5%. На шкале прибора ПКВ-2 этот предел обозначен красной чертой.

В процессе беспламенного окисления водорода в герметиче­ ской оболочке образуется конденсат (вода), который должен систе­ матически удаляться.

При установке прибора ПКВ-2 на батарейный ящик его штуцер, сопрягающийся по взрывозащитным поверхностям с корпусом ящика, во избежание коррозии смазывается защитной смазкой. Все электрооборудование электровоза выполнено во взрывобезо­ пасном исполнении.

В комплект электрооборудования электровозов 5АРВ входят: тяговый электродвигатель ЭДР-7; контроллер ГР-9М-3; пусковое сопротивление ЯСВ-15А-1А и ЯСВ-15А-2Д; аккумуляторная ба­ тарея 66ТЖНУ-250П; штепсельное соединение; фара ФВУ-3 с лам­ пой Р-15; автомат АВР-2123; счетчик ампер-ндсов Х-602; прибор контроля содержания водорода ПКВ-2; ползунковый разъедини­ тель подогрева катализаторов РПК-20.

Применение взрывобезопасной воздуходувной установки, обес­ печивающей принудительное проветривание, вместо катализато-

г При выборе мощности дизеля для подземных условий необхо­ димо учитывать, что для полного сгорания топлива двигатель дол­ жен работать с увеличенным избытком воздуха (для получения бездымного выхлопа), поэтому мощность, развиваемая им, будет меньше номинала. Кроме того, двигатель должен иметь некоторый запас мощности в связи с дополнительным сопротивлением, кото­ рое создают устройства для очистки и охлаждения выхлопных га­ зов. Как показывает опыт, мощность двигателя из-за избытка подачи воздуха снижается против номинала примерно на 20%; из-за установки устройств для очистки выхлопных газов — на 15—20%. Поэтому мощность двигателя для подземных условий при расчетах следует снижать на 30—40% против номинала.

Выбирая тактность дизеля учитывают характер газообмена (очистка цилиндра от продуктов сгорания и зарядки его свежим воздухом и горючей смесью). У четырехтактных двигателей рабо­ чий цикл в цилиндре совершается за два оборота коленчатого вала, т. е. за четыре хода поршня. Процесс впуска длится в тече­ ние поворота кривошипа на угол около 250°, а процесс выпуска — около 260°. У двухтактных двигателей рабочий цикл в цилиндре совершается за один оборот коленчатого вала, т. е. за два хода поршня. Процесс впуска длится в течение поворота кривошипа на угол 125°, процесс выпуска — на 130°, т. е. приближенно можно считать, что продолжительность процесса газообмена у двухтактных двигателей в 2 раза меньше, чем у четырехтакт­ ных. Анализ выхлопных газов двухтактных и четырехтактных дви­ гателей показывает, что у последних выхлопные газы содержат меньше вредных компонентов (СО, С 02, альдегиды), поэтому для подземных условий следует применять четырехтактные двигатели.

На состав выхлопных газов оказывает влияние способ смесеоб­ разования. Как показывают исследования, по пределу выделения дыма двигатели с внхрекамерным смесеобразованием выгодно от­ личаются от двигателей с непосредственным вспрыском топлива. Поэтому для подземных условий следует применять двигатели с вихрекамерным смесеобразованием.

Дизелевозы оборудуют четырехтактными дизелями с относи­ тельно небольшой частотой вращения (около 1000 об/мин). Охла­ ждение двигателя водяное. В многоцилиндровых двигателях ци­ линдры располагают под углом один к другому, что обеспечивает более удобный доступ к деталям двигателя и более плавную его работу. На дизелевозах малой (до 20 л. с.) и средней (до 60 л. с.) мощности обычно устанавливают механические коробки передач с тремя или четырьмя скоростями и механический реверс из трех конических шестерен. Двигатель и коробка передач связаны фрик­ ционной муфтой с ограничителем крутящего момента. В монорель­ совых дизелевозах получает все большее применение объемный гидропривод, позволяющий плавно изменять скорость.

Независимо от конструктивного исполнения все дизелевозы, как и другие транспортные машины с двигателями внутреннего

сгорания и механической трансмиссией, имеют одинаковую прин­ ципиальную схему, а именно: дизель — муфта сцепления — ко­ робка передач с механическим реверсом — цепная, кривошипношатунная или зубчатая передача на ведущую ось ходовых

скорости.

Некоторые дизелевозы имеют в трансмиссии гидротрансформа­ тор, что смягчает выходную характеристику двигатель — гидро­ трансформатор.

Для эксплуатации дизелевозов в шахтах большое значение имеет быстрота пуска двигателя. Для шахт, опасных по газу или пыли, разработано несколько способов пуска двигателя: инер­ ционным или пневматическим пускателем; электростартером; пуск вручную.

Важнейшим элементом рудничных дизелевозов является си­ стема охлаждения и очистки выхлопных газов и противопожарной защиты. Получили применение два основных метода очистки вы­ хлопных газов: промывка газов химическими растворами и ката­ литическое дожигание. Жидкостные очистители позволяют зна­ чительно снижать концентрацию содержащихся в выхлопных га­ зах альдегидов, механических примесей и в некоторой степени окислов азота, а кроме того, они охлаждают выхлопные газы перед выпуском их в атмосферу.

Основными недостатками этого метода является отсутствие очистки от угарного газа, частая замена раствора и значительный расход химических реагентов.

