Лекция 3. Развитие промышленного транспорта.

На большинстве промышленных предприятий работают тепловозы различ-ных серий с гидравлической и электрической передачей мощностью от 150 до 4000 л. с.

В принципе все локомотивы промышленного транспорта конструируются с расчетом реализации возможно большей силы тяги при ограниченной скорости с учетом того, что коэффициент сцепления в границах многих предприятий, как правило, в два раза ниже, чем на магистральных путях. При этом промышленные -локомотивы должны свободно проходить по кривым малых радиусов до 60 м. Кроме того, машины, работающие на перевозке горячих грузов и в горячих цехах, должны снабжаться специальной тепловой защитой.

Большинство промышленных предприятий обслуживаются тепловозами, но в шахтах и на ряде открытых разработок используется электротяга, причем на крупнейших предприятиях типа Магнитогорского металлургического комбината сеть электрифицированных путей достигает сотен километров. На горнообогатительных комбинатах используются в основном электровозы постоянного тока напряжением 1500 В и мощностью до 2100 кВт. Получает распространение система постоянного тока напряжением 3000 В и однофазного тока 10000 В.

Для вывоза грузов с глубоких карьеров (порядка 500 м и более) созданы специальные электропоезда, получившие название тяговых агрегатов. Тяговый агрегат состоит, как правило, из четырехосного электровоза управления и двух обмоторенных четырехосных думпкаров грузоподъемностью по 45 т. Груженый агрегат общей массой 368 т благодаря наличию 12 двигателей общей мощностью 5450 кВт развивает на крутом подъеме скорость 29 км/ч и доставляет 90 т полез-ного груза. Такие агрегаты используются на Соколовско-Сарбайском горно-обогатительном комбинате, а также в карьерах "Ураласбеста". Разработаны и раз-рабатываются другие, более мощные и совершенные тяговые агрегаты.

Для условий, когда локомотив должен работать как на электрифицирован-ных путях, так и на путях без контактной сети, созданы "гибридные" локомотивы, которые могут работать как электровозы, питаясь током от контактной сети, и как тепловозы, используя имеющийся дизель.

Создаются также специальные "гибридные" тяговые агрегаты. Так на одном из угольных карьеров комбината "Кузбасс-уголь", на железорудных карьерах Коршуновского и Качканарского комбинатов используется тяговый агрегат с ча-совой мощностью электродвигателей 4920 кВт, работающих от контактной сети переменного тока 10 кВт. Поезд состоит из электровоза управления, двух мотор-ных и восьми прицепных думпкаров. Общая масса поезда брутто составляет 1355 т, в том числе масса полезного груза - 750 т. На подъеме 60 %о скорость составля-ет свыше 25 км/ч. На путях с меньшими уклонами (до 12%о), где нет контактной сети, поезд идет под тягой дополнительного дизеля мощностью 750 л. с. Внутри карьера агрегат работает в дизельном режиме.

Новые типы локомотивов повышенной производительности позволяют со-кратить размеры парка, численность локомотивных бригад и ремонтного персо-нала.

Для перевозки в границах крупных металлургических, машиностроитель-ных и других предприятий больших масс специфических грузов создаются специ-альные типы вагонов:

- чугуновозы для перевозки жидкого металла грузоподъемностью до 140 т и общей массой до 210 т. Ковш чугуновоза защищен от воздействия жидкого ме-талла футеровочным слоем из шамотного кирпича и огнеупорной глины. В мар-теновском цехе ковш снимается краном, и чугун сливается в миксер. Для транс-портировки жидкого чугуна на сравнительно большие расстояния применяются чугуновозы сигарообразной формы грузоподъемностью 100-600 т, которые отли-чаются минимальным снижением температур металла в процессе перевозки;

- шлаковозы для перевозки расплавленного шлака с температурой 1400 - 1500 ^оС от домны до шлакового отвала, где ковш наклоняется под действием электродвигателя, смонтированного на шлаковозе. Грузоподъемность нового шлаковоза составляет 48 т, а собственная масса вагона - 81 т;

- платформы для перевозки горячих чугунных слитков общей массой 160 т с прочным полом, выдерживающим высокие температуры;

- думпкары (вагоны-самосвалы), применяющиеся в основное на открытых горных разработках руд, угля, строительных материалов. Новейшие думпкары имеют грузоподъемность до 200 т.

