> Техника, страница 86 > Транспорт

Транспорт

Транспорт п о д в e с н о й. Основные элементы: подвесной путь (жесткий рельс, канат), тяговое устройство (ручная, канатная, мото-возная, электрич. тяга), подвижной состав.

Ручные подвесные дороги устраиваются на жестком рельсе. Путь состоит из одного или из двух рельсов. Первый делают из полосового железа, виньолевского или двухголовчатого рельса, который прикрепляют к балкам, подвешенным к потолку здания, или на эстакаде. Для избежания кручения балок подвесные башмаки делают так, чтобы ось рельса совпадала по вертикали с нейтральной осью балки. Для ответвлений в пути употребляют стрелки, обычно поворотной конструкции с пером (фигура 1). При пересечении ставят или специальные стрелки, пересекающиеся под углом, или поворотные круги. Путь устраивают горизонтальный или с небольшим уклоном—не более 1%; радиусы закруглений—не менее 2 метров Вагонетки однорельсового пути состоят из трех основных частей (фигура 2): тележ-

ки а, подвески б и какого-либо приспособления для захвата груза в Колеса тележки имеют обычно 200—300 миллиметров в диаметре при ширине в 70—100 миллиметров. Поверхность катания выполняют в виде жо-лоба. Подвеску из по-

ЧВелич сечение по АВ.

Ю ^фиг- *·

лосового железа располагают по одну сторону от рельса для свободного прохода через башмаки, стрелки и прочие Устройство для захвата груза делается в виде кузова опрокидного, с раскрывающимися бортами или дном, платформы, крюка и тому подобное. Двухрельсовый путь устраивается: 1) из двух расположенных рядом двутавровых или швеллерных балок с ездой

по верхнему или по нижнему поясу; 2) из одной двутавровой балки с ездой понизу по обеим полкам; 3) из прокатной стали специального профиля. Крепление пути производят по месту: к колоннам, к стене, к балкам с помощью подвесок, хомутов и тому подобное. Вагонетки двухрельсового пути имеют одну (фигура 3), две (фиг, 4) и т. д. до двенадцати осей, смотря по величине груза. Колеса—со слегка выпуклой

поверхностью катания. Малый диаметр колес (до 75—80 миллиметров) позволяет выполнять тележки с небольшими жесткими базами, вследствие чего возможно уменьшать радиусы кривых, но увеличивает потребное тяговое усилие, для снижения которого колеса монтируют на шарикоподшипниках. Потребное усилие для передвижения вагонетки без шарикоподшипников по горизонтальному пути равно 2,5—3% от веса брутто вагонетки, а с шари коподшипниками 1—1,5 %; расчетйая скорость около 0,5 м/ск. Вагонетки иногда снабжаются ручными или электрическими талями. Ручные подвесные дороги употребляются для обслуживания внутризаводских или складских помещений при небольшом расстоянии, незначительной и неравномерной производительности и малых единичных грузах (200—600 килограмм, как исключение до 2—3 тонн). Затраты на первоначальное оборудование двухрельсового пути выше, чем однорельсового. Но так как первый обладает большей устойчивостью в боковом направлении, то он предпочитается при некоторых специальных условиях работы, например в литейных для развозки жидкого металла.

Двухканатные дороги подразделяются на дороги: 1) с бесконечным движением, 2) с маятниковым движением двух вагонеток и 3) с реверсивным движением одной вагонетки. С и-стема с бесконечным движением состоит из двух параллельных несущих канатов, к которым подвешены вагонетки, снабженные зажимами для тягового каната, которым они приводятся в движение. При этом по одному несущему канату груженые вагонетки тянутся в одну сторону, а по другому—порожние возвращаются обратно. Расстояние на линии между обоими несущими канатами зависит от габарита подвижного состава. На фигуре 5 видны оба несущих каната 1, уложенных на башмаках 2, укрепленных на опорах 3, расставленных на определенных расстояниях друг от друга. При входе на ко- 4

ются с помощью их вниз и друг к другу; на одной станции к анкерам 7, а на противоположной к несущим канатам с помощью переходных муфт присоединяются куски гибкого (тройной свивки) каната; последний перекидывается через шкив (800—1 500 миллиметров) и прикрепляется к контргрузу 8. К башмакам 6 прибол-чиваются двух головчатые рельсы 9, заменяющие на станциях ездовые канаты. На одной из конечных станций 4 установлен приводной механизм 10, на другой—натяжные салазки 11 с противовесом 12 для бесконечно-кольцевого тягового каната 13. На линии последний поддерживается роликами, укрепленными на промежуточных опорах 3. Производительность таких дорог колеблется в пределах 10—250 т]ч. При постройке двойных дорог, то есть двух дорог, работающих параллельно, можно достичь двойной производительности, то есть 500 ш/ч. Длина участка дороги, обслуживаемого одним приводом, достигает 10—12 км; натяжные же участки для несущих канатов делают в 1—2,5 км, соединяя их промежуточными станциями. Отдельные куски каната соединяют линейными муфтами (фигура 6), состоящими из двух половинок и стяжки с правой и левой нарезкой. Колеса вагонеток без труда проходят по этим муфтам. Дорогу стараются вести,по прямой (в плане), т. к. этим избегается необходимость в устройстве угловых станций. Однако в случае надобности можно дорогу ломать под любым углом, причем угловые станции м. б. автоматическими, то есть такими, через которые вагонетки проходят без отцепки от тягового каната, огибая вместе с ним обводные роликовые батареи (0 роликов 1 м) или шкивы большого диаметра (4—6 м). Скорость тягового каната на прямых

Значения коэфициента а.