Для шахт, не опасных по газу и пыли, эффективны катали­ тические нейтрализаторы, которые обеспечивают беспламенное дожигание на контактных массах угарного газа и альдегидов. Поэтому для наиболее полной очистки выхлопных газов и их охлаждения перед выпуском в атмосферу на подземных установ­ ках следует применять комбинированную очистку — каталити­ ческое дожигание с последующей промывкой химическими рас­ творами.

На рис. 116 приведена кинематическая схема дизелевоза 8ДР, изготовленного Дружковским заводом по чертежам Донгипроуглемаша [71]. Основные параметры дизелевоза: сцепной вес 8 т; дизель марки 44 10,5/13 мощностью 35 л. с.; число скоростей от1 до 4 соответственно 5,72, 7,2, 9,9 и 13,4 км/ч; основные размеры: длина 450, ширина 1350, высота 1500 мм; клиренс 100.

Привод дизелевоза 8ДР состоит из дизеля, четырехступенча­ той реверсивной коробки передач, распределительного редуктора, двух телескопических карданных валов, расположенных парал­ лельно осям полускатов, двух одноступенчатых приводных редук­ торов и двух полускатов.

Крутящий момент от дизеля через упругую муфту передается на главный вал коробки передач. При отключенных фрикционных муфтах и работающем двигателе движение на полускаты не пе­ редается. С включением одной из фрикционных муфт крутящий момент от главного вала через промежуточный вал передается на реверсор. На реверсивном валу находятся два свободно враща­ ющихся конических колеса. Движение дизелевозов реверсируется с помощью скользящей на шлицах муфты. При включенной зуб­ чатой муфте крутящий момент передается на центральную ше­ стерню распределительного редуктора и далее через паразитные зубчатые колеса на телескопические карданные валы и на привод­ ные редукторы, выходными валами которых являются оси полускатов.

Рис. 117. Выхлопной коллектор о платиновым каталитическим дожигателем

Крутящий момент от дизеля к компрессору передается через главный вал коробки передач и двухступенчатый зубчатый редук­ тор. На среднем валу редуктора установлена фрикционная муфта, служащая для включения и отключения компрессора при работа­ ющем дизеле.

Включение и отключение компрессора происходит автомати­ чески с помощью пневмомеханического устройства, имеющего пневматическую связь с регулятором давления.

На дизелевозе 8ДР, кроме системы водяной очистки и охла­ ждения выхлопных газов дизеля, применен платиновый каталитический дожигатель, вмонтированный в коллектор дизеля.

Выхлопной коллектор с платиновым дожигателем показан на рис. 117. Выхлопной коллектор состоит из нижней 1 и верхней 2 частей, соединенных болтами 3. Нижняя часть коллектора имеет четыре фланца для присоединения крышки цилиндров.

Между нижней и верхней частями коллектора зажат фланец корпуса платинового дожигателя 4, внутренняя полость которого заполнена платиновым катализатором 5, который представляет собой платиновую чернь, нанесенную на наружную поверхность

кусочков окиси алюминия. Размеры кусочков окиси алюминия 3,5—7 мм.

Охлаждается коллектор водой, которая через отверстие 6 по­ ступает из радиатора.

§ 6. ГИРОВОЗЫ

Для откатки по вентиляционным выработкам сверхкатегорных шахт по газу, а также для вспомогательного транспорта гидро­ шахт можно использовать гировозы, в которых для движения поезда используется энергия, накопленная вращающимся махо­ виком. Раскручивание маховика осуществляется электрическим, пневматическим или гидравлическим двигателем, а передача дви­ жения от маховика производится ведущим колесом через электри­ ческую, механическую или гидравлическую передачу.

Дружковским заводом разработан и серийно изготовляется рудничный гировоз ГР-4, маховик которого раскручивается пнев­ модвигателем, установленным на локомотиве. Поэтому ГР-4 можно применять только в шахтах, где имеется разветвленное воздушно­ компрессорное хозяйство. Общий вид гировоза показан на рис. 118, а кинематическая схема — на рис. 119.

Основные узлы гировоза: рама, маховик, редуктор, тормозная система, механизм управления и пневматический двигатель. На сварной раме гировоза установлены маховик, редуктор и заряд­ ный двигатель. В задней части расположена кабина машиниста. Передача крутящего момента с вала пневмодвигателя на маховик и с маховика на скаты осуществляется через редуктор и цепную передачу. Маховик заряжается (раскручивается) пневматическим двигателем ПШБ-30 номинальной мощностью 30 л. с., подключен­ ным к воздушной сети давлением 5—6 кгс/см2.

Маховик, как аккумулятор механической энергии, предста­ вляет собой фасонный диск массой 1650 кг. Во вращающемся ма­

р— радиус инерции, м;

М— масса маховика, кг.

При наружном диаметре 940 мм и высоте 370 мм момент инер­ ции маховика 7 = 223 кг-м 2, при частоте вращения п = = 3000 об/мин запас энергии равен 2,86 кВт-ч,

Однако не вся энергия маховика может быть использована для полезной работы. Значительная часть, почти 60%, расходуется на воздушные сопротивления (вентиляционные потери), несмотря на тщательно обработанную и лакированную поверхность махо­ вика. Воздушные и механические сопротивления учитывают об­ щим к. п. д. гировоза rir = 0,4.