Так как у некоторых специальных вагонов нагрузка на ось достигает 400 кН, то на путях обращения таких вагонов укладывают особые, сверхмощные рельсы. При этом вагоны перемещаются со скоростью 8-15 км/ч.

Для регулирования движения поездов и обеспечения безопасности на крупных комбинатах применяются специальные системы автоблокировки, без которых, невозможно осуществляв необходимую густоту движения, достигающую иногда 240 пар поездов в сутки, что требует реализации среднесуточного интер-вала между поездами 6 мин. Особенность карьерных железные дорог состоит также в том, что контактная сеть здесь должна сниматься на период осуществле-ния взрывов, если она находится в угрожаемой зоне. В карьерах часто перемеща-ют и сами пути, а также устройства автоблокировки и связи.

Серьезную проблему представляет дальнейшее совершенствование автомобильного промышленного транспорта. Задача состоит как в наращивании парка автомобилей, так и в повышении технического уровня и грузоподъемности ма-шин, прежде всего для открытых разработок. Освоено производство самосвалов грузоподъемностью 27, 40, 45 и 65 т, которые выполняют большую работу в угольно-металлургической промышленности на строительстве гидроузлов, каналов, промышленных комплексов. Однако экономика промышленного транспорта требуем дальнейшего повышения единичной грузоподъемности автомобилей.

Большегрузные самосвалы позволяют применять на разработках экскаваторы с ковшами большой вместимости и экономить не только на эксплуатационных расходах, но и на капитальных затратах (примерно 30-35%).

На основе имеющихся базовых моделей намечается создание более круп-ных самосвальных поездов грузоподъемностью до 400 т. В мировой практике из--вестен самосвал, названный "Титаном" (Канада), который характеризуется сле-дующими параметрами: длина 20,5 м; ширина 7,75 м; высота кабины над уровнем земли 4,5 м; собственная масса автомобиля 250 т; грузоподъемность 600 т; двига-тель мощностью 3300 л.с.

Совершенствование автомобильного промышленного транспорта предполагает развитие не только парка, но и соответствующих дорог и других элементов. Нуждается в разработке организация перевозок массовых грузов с учетом макси-мальной механизации грузовых операций.

Важным направлением механизации погрузочно-разгрузочных работ явля-ется развитие системы контейнерных и пакетных перевозок с применением спе-циальных (не универсальные) контейнеров и поддонов, максимально приспособленных к технологии промышленных предприятий и подвижного состава, а также других средств для переработки больших масс грузов. На предприятиях, использующих промышленный речной и морской транспорт, ведется систематическая работа по увеличению мощности существующих причалов и введению в действие новых механизированных причалов.

Генеральным направлением в развитии промышленного транспорта является создание и развитие конвейерных систем, в том числе ленточных конвейеров, скребковых, рольгангов, подвесных, трубопроводов для жидких грузов, а также гидроприводов и пневмопроводов для твердых грузов. Возможно, что на метал-лургических заводах в будущем найдут применение трубопроводы для транспор-тировки жидкого металла с помощью магнитных насосов.

В настоящее время особое внимание уделяется ленточным конвейерам (транспортерам) как наиболее универсальным и надежным, хотя износ лент на них и значительный расход энергии на преодоление трения являются предметом заботы конструкторов и эксплуатационников.

Конвейерные виды транспорта позволяют резко поднять производитель-ность труда, существенно уменьшить расходы на транспортировку и одновремен-но сократить площади заводов, рационализировать технологические процессы и потоки грузов.

К перспективным видам транспорта, которые могут найти применение в будущем как средства промышленного транспорта, относятся транспортные средст-ва на магнитной подвеске, воздушной подушке, с волновым движителем, дири-жабли-краны и др.