Интервалы	Тип каната
между вагонетками на линии в ск.	закрытый	полузакр.	спиральный]
50 и более	1,10	1,13	1,03
40—50	1,18	1,21	1,11
30—10	1,26	1,29 1,37	1,19
20—30	1,34		1,27 1

Фигура 6.

участках 2.5—3 м/ск, а при огибании шкивов

1—1,5 м/ск. Полезный груз одной вагонетки выбирается в пределах от 200 до 1 200 килограмм: 1) из экономия, соображений, так как чем тяжелее вагонетка, тем толще канаты, солиднее все поддерживающие конструкции, но меньше число вагонеток и отчасти количество обслуживающего персонала, и 2) из условий удобства и легкости маневров на станциях. Вагонетки отправляются со станций через определенные промежутки времени (в среднем 20—30 ск.), подсчитываемые по формуле

ί=3,6%,

(1)

где Р_х—полезный груз одной вагонетки в килограммах, Q—производительность в ш/ч. Следовательно расстояние между вагонетками при скорости движения V м/ск равно обходимо знать провесы и углы наклона касательных к кривой провисания. Расчет провесов от собственного веса каната ведут в предположении, что канат представляет собою гибкую, но тяжелую нить. Рассмотрим элемент каната длиной cis (фигура 7), на концы которого действуют силы S и S + dS и собственный вес qds, где q— вес 1 п. м каната. Проектируем все силы на горизонталь и находим

- я + Н + dH=о,

откуда

Н=Const. (4)

Проектируя на вертикаль, найдем:

- qds-V + V + dV=0,

или

С другой стороны,

dV=q ds.

(5)

откуда

F=Htga=H^, ds=У (dxf + (d u)

c =vt.

(2)

Число вагонеток n (например груженой стороны) на линии длиной L м определяется так:

L L

с vt

LQ

3,6 νΡχ

(3)

Из равенства (3) видно, что число вагонеток тем меньше, чем больше скорость ν и полезный груз Р_г. Полное число вагонеток равно 2w+ вагонетки на станциях под погрузкой и разгрузкой+5% общего количества (на ремонт).

Расчет несущего каната. Несущие канаты изготовляются закрытой, полузакрытой и спиральной конструкций (смотрите Канатное производство). Временное сопротивление к проволок, употребительное для каждой конструкции, следующее: закрытая и полузакрытая 12 000 килограмм/см², спиральная 14 000—15 000 килограмм/см². Предварительный выбор диаметра каната ведется по ф-лам: для двухколесной вагонетки]

d=а У N миллиметров,

для четырехколесной вагонетки

d=a]/0,6JV миллиметров;

в обеих формулах N равно полному давлению на два колеса тележки в килограммах, а а выбирается из помещенной ниже таблицы, подсчитанной для указанных выше значений к. Величину противовеса G берут обычно равной 3 500 q для закрытых и полузакрытых канатов и G=4 300 q для спиральных (q—вес 1 п. м каната). Разбивка продольного профиля каната составляет очень важную задачу. Для ее решения ке-

Вставляя полученные величины в уравнение (5), получим

d (Н- fi) --= q V(dx)· + {dy f.

Полагая z=~, имеем dx~ н

K-&VT+Τ·,

или

0==±-dx.

Yl+Z2 ^Η

(θ)

ω

Вводим новую переменную t, полагая я=t; следовательно d#=chtdt и }/"l + £²=ch t. Тогда ур-ие »(7) представится в виде

dd^Tr- dx. (8)

Jrl

Его интеграл

t=(ж + Οχ). (9)

Отсюда

*=&=>^hH^(!r+Ci)]*

или

2/= J sh [-§ (х + c_t)] dx =

= fch[|(®+Cx)]+C,. (Ю)

JJ

Полагая —=a, имеем *

,e + в ^a ). (11)

из (19) И (21)

Ур-ие (11) есть ур-ие цепной линии с началом координат в произвольной точке. Полагая получим

У - С₂=у и×+ с_х=х,

X х ¹

у — а ей "=2

(12)

Ур-ие (12) представляет цепную линию с расстоянием от начала координат до вершины кри

вой, равным а, причем ось кривой совпадает с осью ОУ (фигура 8).

Между собственным весом каната и его натяжением существует такая зависимость:

откуда

S=qy. (13)

Следовательно разность натяжений в двух каких-либо точках кривой равна

Si - Si-L=q(iji - Уг-_t)=qh,

т. e. произведению q на разность высот этих точек.

Определение провесов и углов наклона касательных к кривой по цепной линии имеет смысл лишь при слабом натяжении, то есть при малой величине α= —, при очень больших пролетах и углах наклона хорд. При нормальных же условиях (а^З 500—4 500 м, I до 200—300 м,

у до 20—25 %) цепную линию заменяют параболой в виду большей простоты расчетов. Раз-

X X

лагая в ур-ии(12)е^а и е ^а в ряды Тейлора, производя сокращение подобных членов и отбрасывая члены с (~-)⁴? (дг)⁶ > ·· 9 получаем ур-ие параболы, отнесенное к оси ОХ (фигура 8):

У=^а+Га- С4)

Относя же уравнение к вершине кривой, получаем (фигура 9)

(хУ¹=2ау (15)

Провес в любой точке пролета АВ определяется следующим образом. Из ур-ия (15) имеем (х )²=2ау, ‘ (16)

(х₂)²=2ау₂. (17)

Вычитаем ур-ие (16) из ур-ия (17):

(χ₂γ- - (а?;)²=(х 4- х )(х₂~х )=2а(у₂- у ). (18) Из фигура 9

х’₂ ~х =1, (19)

у₂-у ^b. (20)

Следовательно из ур-ия (18)

2а h

^ I ’

Хо ·

а?1

ah I

из (16) и (22)

У¹ ~ 2/2

8а“

(22)

(23)

Переносим начало координат в точку А. Тогда х=х + х и у=у + у[- (24)

