5.5. Подвесные канатные дороги

 

Весьма эффективным видом транспорта в условиях пересеченной и горной ме­стности являются грузовые подвесные канатные дороги (ГПКД). Они применя­ются для перевозок полезных ископаемых и отходов производства в угольной, металлургической, химической промышленности, на предприятиях по добыче и переработке нерудного сырья и успешно конкурируют с автомобиль­ным и желез­нодорожным транспортом. По сравнению с этими видами транспорта ГПКД имеют следующие преимущества:

·        независимость от рельефа местности, что позво­ляет прокладывать их по крат­чайшему расстоянию;

·        независимость дороги от атмосферных условий;

·        возможность подъема груза на значительную высоту и выгрузки его как в ко­нечном пункте, так и по трассе дороги;

·        возможность поворота трассы дороги в одном пункте на угол до 180°. Это свойство является особо важным при прокладке трассы канатной дороги в ус­ловиях промышленной площадки.

В настоящее время общая протяженность ГПКД в стране составляет около 550 км, а их количество не превышает 150 единиц. В мире накоплен солидный опыт применения канатного транспорта. Так, в Африке эксплуатируется одноканатная грузовая дорога протяженностью 76 км и производительностью 150 т/ч. Двухканатные дороги большой протяженности построены в Бразилии (51 км), Ин­дии (64,4 км), Колумбии (75 км), Швеции (98 км). Фирма "Полиг-Гекель-Блейхерт" (ФРГ) совместно с индийскими фирмами построила в 250 км от Калькутты кольцевую дорогу протяженностью 62 км, производительностью 400 т/ч с восемью тяговыми участками.

Различают дороги двухканатные и одноканатные. Двухканатные дороги, наиболее распространенные у нас, имеют несущие (грузовой и порожняковый) и тя­го­вый канаты. У одноканатной дороги функции несущего и тягового органа выпол­няет один канат. Этот тип канатной дороги у нас не имеет широкого распрост­ра­нения.

Подвесные канатные дороги сооружаются как с кольцевым, замкнутым движе­нием нескольких вагоне­ток, так и с маятниковым движением одной или двух ва­гонеток. При кольцевом движении вагонетки в одном на­правлении перевозят груз, в обратном направлении следуют порожняком. Возможна транспортировка гру­зов в обоих направлениях. При маятниковом движе­нии по каждому несущему канату передвигается толь­ко одна вагонетка, совершающая реверсивное движе­ние вперед и назад между конечными пунктами дороги.    Проектирование грузовых канатных дорог в России ведется в основном на базе примене­ния типизирован­ного оборудования и регламентируется техническими ус­ловиями и инструкциями проектного института Союзпроммеханизация. На выпуске ГПКД специализируется, в частности, завод «Серп и Молот» в Казани.

Канатная дорога состоит из станций и линии. При протяженности дороги до 1 км и прямой трассе обыч­но предусматриваются две конечные станции (рис.5.12.) -погрузочная 8 и разгрузочная 1, между которыми натягиваются два несущих ка­ната 6. Эти канаты при входе на станцию отклоняются на башмаках внутрь колеи до­роги. С одной стороны они укреплены неподвижно при помощи анкеров, а с другой натягиваются натяжными канатами и грузами 2.

Рис.5.12. Схема двухканатной ГПКД

По несущим канатам перемещаются вагонетки 5 , которые при помощи сцепных приборов автоматически при­крепляются к бесконечному подвижному тяговому ка­нату 7. Этот канат получает движение через привод от двигателя 10, установ­ленного на одной из конечных станций, а на дру­гой станции канат огибает шкив грузового натяжного устройства, кото­рый находится под действием контргрузов. На ли­нии дороги между станциями устанавливаются опоры 3 с опорными башма­ками 4 для несущих канатов и с под­держивающими роликами для тягового ка­ната.

На погрузочной станции вагонетка движется по жесткому рель­су 8 и автоматиче­ски отключается от ведущего каната. После загрузки вагонетка проталкивается по жесткому рельсу к выходу на не­сущий канат, где автоматически захватывается зажимом за тяговый канат и перемещается к разгрузочной станции. Разгружаются вагонетки обычно опрокидыванием кузова.Трасса дороги делится на отдельные участки длиной 1… 2,5 км. Между участками устанавливаются дополнительные натяжные станции, через которые вагонетки проходят по жесткому рельсу, где каждый ка­нат заякорен или имеет свой натяж­ной груз.

При протяженности дороги свыше 1 км или при наличии углов поворота трассы дороги в плане тре­буется сооружение промежуточных и угловых станций. Чтобы обеспечить расчетное натяжение в несущих ка­натах, линия дороги делится на натяжные участки примерно равной длины (в среднем 1 км), на которых пре­дусматривается установка линейных натяжных или якорных станций.

   В местах поворота трассы дороги в плане размещаются угловые станции. Уста­новка на угловых станци­ях обводных шкивов диаметром 5 или 6 м или гори­зон­тальных роликовых батарей с роликами диаметром 660 мм дает возможность пропускать вагонетки через станцию автоматически без отключения от тягового каната.

Максимальная часовая производительность канатной дороги с типовым обору­дованием составляет 225— 250 т/ч для равнинной местности; в горной местности она ниже примерно на 20—30%. При необходимости строятся несколько парал­лельных канатных дорог, имеющих раздельные опоры и линейные станции (на­тяжные и якорные) и общие конечные и промежуточ­ные станции.

Расчетная часовая производительность дороги определяется на основании за­данного годового грузопотока дороги, режима работы, а также принятого коэф­фициента неравномер­ности работы дороги. При полезной грузоподъемности ва­гонетки Р_в, т и интервале движения между вагонетками по времени t, с расчетная часовая производительность дороги П_ч, т/ч опре­деляется по формуле:

.