Подвижной состав транспортных систем на магнитной подвеске не имеет контакта с путевым полотном, так как вместо колес использованы магниты, взаимодействующие с элементами путевой структуры. С магнитной подвеской удачно сочетается линейный электропривод, который преобразует электрическую энергию в поступательное движение без каких либо передаточных звеньев.

Существует несколько типов магнитной подвески. Наиболее активно в последнее время разрабатывают электромагнитную подвеску на основе принципа притяжения электромагнитов и ферромагнитной направляющей.

Амфибийные суда на воздушной подушке (СВП) могут двигаться над водой, по порожистым, мелководным и засоренными рекам, а также над любой другой поверхностью (земля, болото, снег, лед) в условиях круглогодичной эксплуа-тации. Они имеют хорошие технико-эксплуатационные показатели при движении над снегом и льдом благодаря отсутствию волнового сопротивления, а это почти на 30-40% снижает расход топлива, увеличивает полезную нагрузку и скорость хода.

Самоходные и несамоходные наземные транспортные средства на воздушной подушке (НТСВП) могут передвигаться при отсутствии капитальных дорог позаболоченной и заснеженной местности, увлажненным полям и над молодыми всходами, не повреждая растительного покрова почвы и сельскохозяйственных растений. При перевозке тяжеловесных грузов НТСВП с частичной разгрузкой, колес не разрушают слабые мосты и дорожное полотно и не требуют их укрепле-ния.

Эффективным видом промышленного транспорта является дирижабль. Большие надежды на дирижабли-краны возлагают строители, поскольку в этом случае можно отказаться от доставки на место строительства обычных кранов и монтажных механизмов. Дирижабль-кран будет забирать на строительном комби-нате готовые блок-секции и, доставив их на стройку, возводить на месте из них высотные здания. Существуют многочисленные заявки на постройку дирижаблей для нефтяной, газовой, лесной промышленности, энергетики и электрификации, геологии, рыбного хозяйства. Дирижабль грузоподъемностью в 10-15 т будет эф-фективен на трелевке леса и сможет транспортировать древесину с места вырубки непосредственно к потребителю (без нарушения дернового покрытия и молодня-ка, без молевого сплава, погрузки и выгрузки, перевозок автотранспортом и по железной дороге).

Идеи создания механических видов транспорта, способных двигаться по снежной целине, могли родиться только в стране с продолжительной холодной зимой. Не случайно пионером таких идей стала Россия. Областью применения амфибийного транспортного средства является доставка грузов в сложных зимних условиях.

Комплексное освоение нефтяных, газовых и других природных месторождений Западной Сибири и Крайнего Севера требуют создания специального транспортного оборудования. Нашло применение транспортное средство с волновым двигателем для перевозки труб. При движении в опорноконтактируещей части оболочки создается бегущая волна. Для этого имеется система линейных силовых элементов, выполненных в виде пневмосильфонов. За счет усилий, воз-никающих в пнебвмосильфонах при нагнетании воздуха и разрежения в процессе откачки, оболочка совершает волновое движение, а корпус с находящимся на нем. грузом перемещается параллельно поверхности движения.

В ряде зарубежных стран для перемещения особо тяжелого и крупногабаритного промышленного оборудования внутри цехов и на строительных площад-ках широкое применение получили всевозможные подъемно-транспортные уст-ройства на воздушной подушке (ПТУВП). Наиболее перспективной областыо ис-пользования этих устройств являются поточные линии и системы предприятий, выпускающих агрегаты и изделия большой массы и значительных размеров. Наряду с этим они широко применяются для механизации погрузочно-разгрузочных монтажно-сборочных работ на строительных площадках в особо стесненных ус-ловиях.

При погрузке, доставке и разгрузке полезных ископаемых в зависимости от выполняемых операций применяют разнообразные конструкции самоходных транспортных пневмоколесных машин, назначение которых — перемещение горной массы и ее разгрузка, причем разгрузку транспортной машины осуществляют различными погрузочными средствами. Основную группу самоходных транспортных машин для перемещения горной массы осуществляют автосамосвалы и шахтные самоходные вагоны.