Подставляя в равенства (24) значения х и у{ из (22) и (23) и полученные величины х и у в ур-ие(15), найдем после преобразований ур-ие параболы ОАВ относительно точки А:

»= T-h<¹-*)· (зз)

Из фигура 9 имеем

y=T~h·

Следовательно ур-ие (25) перепишется так:

xh , xh х. откуда

(36)

Так выражается провес каната от собственного веса в любой точке пролета. Наибольший провес будет в середине пролета:

¹ 8 а 8Н ^}

Длина дуги определяется след, обр.:

ds=d_Xy + ^=dx[ 1 + ет=

- ^clx [^{1 +} т Ш ]·

Подставляя величину ~, найденную дифе-ренцированием ур-ия (25), и произведя интегри-

^S~f ^dS~^l+ ΊΪ + 2’^i-^l+Tl +

(28)

рование в пределах от 0 до I, получим

i

_ϋ__ § (f)2

2 ia² υ

Ур-ия (27) и (28) можно вывести непосредственно, полагая, что нить нагруясена равномерно по своей горизонтальной проекции. Если

тать собственный вес нити равномерно распределенным по хорде и следовательно вести расчеты по следующим более точным ур-иям:

f=srrL·; “ s=Ki² + fc³ +

" 8Я COS а

8(/)2

(21)

3(

Провес от сосредоточенного груза вагонетки удобнее подсчитывать отдельно от подсчета провеса от собственного веса каната. Имеем две опорные точки! и Б невесомого, абсолютно гибкого каната (фигура 10), нагруженного в произвольной точке силой Р и подверженного натяжениям в точке А и S₂ в точке В. Берем проекции всех сил на горизонталь и находим условие равновесия

Н_г=Л₂=Н=Const. (29)

Беря момент всех сил относительно точки В равным 0, находим

JV

Prt — Hh

I

(30)

н У - ни=о. и аналогично относительно точки С V_Ym -

Из (30) и (31) имеем

1х

Ртп

^: ИГ

(31)

(32)

При Р в середине пролета п=й- (³³)

При двух равных грузах в пролете, при расстоянии с между ними, максимальный провес (при расстоянии одного из грузов до ближайшей опоры х=—~-^с) будет

,Р_ (21-е)2 “ 4 Я 21

При наличии трех и более грузов, находящихся на равных расстояниях с друг от друга в пролете, расчет провеса можно вести, как при равномерно распределенной нагрузке, считая q =

р

= —. Для груженой вагонетки Р составляется из ее собственного веса, веса отрезка тягового каната длиною с и полезного груза; для порожней вагонетки—то же, но без последнего. Для получения полного провеса следует сложить провесы от собственного веса и сосредоточенных нагрузок. При этом считают, что груз приложен в одной точке, а не распределен между колесами вагонетки и II равняется весу контргруза G.

Подсчет углов каната на опорах ведут в сторону возрастания номеров опор (фигура 11—слева

Ml.n-l ^Н9п*‘

направо). Угол, образованный двумя касательными к порожнему канату, определяется так: tg а_п s tg γ_η - tg γ_η+1 + tg δ_η + tg <5_и+1,

причем tg γ=~> 0 при подъеме и < 0 при спуске; tg<5=^ всегда > 0. Следовательно

+ -Л1п + 1шг)· (34)

(/1+1 ^Δη р

Если в ур-ие (34) вместо q подставим д+—, то получим tg β, где β—угол между касательными к нагруженному канату. При составлении профиля следует придерживаться двух основных правил: 1) несущий канат при всех условиях нагрузки должен надежно лежать на опорных башмаках, т.е. все tg а должен быть больше 0; для этого при вогнутых профилях располагают все точки опор каната на теоретич. кривой (параболе), подсчитанной с натяжением <j;l,2H; 2) все tga не должны превышать 4—10%; при наличии же больших {>200 м) пролетов следует расчет вести по углу β и брать tg β=8 -Н5%; меньшие цифры относятся к ответственным дорогам с большой производительностью. При невозможности удовлетворить этим правилам по условиям профиля местности или чтобы избежать слишком высоких опор ставят опоры с двумя и более башмаками, разбивая весь угол на допустимые, т.е. устраивают т. н. двойные опоры и рельсовые переходы. Иногда разрезают в таких пунктах канат и делают промежуточные натяжные станции.

Давление на опоры подсчитывается по ф-ле:

Dn=о (У - ^лр) +1 (1, + 1_в+1) +

V hi hi+i ^Δ

+ι+1)~|

Третий член составляется из веса вагонетки, стоящей на опоре, и реакции от вагонеток, находящихся в двух смежных пролетах в количестве г_п штук в одном пролете и г_п+1—в другом.

При понижении t° у заякоренного конца каната появляются вследствие трения на башма-

тАп

Д//0/г + 1)

+ Р 1 + ·

ках дополнительные усилия, и наибольшее натяжение несущего каната м. б. подсчитано по формуле (фигура 12):

Smax=G ± qh +μ [^- (tg γ₀ - tg γ_η) +

+ (q+^)L~], (35)

где μ—коэф. трения каната по чугунному башмаку, равный 0,15 для закрытого и 0,18 для спирального каната. По этому натяжению поверяют канат:

_ Smax

“тах ~~ р

+

0,5 Е Я &тах

(36)

Здесь F — металлич. площадь сечения каната в см², V—давление на одно колесо в килограммах, Е—модуль Юнга (2 000 000 килограмм)см²). Коэф. запаса берется равным 2,5—3 в зависимости от условий работы дороги.

