Рейкові дороги (стр. 1 из 3)
РЕЙКОВІ ДОРОГИ
Содержание
1. Призначення і класифікація
2. Складові частини
3. З'єднання
4. Укладка і експлуатація рейкових колій
1. Призначення і класифікація
Сукупність пристроїв, які забезпечують переміщення по них одиничних посудин і рухомого состава у підземних виборках і на поверхні шахт, називають рейковими дорогами. По можливості вони повинні мати нормальний уклон, бути прямолінійними, достатньо пружними, міцними, стійкими, довговічними і зручними для заміни при монтажі і ремонті.
Прототипом рейкових доріг були лежневі, а пізніше чавунні дороги. Перші лежневі дороги побудовані у 1764 р. за проектом К.Д. Фролова на Зміїногорському руднику (Алтай). У 1788 р. за ініціативою начальника Олонецьких заводів А.С. Ярцова на Олек-сандрівському гарматному заводі в Петрозаводську були прокладені рейки із чавуну на відстань майже 174 м.
Перша чавунна дорога з мостами і насипами за проектом П. К - Фролова відкрита у 1809 р. Довжина її становила 1 867 м, ширина колії - 1 067 мм. Замість рейок служив прокат з еліптичною поверхнею катання. Переведення сосудів на бічні вітки здійснювалося за допомогою поворотних кругів.
Рейкові дороги за видом обслуговування промислового об'єкта розподіляються на підземні і внутрішні, за призначенням - на дороги І, II і III категорій, за шириною колії - на широкі і вузькі, за строком служби на одному місці - на постійні і тимчасові (до останніх належать і переносні). Основні параметри рейкової дороги - ширина колії і поздовжній профіль. Для залізниць відстань між внутрішніми робочими кантами рейок на прямолінійних ділянках прийнята рівною 1 520 мм. Дороги з меншою шириною називають вузькоколійними (у підземних умовах - 600, 750 і 900 мм).
При проведенні гірничих виборок для обміну вагонеток в забоях використовують різні шляхові і допоміжні пристрої: замкнуті і накладні розминовки, тупикові заїзди, стрілочні переводи, роликові платформи, накладні стрілки, плити-розминовки, висувні рейки, тимчасові і переносні ланки шляху.
2. Складові частини
Рейкова дорога складається з нижньої і верхньої споруд. Нижня - це насипи і мости, а у підземних умовах - шар грунту з водовідливною канавкою (поз.5 і 6 на рис.1).
Рис 1. Елементи рейкової колії
Грунту виборки надають уклони у поздовжньому (і=0,003...0,005) і поперечному (іп=0,01...0,02) напрямках. Перший із них необхідний для стікання води і для зменшення опору рухові транспортних засобів. Поздовжній профіль (проекція розгорнутої траси на вертикальну площину) має уклон у бік приствольного двора. Отже, навантажені состави ідуть під спуск, а порожні - на підйом, що дозволяє більш рівномірно завантажувати двигуни локомотивів під час їхньої роботи.
Якщо профіль шляху не вибирається, а задається гірничо-технічними умовами (вугільні шахти з малими кутами падіння пластів), уклон може досягати 0,05.
Уклон в поперечному напрямку (в бік канавки) служить для стікання води.
Верхня споруда включає баластний шар 4, шпали 3, рейки /, скріплення 2 і протиугони (див. рис.1).
Баластний шар зменшує тиск на грунт виробки, забезпечує рівномірний його розподіл, амортизує удари коліс рухомого складу об рейки, перешкоджає зрушенню шпал, дренує воду і вирівнює нерівності грунту. При відсипці цього шару використовують матеріали із твердих кам'яних порід, серед яких найкращими вважаються щебінь і галька розміром 20...40 мм, а також гравій розміром З...20 мм. У сухих виробках допускається застосування місцевої породи, якщо вона має коефіцієнт міцності не менше 5 5 розмір кусків не більше 80 мм у поперечнику.
Шпали (дерев'яні, залізобетонні й металеві), будучи опорою для рейок, передають їхній тиск на баластний шар, зв'язують обидві нитки колії і перешкоджають переміщенню ниток як в поздовжньому, так і в поперечному напрямках, тим самим забезпечуючи постійну ширину колії.
Дерев'яні шпали, виготовлені із ялини, сосни, кедра, смереки і модрини, мінні і пружні, не розколюються і мають добрий зв'язок з баластом Щоб збільшити строк служби шпал приблизно в З...4 рази їх просочують антисептиками (розчин фтористого натрію або хлористого цинку).
Залізобетонні шпали призначені для постійних колій, які служать довгий час. Вони забезпечують необхідну стійкість рейкової коли при інтенсивному русі, але мають високу вартість і, крім того, значні жорстокість і крихкість, що можна усунути, якщо застосувати попередньо напружену арматуру і пластичні підкладки.
Металеві шпали (із сталі спеціального профілю) використовують на тимчасових і переносних коліях, тому що вони підвищують жорсткість колії (це негативно відбивається на ходових частинах рухомого складу), легко піддаються корозії і при піддуванні грунту деформуються.
