Общие сведения и классификация вагонеток.

Перемещение полезного ископаемого, породы, материалов и людей по подземным рельсовым путям осуществляется в вагонетках. Наиболее распространенными являются грузовые вагонетки для перевозки горной массы (рис.14.1). Основными элементами грузовой вагонетки являются: кузов 1, рама 2, полускаты (ось с двумя свободно вращающимися на ней на подшипниках качения колесами) 3, подвагонный упор 4, буфер 5, сцепки 6 (рис.14.1, а).

Рис.14.1 Основные типы рудничных вагонеток

Все рудничные вагонетки делятся на три основные группы: грузовые, людские (пассажирские) и вагонетки специального назначения. Грузовые вагонетки по назначению разделяются на вагонетки для перевозки полезного ископаемого, породы и закладочных материалов и вагонетки для вспомогательных грузов. Людские (пассажирские) вагонетки используются для перевозки людей по горизонтальным и наклонным выработкам (рис.14.2 и рис.14.3). К вагонеткам специального назначения относятся: ремонтные, снабженные необходимым для ремонта оборудованием; для доставки противопожарного оборудования; путеизмерительные и др.

Рис.14.2Вагонетка для перевозки людей по горизонтальным выработкам

По конструкции кузова и способу его разгрузки грузовые вагонетки могут быть: с глухим жестко закрепленным на раме кузовом, разгружающиеся опрокидыванием (рис.14.1, а); с шарнирно закрепленным на раме кузовом и поднимающимся бортом, разгружающиеся наклоном кузова (рис.14.1, б); с кузовом, имеющим откидные днища, через которые вагонетка разгружается (рис.14.1, в); с кузовом, имеющим откидные стенки и наклонное днище, разгружающиеся при открывании стенок; с глухим перекатывающимся кузовом, разгружающиеся опрокидыванием кузова (рис.14.1, г). Внутри каждой группы вагонетки разделяются: по форме кузова – с полукруглым днищем (рис.14.1, а, г), прямоугольные (рис.14.1, б) и фасонные (рис.14.1, в); по роду подшипников ходовых колес, устройству буферов, сцепок, способу подвешивания кузова к раме (жесткое, рессорное).

Рис.14.3Вагонетка для перевозки людей по наклонным выработкам: 1 – сиденья; 2 – рама вагонетки; 3 – сцепки; 4 – тормозная каретка; 5 – брусья-амортизаторы; 6 – упоры; 7 – приводная пружина; 8 – тяга; 9 – резцы; 10 - рукоятка

По емкости кузова вагонетки различают малой (до 1,25 м³), средней (свыше 1,25 и до 2,8 м³) и большой (свыше 2,8 м³) емкости.

Основными характеристиками вагонетки являются ее емкость (м³), вес, грузоподъемность (т), коэффициент тары, коэффициент продольной и поперечной устойчивости, коэффициент сопротивления движению, размеры, ширина колеи и величина жесткой базы.

Коэффициентом тары называется отношение собственного веса вагонетки G₀ к ее грузоподъемности G. Этот коэффициент зависит от формы кузова и является важным показателем экономичности вагонеток. Для угольных вагонеток он равен 0,4 ÷ 0,7. Снижение коэффициента тары ведет к экономии металла и уменьшению мертвого веса состава. Основной путь снижения коэффициента тары – применение легированных сталей, легких сплавов, а также стеклопластиков.

При движении на вагонетку действуют силы веса, усилия на сцепках, центробежные силы и силы инерции, одни из которых удерживают вагонетку на рельсах, другие стремятся ее опрокинуть. Коэффициентом поперечной и продольной устойчивости называется отношение моментов сил, удерживающих вагонетку на рельсах, к моментам сил, стремящихся опрокинуть ее в поперечном или продольном направлении. Для повышения устойчивости этот коэффициент должен быть не менее 1,5.

Коэффициентом сопротивления движению называется отношение суммы сил сопротивлений движению вагонетки с равномерной скоростью на прямом горизонтальном пути к полному весу вагонетки :

.

Чем меньше этот коэффициент, тем лучше ходовые качества вагонетки, тем меньше расход энергии на перемещение вагонетки. Как показали эксперименты, этот коэффициент зависит от конструкции полускатов (типа подшипников и соотношения между диаметром оси и колеса), грузоподъемности вагонетки, степени загрузки кузова и скорости движения.

Ширина колесной колеи (расстояние между наружными рабочими краями реборд полуската) принимается меньше ширины рельсовой колеи на 10 мм. Жесткую базу вагонеток s_б с учетом требований устойчивости и проходимости по кривым малого радиуса (с увеличением s_б повышается устойчивость и ухудшается проходимость) принимают обычно равной длины вагонетки.