Тяговой канат и мощность приводного механизма. В качестве тягового органа употребляется стальной прядевой канат, в к-ром пряди и сам канат имеют свивку одного направления. Канаты такой конструкции более гибки и обладают гладкой поверхностью. Материал—сталь с временным сопротивлением, обычно 14 000—15 000 килограмм/см². Толщина проволоки 1—2 миллиметров. Подсчет натяжений производится по данному профилю дороги, то есть по линии, соединяющей точки опор несущего каната. Каждую секцию профиля, на которой работает один тяговой канат, разбивают ца отдельные

28

Т. э. m. XXIII.

участки, каждый со своим приближенно общим уклоном, и подсчитывают число вагонеток на каждом таком участке (очевидно груженых и порожних будет поровну). Напр. участок I (фигура 13) имеет длину примерный уклон его tg а_гравен разности отметок точек а и б, деленной на 1_±; число вагонеток п_±. На фигуре 13: 1—приводная станция, 2—

_ ^ __________ сторона каната и 4—

порожняя сторона. По tg а_г· опреде.йяют sina,· и cos для каждого участка. При малых углах считают cos щ ^ 1. Сопротивление движению щ груженых вагонеток на каком-либо участке АБ_г=щ · Р(± sin а_г· + μ cos а_г); (37)

Фигура 13. натяжка, 3—груженая то же для щ порожних вагонеток:

* AS_n — %·ρ(± sin o-i -f- μ ccs а_г·). (38)

Здесь P и p—веса груженой и порожней вагонеток, включая все отрезки тягового каната (смотрите выше), μ—коэф. сопротивления движению, равный 0,01 при шариковых подшипниках и 0,02 при бронзовых подшипниках. Для введения в формулу (37) веса отрезка тягового каната можно приближенно считать вес 1 п. м каната при ν=2,5 м/ск по ф-ле:д_т=0,001Хвес груженой вагонетки. При меньших ν коэф. 0,001 несколько уменьшают. Полные натяжения у привода определяются:

8_ι=±Σ№_% +S₀, (39)

$2 ~ ^ ^°· 0^0)

Величину наименьшего натяжения S₂ (фигура 13) задают ^1 000q_m. Идя при подсчете сопротивлений в сторону движения, берут sin α,·>0 в случае подъема и sin а_г<0 при спуске, _;ac^s а_г->0; в противоположную сторону—знаки обратные. Мощность

ΛΤ — (Si — SJ · у Ν Ίδη ’

(41)

где η—кпд (для привода ??^0,7, для тормоза г/^0,85). Если N>0, необходим мотор; если JV<0, необходим тормоз; в последнем случае η следует перенести в числитель. Полученную мощность увеличивают в зависимости от производительности, длины и ответственности установки на 2—6 ЕР на трение направляющих шкивов на станциях, на инерционное усилие при пуске в ход и на возможность не совсем точного монтажа движущихся частей. Относу

шение ~ на рабочем шкиве привода зависит от S 2

угла a охвата канатом

I=еЧ (42)

где /—коэф. трения каната по шкиву, равный 0,15 для шкива с кожаной обкладкой и 0,085 без нее. Диаметр тягового каната подбирают по наибольшему натяжению (фигура 13), принимая 6—10-кратный запас прочности на растяжение, в зависимости от годового количества юсов работы установки, и проверяют на полное наибольшее напряжение каната по ур-ию

0_max=~T + Ki· (43)

где F—площадь поперечного сечения проволок в канате, Е_к — модуль упругости каната

(800 000 килограмм/см²), δ — диаметр отдельной проволоки, Ώ—диаметр шкива, огибаемого канатом с натяжением S_max. Суммарный коэф. запаса при этом не должен быть менее 4—6,5. Вторую поверку делают на отсутствие выпучивания отдельных проволок из каната при огибании последним шкива, для чего необходимо, чтобы наименьшее растягивающее напряжение в канате от продольной силы было не меньше сжимающего при изгибе:

> Е_к·-^ или S_min >E_K~F.

Т. к. для тяговых канатов F=p£-(F в см² и и,оо ⁴

q_m в килограммах/п. м), то получаем S_min > 1 000g_m при 5=S_min>mq_m при £=ПЙ И SU,>

>mq_m при

Затем производят еще проверку провесов тягового каната близ участков с наименьшим натяжением и при отсутствии там вагонеток, то есть когда канат лежит на поддерживающих роликах. Подсчитав провесы, устанавливают возможность их допущения из условий габарита ниже находящихся строений и т.п. Чтобы не создавать перенапряжений каната, употребляют автоматические натяжные устройства, состоящие из шкива, скользящего по направляющим. Ход шкива берут равным 3 метров на первый км и по 1 метров на каждый следующий км. Натяжные канаты (тройной свивки) рассчитываются по натяжению 2 S_Q с учетом изгибающих напряжений при обходе вокруг перекидных шкивов по ур-ию (43) с коэф-том запаса 4—5.

Особенностью вагонеток является наличие зажимного прибора, с помощью которого вагонетки включаются на одной станции в движение

ток и 2) работающие от посторонней силы. Па фигура 14 показана четырехколесная вагонетка, снабженная зажимом первого рода. Она состоит из траверсы а с укрепленными на ней шарнирно двумя двухколесными тележками б; на траверсе имеется прорез для оси в подъемных роликов з; на оси в висит тяга д с шарнирным болтом е для подвески ж; на последней по-коится^кузов. Внизу траверсы а укреплен зажимной аппарат; неподвижная щека его з несет ось и, на которой вращается подвижная щека к представляющая собою рычаг с одним длинным и другим коротким плечами. На хвост этой щеки к действует вес тяги и соединенных с ней подвески и кузова и зажимает обеими щеками тяговой канат. При входе на станцию вагонетка, сцепленная с тяговым канатом, переходит с несущего каната с помощью отклоняю-