Рейки виготовляють із вуглецевої сталі (прокат стандартного профілю, який добре працює на вигин). Вони досить тверді, але не крихкі. Розрізняють їх за лінійною щільністю (кг/м): Р24, РЗЗ, Р38, Р43 і т.д. При інтенсивному русі, підвищених швидкостях і перевезенні великовантажних составів застосовують важкі рейки. Вони довговічні, більш надійні в експлуатації, потребують меншого обсягу ремонтних робіт. Стандартна довжина сучасних рейок - 12,5 і 25 м, для підземних колій-6...8 м. В останньому випадку розміри обумовлюються можливостями спуску рейок по сі волу і транспортування по виборках.
Рейкові скріплення діляться на стикові (для з'єднання кінців рейок між собою) і проміжні (для кріплення їх до шпал). Стикові скріплення можуть бути механічними і зварними. У підземних умовах використовують, як правило, перші (болти і накладки). При цьому повинна забезпечуватись така жорсткість, щоб прогин рейкової нитки на стику під дією прохідних поїздів був не більше прогину рейки в будь-якому іншому місці.
Залежно від розташування болтів і накладок стосовно до опор розрізняють такі стики: на шпалі, на вазі (зближених шпалах) і на здвоєних шпалах. Якщо стик розміщений на шпалі, то від колеса на нього діє ексцентричне навантаження і він швидко розхитується. З'єднання на здвоєних шпалах також має надмірну рухомість. Цих недоліків позбавлений стик на зближених шпалах, тому він здобув найбільшого поширення і є типовим для залізниць.
Віддаль від осі стикової шпали до кінців скріплюваних рейок повинна становити 200 мм. Якщо рейкові нитки служать зворотним проводом, для зменшення електричного опору на стику піл накладками монтують мідні пластини або дріт, який з'єднує кінці рейок.
На поверхні і у виробках, де допускається використання контактних електровозів, рейки можуть бути скріплені зварюванням, при якому колія виходить безстиковою (“оксамитовою”). Незважаючи на переваги такого кріплення (збільшення строків служби рухомого складу та ін), воно поки що не знайшло широкого застосування через складності роз'єднання рейок під час ремонту і обмежені можливості проведення зварювання у шахтах.
Проміжні скріплення (підкладки, костилі або спеціальні шурупи) призначені для з'єднання рейок із шпалами. Підкладки (плоскі або клинчаті) служать для зменшення питомого тиску на опори. Клинчаті підкладки, крім того, дозволяють разташовувати рейки з “підуклонкою” - в середину колії під кутом, що відповідає показнику конічності поверхні катання коліс. Це підвищує стійкість і строк служби колії, а також позитивно відбивається на ходових частинах рухомого складу.
Костилі розміщують з двох боків рейкової нитки. Під впливом бічних сил, які передаються від реборди коліс на головку рейки, зовнішні костилі працюють на зрушення, а внутрішні - на розрив (висмикування). У зв'язку з тим що другий вид навантаження менш сприятливий, на коліях з інтенсивним рухом у кожну шпалу з внутрішнього боку рейок забивають два костилі.
Інколи кріплення рейок до опор здійснюють спеціальними шурупами. Такий вид з'єднання застосовують найчастіше на переносних ланках колії.
Протиугони призначені для запобігання зміщенню рейко-шпальних ґрат внаслідок ударів коліс на стиках і гальмування рухомого складу, а в похилих виборках - під дією ваги цих ґрат.
3. З'єднання
Переведення окремих вагонеток з однієї на іншу виконується найпростішими перевідними пристроями, а переведення составів - за допомогою стрілочних переводів і з'їздів. До найпростіших пристроїв відносять накладні стрілочні переводи, розминкові плити, розминки, плити-з'їзди, роликові і поворотні платформи.
Накладний стрілочний перевід складається з двох плит і металевих шпал. Щоб вагонетка плавно накочувалась на нього, кінці рейок скошують.
Розминкова плита-це сталевий лист товщиною 10 мм, на якому змонтований симетричний стрілочний перевід. Розминка і плита-з'їзд (аналогічні за конструкцією) використовуються, як і попередні конструкції, поблизу навантажувальних машин, що знижує втрати часу на обмін вагонеток.
Роликова платформа складається із жорстокої зварної рами, перекітного візка і відкидних рейкових напрямних. Раму розташовують поперек тимчасових колій. Вона має поздовжні балки, які фіксують розташування візка, і відкидні стопори, що утримують вагонетки. У кінці рами ставлять стопорні балки.
Поворотна платформа включає раму, поворотне коло, привод і площадку. Під час роботи коло безперервно крутиться, вагонетка самокатом наїжджає на нього і повертається разом з ним. Платформу застосовують на поверхні і в приствольному дворі, її пропускна спроможність - сім вагонеток за хвилину.
Стрілочний перевід - це вид з'єднання рейкових колій Переводи розподіляються таким чином: за наявністю рухомих пір'їн (гостряків) - на перевідні й глухі; за виглядом осьових схем - на односторонні (праві, ліві) і симетричні; за типом перевідного механізму-на ручні, пружинні і керовані приводом.
З'їзди, які також ділять на односторонні і перехресні, використовуються в двоколійних виробках для переведення вагонеток і составів з однієї колії на іншу.