Полезная грузоподъемность вагонетки принимается в зависимости от объемной плотности груза и емкости ку­зова. Вагонетки подвесных канатных дорог выпускаются трех типов:  для насыпных, штучных грузов и перевозки людей. Грузоподъемность вагонеток наиболее распространенных кольцевых дорог составляет 250…1200 кг, при высокой производительности – 1500…2500 кг, а для маятниковых- 5000…8000 кг.

 Интервал времени между движущимися вагонет­ками состав­ляет при производительности дороги от 60 до 120 т/ч  60…30 с, а при производи­тельности 225…250 т/ч — 20…18 с.

Скорость движения вагонеток на линии следует принимать для дорог с коль­цевым движением вагонеток-не более 5 м/с, с маятниковым движением-не более 12,5 м/с. Выбор скорости движения вагонеток необходимо производить исходя из рас­четной часовой производительности дороги и принятой грузоподъемности ваго­неток. Номинальные рабочие скорости движения, м/с, вагонеток следует принимать для дорог с движением:

·   кольцевым-0,8; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 2,8; 3,15; 3,6; 4,0; 5,0 (с допуском ± 10 %);

·        маятниковым-6,3; 8,0; 10,0; 12,5 (с допуском ± 10 %).

Скорость движения вагонеток не должна превышать, м/с:

·        1,6-груженых и 2,0-порожних, если на дороге предусмотрен автоматический обвод кривых с помощью горизонтальных обводных шкивов;

·        3,15-если на дороге предусмотрен автоматический обвод кривых с помощью горизонтальных роликовых батарей;

·        3,5-если на несущих канатах предусмотрены линейные муфты или предохра­нительные бандажи.

Следует отметить, что увеличение скорости дви­жения вагонеток связано с ростом стоимости сооружения дороги и ее эксплуа­та­ции, особенно при высокой производительности и большой протяженности до­роги.

ПОДВЕДЕМ ИТОГИ

 

Транспортирующие машины (непрерывный транспорт) предназначены для перемещения насыпных, навалочных или штучных грузов непрерывным потоком по заданной трассе. Основными видами непрерывного транспорта являются конвейерный, трубопроводный (пневматический, гидравлический), канатный подвесной и монорельсовый. Существуют и другие, не нашедшие пока по разным причинам широкого применения в промышленности и на транспорте, его разновидности: пневмоконтейнерный транспорт, транспорт на магнитной, на воздушной подушке, конвейерные поезда, поточно-контейнерные системы и др.

Самым распространенным видом транспортирующих машин являются конвейеры, используемые как в составе конвейерных систем, так и в качестве отдельных установок. На рынке представлен широкий спектр российских и зарубежных конструкций: ленточных, пластинчатых, скребковых, ковшовых, винтовых, роликовых, подвесных и др.

Выбор подходящего к конкретным условиям типоразмера осуществляется на основе анализа трассы будущего конвейера, характеристик груза, способа его загрузки и разгрузки, а также потребной производительности.

Если потребителя не беспокоит высокая энергоемкость транспортного процесса и он ставит на первое место экологическую безопасность, если требуется осуществить перемещение по сложной пространственной трассе, а потребная производительность составляет несколько десятков т/ч при дальности перемещения, то выбор может остановиться на пневмотранспортной установке. При выборе пневмотранспортной установки нужно определить расход воздуха, диаметр трубопровода, мощность привода.

Зато у гидравлического транспорта может быть реализована производительность в сотни и тысячи т/ч при большой длине транспортирования без перегрузок по сложной трассе с подъемами под любым углом и по вертикали.     Недостатками гидравлического транспорта, сужающими область его примене­ния, являются огра­ничения по роду и характеристикам перемещаемых  грузов, увеличенный расход энергии, потребность в больших количествах воды, опасность замерзания в зим­них усло­виях.

При расчете гидротранспортных установок по заданным объемам или про­изводи­тельности, характеристике груза и характеристике трассы определя­ют необходимую скорость движения пульпы, потребное количество воды, диаметр трубопровода, сопротивления дви­жению и потребный на­пор или давление для их преодоления, производительность насоса и мощ­ность двигателя, а в самотечных установках - размеры желоба и необ­ходимый уклон.

Весьма эффективным видом транспорта в условиях пересеченной и горной ме­стности являются грузовые подвесные канатные дороги. По сравнению с автомобиль­ным и желез­нодорожным транспортом ГПКД имеют ряд преимуществ: независимость от рельефа местности, что позво­ляет прокладывать их по крат­чайшему расстоянию; возможность подъема груза на значительную высоту и выгрузки его как в ко­нечном пункте, так и по трассе дороги; возможность поворота трассы дороги в одном пункте на угол до 180°, что  особенно важно при прокладке трассы канатной дороги в стесненных ус­ловиях промышленной площадки. При выборе ГПКД нужно предвидеть возможные проблемы на этапе их строительства и сложности в обслуживании линейных устройств.

 

ПОВТОРИМ

 

1.     Расскажите о назначении и классификации транспортирующих машин.

2.     Сравните области применения ленточных и пластинчатых конвейеров.

3.     Как определить потребную мощность привода ленточного конвейера?

4.     Как вычислить производительность ленточного конвейера при транспор-тировании насыпных грузов?

5.     В чем отличия грузонесущих конвейеров от грузоведущих?

6.     Перечислите особенности подвесных конвейеров.

7.     Как вычислить потребный диаметр трубопровода пневмотранспортной установки?

8.     Как определить суммарные потери напора в трубопроводах гидротранс-портной установки?

9.     Какова последовательность действий при выборе гидротранспортной установки?

10.                       Расскажите об устройстве двухканатной ГПКД.