щего башмака на жесткий рельс и попадает в выключатель, где происходит расцепление ее от тягового каната. Выключатель состоит из двух параллельных друг другу направляющих угольников. На эти угольники накатываются подъемные ролики г вагонетки и вследствие разности углов наклона рельса и угольников поднимаются, увлекая за собой тягу д с шарниром е, подвеску и кузов, и поворачивают подвижную щеку в положение, показанное на фигуре 14 слева. Таким образом собственный вес вагонетки перестает действовать на зажим. Тяговой канат под выключателем идет на подъем и при раскрытых щеках свободно выходит из зажима, направляясь далее к приводу или натяжному приспособлению, вагонетка же отводится вручную в сторону им. б. подана под нагрузку или выгрузку. Работа включателя происходит аналогично, но в обратном порядке. Тип зажима, работающего от посторонней силы, дан на фигуре 15. Он состоит из двух щек (гаек) а и б, сидящих на оси в Последняя вращается в подшипнике г, укрепленном на подвеске. На оси сделаны две нарезки: одна—левая прямоугольная с большим числом витков, другая— правая с очень большим шагом. На конце оси посажен рычаг д с грузом е. При вращении рычага в определенную сторону обе щеки сближаются сначала быстро под действием нарезки с большим ходом до соприкосновения с кана

том, затем медленно, под действием мелкой нарезки, сжимают канат до окончания поворота рычага. Т. к. включение тягового каната происходит обычно с ударом, то действие противовеса увеличивается, и канат надежнее захватывается. Вагонетки строят на двух колесах (до 1300 килограмм брутто) и на четырех (до 2 500 килограмм). Более тяжелые, вагонетки снабжаются шарикоподшипниками. Наиболее часто употребляемый тип приемника для груза—опрокидывающийся кузов. На погрузочной станции последний м. б. снят с подвески и посажен на платформу узкоколейного пути, проложенного под подвесным.

Канатные дороги применяются при больших расстояниях (1 000 метров и более), больших производительностях (30 ш/ч и более), для транспорта всякого род г массовых грузов, как уголь, руда, песок, бревна, жидкости в бочках ящики и прочие, и гл. обр. в местностях, сильно пересеченных и болотистых. Дорога может пересекать ж.-д. пути, шоссе, линии электропередач, судоходные реки и проходит всегда по кратчайшему расстоянию между конечными пунктами по сравнению с другими видами транспорта. Стоимость таких дорог колеблется при средней длине в 5 км от 80 000 до 120 000 руб. за 1 км (по данным 1931 г.).

Дороги с маятниковым движением двух вагонеток устраивают аналогично дорогам с круговым движением, но тяговой канат разрезан как бы на две ветви: головной канат и хвостовой (фигура 16, где: 1 —не сущие канаты, 2 — привод или тормоз, 3 — натяжное устройство, 4—головной канат, 5—хвостовой канат, 6—погрузочные бункеры и 7—разгрузочные бункеры). Обе вагонетки прикрепляются жестко к концам головного и хвостового канатов и располагаются т. о., что при нахож

Фигура 16.

дении одной вагонетки на верхней станции другая находится на нижней. Между конечными станциями при большом расстоянии между ними ставятся промежуточные опоры. Погрузка производится большей частью из бункеров, разгрузка же—автоматически или в бункеры или прямо на линии (при отвалах). На концах обоих путей имеются концевые выключатели для электромотора, в случае же спуска груза под действием его тяжести канат затормаживается вручную. При этом тормоза должны работать в обе стороны. Ставят их обычно два (один запасный). Расчет несущих канатов производится так же, как для дорог с кольцевым движением; полный коэф. запаса берут равным 2,25—2,9. Расчет же натяжении тягового каната производят при различных положениях вагонеток и при различном их движении (груз вверх или вниз), принимая также во внимание силы инерции при торможении или пуске в ход. Употребительные скорости: при подъеме груза до 2,5—3 м/ск, при спуске до 5 м/ск при наличии промежуточных опор и до 7,5 м/ск и более при одном пролете. Производительность дорог с маятниковым движением двух вагонеток в сильной степени зависит от длины и ориентировочно м. б. подсчитана при длине L в м по следующей эмиирич. ф-ле:

^ 5 500,

Q=-^ «Ф-

Применяются они в горных местностях, особенно успешно при работе под действием собственного веса груженых вагонеток, например для подачи руды от штольни на горе в долину к ж.-д. ветке, и вообще при малых производительностях, когда нужно перевозить тяжелые грузы. При очень больших грузах (10—20 ш) скорость естественно берется невысокая (порядка 0,7—1 м/ск).

Подвесные пути с реверсивным движением одной вагонетки оборудуются аналогично дорогам с маятниковым движением, употребляются на малых расстояниях при малых производительностях. В качестве натяжки несущих канатов употребляют иногда винт вместо противовеса. Часто канат заменяют рельсом. Производительность примерно равна —j-m/H. Простейшим видом таких дорог являются лесоспуски, часто переносные (уклон в пределах 17,5—20%), где бревна подвешиваются на цепях к роликам, стоящим на канате, и спускаются вниз по канату самотеком. Внизу наваливают кучу хвороста, являющегося буфером для прибывающих бревен. Длина лесоспусков доходит до 1 000 — 1 200 метров Применяют их в виде первичного Т. от мест разработок к центральной погрузочной станции стационарной канатной дороги, узкоколейки и тому подобное.

Подвесные дороги с канатной тягой на жестком рельсе часто употребляются в качестве необходимого звена двухканатной дороги, являясь ее продолжением, и обслуживаются тем же подвижным составом. Как самостоятельные сооружения они используются для загрузки доменных печей, для засыпки отвалов и прочие Вместе с перегрузочным портальным краном, по к-рому ходит поворотный кран с грейфером, дороги на жестком рельсе применяются для

погрузочно-разгрузочных операций на угольных складах. При горизонтальном пути вместо сложного зажимного аппарата иногда употребляют вилку—обычно с верхней тягой для удобства обхода вокруг обводных шкивов (фигура 17).

Одноканатные дороги характеризуются наличием лишь одного бесконечного каната, к-рый работает одновременно и как несущий и как тяговой. На каждой из конечных станций ка-нат обходит шкивы больших диаметров, равных колее дороги; один из них—приводной, другой—натяжной. Между станциями канат поддерживается опорными качающимися роликами диам. 500—600 миллиметров, укрепленными на промежуточных опорах; число роликов 1—4 в зависимости от давления на опору и угла каната на ней. Погрузка и разгрузка производятся обычно на конечных станциях. Существуют две системы одноканатных дорог: английская и американская, различающиеся конструкцией вагонеток. Вагонетки английской системы устроены так, что кроме опорного седла или зажима для каната они обладают роликами для передвижения на станциях после выключения каната. Зажимы различной конструкции допускают уклоны до 40%. Величина полезного груза зависит от скорости каната и профиля пути: при малых грузах (<150 килограмм) и больших пролетах скорость берут до 4 м/ск; при больших грузах (до 300—500 килограмм) и меньших пролетах v==1,254-2 м/ск. Производительность колеблется от 3 до 50 ш/ч; лишь при особо благоприятном профиле и хорошем оборудовании (опорные ролики на шарикоподшипниках и тому подобное.) она м. б. повышена до 100 ш/ч. Длина дороги может доходить до 8 км и более. Вагонетки аме-рик. системы сцепляются с канатом при помощи особого пальца, к-рый своими отростками вставляется внутрь каната между отдельными прядями. Такой зажим не допускает частых отцепок от каната; поэтому в америк. системе вагонетки никогда не выключаются, а погрузка и разгрузка производятся на ходу. Эта сцепка позволяет брать большие уклоны, особенно во временных установках (до 100%), но обычно в пределах 25—40%, т. к. большие уклоны ведут к быстрому изнашиванию каната. Полезный груз составляет 50—75 килограмм. Скорость в виду автоматического (без отцепки) об вода вокруг конечных шкивов не превосходит 0,8—1 м/ск. Производительность до 15 ш/ч. Длина линии до 3 км, редко больше. В одноканатных дорогах для уменьшения износа каната допускают пролеты между опорами до 50—100 метров при условии расстояния между вагонетками не менее величины пролетов. В редких случаях при удобном профиле земли пролеты доходят до 500 метров и более. Канаты—прядевой конструкции. Предварительно диаметр каната может быть взят равным d — δ]/Р. При Κ_ζ==14 000 килограмм/см² δ=1,16; при Κ_ζ=18 000 килограмм/см² 0=1,013. Расчет натяжений в канате, подсчет мощности привода и прочие производятся так же, как для двухканатных дорог. Запас прочности на растяжение берут 5—6-кратный. Одноканатные дороги выгодно используются для временных установок при малых производительностях и легких грузах; затраты на их постройку небольшие, в эксплуатации же они дороже двухканатных.

Кабельные краны (смотрите Подъемные машины) представляют собою реверсивную канатную дорогу с одной тележкой и с механизмом для подъема груза (фигура 18, где: 1—несущий канат, 2—тяговой канат, 5—подъемный канат, 4—узловой канат, 5—лебедка, 6—противовес для натяжения тягового каната, 7—то же для натяжения узлового каната, 8—загрузка башен). Несущий канат заякоривается на одной башне и· натягивается противовесом на второй или (при малых грузах) заякоривается на обеих башнях. Узловой канат укрепляется аналогично несущему и несет на себе муфты, расста

вленные на определенных расстояниях друг от друга. Эти муфты снимают по очереди рейтеры (подвески с роликами для поддерживания тягового и подъемного канатов) с тележки при прохождении вагонетки: первая (наименьшая) муфта снимает первый рейтер, вторая (чуть большего диаметра) снимает следующий и т. д., и тем разгружают тележку (а следовательно отчасти и несущий канат) от веса тягового и подъемного канатов. Привод состоит из желобчатого шкива для тягового каната, барабана для подъемного, тормозов, муфт, зубчатых колес пт. д. При помощи муфт можно перемещение тележки и подъем груза производить одновременно или последовательно. Краны строятся стационарные или передвижные; передвижными бывают или обе опоры или одна; в последнем случае движение происходит по дуге круга с радиусом, равным пролету. Вторая опора делается иногда качающейся (фигура 18). Длина пролета L и высота башен Н

выбираются в зависимости от местных условий: L—до 700 метров и более (в среднем 100 — 300 м), Н—до 70 метров (в среднем 15—25 м). Провес несущего каната берут равным ¹/₂₀—¹/₃₀ от пролета. Производительность до 125 ш/ч (в среднем 60—80). Единичный полезный груз—до 20 ш (в среднем 1—10 ш) и соответственно веса тележки и блока с крюком 300—1 200 килограмм. Величину единичного полезного груза подсчитывают по ф-ле:

Ρ_ί=1 000 · £=-

3,6

где Р_г—единичный полезный груз в килограммах, Q—производительность в ш/ч, п—число циклов в час, Т—время на один цикл, Ь_г—средний пробег тележки, I—путь ускоренного или замедленного движения, V—скорость тележки (0,5—10 м/ск, в среднем 2—6 м/ск при полном весе тележки с грузом 2—5 тонн), ~—средняя скорость ускоренного или замедленного движения (считая закон изменения скорости по прямой), Н_г— средняя высота подъема, h—вертикальный путь груза при пускев ход или торможении, гц— скорость подъема груза (0,2—2 м/ск при полном весе тележки с грузом 2—5 ш), γ—средняя скорость ускоренного или замедленного подъема и t—время на погрузку и выгрузку. Диаметр несущего каната берут, задавая его натяжение Н, равным 8—12-кратному весу тележ-ки с грузом, затем подставляют полученное значение в ур-ия (27) и (33) и, получив полный провес f (сумму и /"), определяют отношение

(=V20 — V30)· Максимальное натяжение S_maxтягового каната на рабочем шкиве будет в момент нахождения тележки вблизи одной из опор. Оно слагается (фигура 19) из необходимого тягового усилия S=Р sin (а 4- β), сопротивления движению тележки В_г=Рμ · •cos(a-f/?), сопротивления всех промежуточных шкивов

R₂=£Nf ·—, сопротивления роликов тележки, отжимающих вниз (смотрите ниже) узловой канат Д₃=Ρ₂μi, веса отрезка тягового каната, равного двойному превышению 2Ah натяжного шкива над приводным или, наоборот, А8= ± q_m · 2Ah, и половины натяжного груза S=1 000 q_m. Из фигура 19 определяется

tg(a+/?)=£ + £.

Значение коэф-тов: μ—смотрите выше (канатные дороги);=0,18 (с учетом жесткости каната);

JJ предварительно можно считать равным 0,01; μ_χ μ. Для предварительных расчетов величину q_m можно брать равной q_m=(при

К₂=14 000 — .15 000 килограмм/см²). Затем производится поверка, как для канатных дорог, причем пол

ный запас прочности берут 4,5—5,5. Мощность тягового мотора дт _ (Si + Ri + R2 + R3) · v ^m ~ 1bп

Натяжение подъемного каната и мощность привода N_n подсчитывают обычным порядком. По большей из полученных мощностей N_m и N_n выбирают мотор. Иногда привод строят с двумя отдельными моторами. Узловой канат рассчитывается по следующим соображениям. Провес его в порожнем состоянии должен быть равен провесу несущего каната (ур-ие 27), следовательно необходимое его натяжение (вес противовеса) определяется соотношением

fi _(<?!/+ Qm) L² ^уз. - ₈j ’

где q_tl—погонный вес узлового каната, q_M—вес муфт, равномерно распределенный. Когда тележка с грузом находится посредине пролета, суммарный провес несущего каната/=/^/+/"м. б. подсчитан по ф-лам (27) и (33). Такой же провес получит и узловой канат, на к-рый нажимают ролики на тележке. Усилие для получения этого дополнительного провеса (давление на ролики) будет равно р _^Gy3. /

*2- L ¹ *

Поверку полного напряжения делают по ур-ию (36) с коэф-том запаса 2,5—3. Расчет конструкций опор и поверка устойчивости производятся по правилам строительной механики. Кабельные краны находят применение при постройке мостов, плотин, для обслуживания угольных, лесных и других складов, погрузки-разгрузки судов. Иногда краны строятся с промежуточными опорами при большой длине, например для укладки магистральных тяжелых трубопроводов.

Однорельсовые подвесные дороги на столбах представляют собой эстакаду, обычно деревян

ную, с одним прогоном, лежалшм на сваях, забитых в грунт. На прогоне укреплен узкоколейный рельс высотой 65—80 миллиметров. Конструкция эстакады показана на фигуре 20. При пролетах до 4,30 метров употребляют лишь один протон, сажая его на короткие подбалки; при пролетах до 6—8 метров прогон усиливают подкосами и риге -лями, при пролетах больше 8 метров ставят фермы; при высоте 2,20—3м употребляют простые сваи, усиливая их продольными подкосами со схватками через каждые два-три пролета; при большей высоте раскрепляют сваю поперечными подкосами со схватками. На ответвлениях ставят стрелки (фигура 21). Радиусы закруглений в пути не менее 50 м, на стрелках 10—50 метров Подъемы до 12%, редко больше. Такие пути строят длиной до 20—30 км. Тяга употребляется конная, редко канатная и мотовозная. Вагоны устраиваются в виде коромысла с приемниками для груза по бокам. На фигуре 22 дан тип вагона с опрокидными кузовами для торфа: две тележки а с буферами и сцепками шарнирно соединены с рамами-коромыслами б; последние поверху связаны брусьями в, а понизу г; под рамами укреплены скобы для цапф д кузовов е. Строятся также вагоны для лесных материалов: бревен, дров и прочие Грузоподъемность вагонов 3—5 тонн Грузооборот таких дорог может

Фигура 21.

доходить до 100 000—150 000 тонн в год при одном пути и длине до 10—15 км. Подсчет силы тяги производиться обычным способом: удельное сопротивление при этих дорогах 4—5 килограмм/т при шарикоподшипниках и 10—20 килограмм/т на бронзовых буксах; при трогании с места—двойное; коэф. сцепления с рельсом 0,2. Применяются преимущественно для транспорта лесных материалов от мест разработок до складов, лесных бирж и тому подобное.; особенно выгодны в местностях болотистых, не сильно пересеченных, где лесной строительный материал можно получить на месте; при необходимости пересечения реки м. б. возведен мост. Стоимость постройки ок. 20 000 руб. за 1 км (1931 г.).

Электрические подвесные дороги строятся почти всегда на жестком рельсе. Путь бывает дят уклоны и подъемы с выключенным мотором. Небольшие подъемы, до 5%, легко преодолеваются без канатной тяги. Производительность электрических подвесных дорог (10 — 200 ш[ч и более) зависит от грузоподъемности одной вагонетки (наиболее употребительная 500 — 700 килограмм) и от расстояния вагонеток друг от друга по времени (минимально 15 — 20 ск.). Последнее зависит в свою очередь от длины всего пути, скорости перемещения (v_m=0 5—3 м/ск), условий погрузки или разгрузки (скорость подъема груза ν_Μ=0,1—0,5 м!ск) и общего числа курсирующих вагонеток. Мощность тягового мотора определяется из ф-лы

at _ ^{Рх> т}

т— ~1Ьп

(μ + 0,015 + г + ^ή -1,25 =

91 о

75 η

Ш,

где Р—полный вес вагонетки с грузом, v_m—скорость перемещения, η—кпд тягового механизма, μ—коэф., учитывающий трение осей и трение качения, 0,015—коэф., учитывающий тре-2я_и

ние реборд,г—подъем,

gt о

-инерционный коэф.

(t₀ берется равным 3—5 ск.), 1,25—прибавка на сопротивление на кривых, встречный ветер и другие непредвиденные сопротивления. Сила сцепления колес с рельсом F должен быть больше тягового усилия, то есть

F=Pf₁>Pm или fi=l,2 -У 1,5 т, где f_t—коэф. трения между колесом и рельсом, равный 0,15—0,20. Мощность подъемного мотора

N =^PlVn (l +ΑΙΠλ·

^п 75 η gt_Q ) ’

здесь Р_г—вес поднимаемого груза,

2v_n

-инер-

Фигура 22.

замкнутый или незамкнутый, с ответвлениями (кривые с радиусом до 2 м), скрещениями, подъемами, спусками ит. и. Параллельно рельсу прокладываются троллейные провода. Ток употребляется обычно постоянный, т. к. при этом требуется лишь один рабочий провод (обратным служит заземленный рельс); в редких случаях—переменный однофазный; трехфазный мало употребителен в виду сложности оборудования. Тележки снабжаются тяговым мотором или тяговым и подъемным моторами, смотря по надобности. Приемники для грузов бывают в виде опрокидных кузовов, одноканатных грейферов, подвесок-для всякого рода штучных грузов: пачек круглого железа, бочек, ящиков и прочие При необходимости преодолевать большие подъемы и спуски до 100% вагонетки строят с автоматич. зажимами для каната. Последний работает от отдельного привода и помогает при подъеме тяговому мотору вагонетки. Впрочем последние в таких случаях иногда прохо ционный коэф. По способу действия дороги разделяются на: 1) обслуживаемые тележжами с управлением вожатым или с полу, 2) вполне автоматические и 3) с управлением на расстоянии. При автоматич. работе на кольцевом пути с несколькими вагонетками необходимы блокировочные устройства, обеспечивающие наименьшее допустимое расстояние между вагонетками, во избежание столкновения. Эти устройства бывают с элек-тромаг нитными переключателями, механические и смешанные. Сущность блокировки состоит в следующем (фигура 23). Изолированные друг от друга отдельные участки троллейного провода 1, 2, 3, 4 получают ток от питательного провода. Когда например вагонетка 5 проходит под участком 3 под током, участок

_ 2 _ 3

Фигура 23.

4 выключен, и следовательно пришедшая на него вторая вагонетка выключится и будет стоять до тех пор, пока первая вагонетка не сойдет с участка 3 и провод 4 не приключится автоматически к питательному проводу, и т. д. Устройства с электромагнитами состоят из большого количества дорогих и легко портящихся аппаратов и потому мало надежны. Механич. устройства проще, прочнее и дешевле. Блокировка стрелок, поворотных кругов, мест погруз-

ки и разгрузки совершается обычно при помощи электромагнитов. При полной автоматизации снабжают вагонетку штурвалом с насаженным на него и изолированным от него контроллерным валиком. Последний при помо-щи разного рода механич. и электрич. приспособлений (аншлаги, рычаги, электромагниты и т. и.) может последовательно устанавливаться в определенных положениях, соответствующих определенным движениям обоих моторов! Дороги с управлением на расстоянии позволяют производить перемены работы моторов в любых пунктах по желанию управляющего. Такие дороги бывают иногда частью автоматизированы, например подъемный мотор снабжается концевым выключателем, который при окончании подъема груза останавливает подъемный мотор и одновременно включает тяговой. Вагонетки с вожатым, оборудованные подъемными механизмами с грейферами, употребляются для разгрузки судов и обслуживания складов сыпучих материалов, особенно в комбинации с передвижным перегрузочным мостом со скользящими стрелками. Пакгаузы также часто оборудуются этими вагонетками, но с платформами для перегрузочных операций со штучными грузами. Электрич. доро и—автоматические и с управлением на расстоянии—применяются на силовых станциях, газовых, металлургических, химических, цементных з-дах для транспорта руды, угля, железа и т. и.

Лит.: Дукельский А., Подвесные рельсовые дороги с ручной тягой, Л., 1928; е г о ж е, Расчет канатов и мощности лебедок кабельных кранов, Л., 1932; Иващенко Н., Электрические однорельсовые подвесные дороги для перемещения грузов, М.—Л., 1927; Ганфш тенге ль Г., Механизация транспорта массовых грузов, Транспорт по путям, пер. с нем., 2 изд., М. — Л., 1931; Иннорс Стройпромышлен-

н о с т и—G оюзетрой, Расчетный график для построения цепной линии провеса гибкой нити (каната), М., 1932; Коковцев К., Дороги особых систем, Москва, 1927; G а р р e 1 1 о n i G., Teleferiche, Iunieolari aeree e altri transporti meccanici, 3 ed., Milano, 1925; Ceret-t i G., Aerial Cableways, L., 1927; F i n d e i s R., Rech-nerische Grundlagen des Baues von Drahtseilbahnen, Lpz.— W., 1923; Stephan P., Die Drahtseilbahnen, 4 Aufl., B., 1926; DurhamE.B., Aerial Tramways a. Gable-ways (в книге Peel R., Mining, Engineers Handbook), 2 ed., N. Y., 1927. А. Кастальский.