Расчет жесткого барьера. Момент сопротивления поперечного сечения. Параметры транспортного сосуда. Угол наклона рельсовых путей на участке выработки

5. Расчет жесткого барьера

Настоящий расчет жесткого барьера произведен в соответствии с требованиями «Руководства по проектированию, оборудованию и эксплуатации канатной откатки  вспомогательных грузов в участковых выработках шахт». Прокопьевск, 1993г.

1. Задаемся параметрами согласно расчетной схеме.

α– угол наклона рельсовых путей на участке выработки от точки перегиба рельсов до барьера,

α=18˚;

L – длина рельсовых путей от точки перегиба рельсов до барьера, м

L=2,5м.

Параметры транспортного сосуда (вагонетка ВГ-3,3):

l_в - длина по буферу, м

l_в=3,1м;

h_g - высота буфера над уровнем головки рельсов, м

h_g=0,48м;

n - количество вагонеток в составе, шт

n= 1шт;

Q_в - максимальный вес загруженной вагонетки, Н

Q_в=11230кг.=110054Н.

2. Принимаются:

[σ] - допустимое напряжение для материала балки, Н/м²      (Техническая механика,

Часть 2. Ленингр.,1972г.

[σ]=15,7 кН/см²;                                    Табл. 3, стр.68)

W - момент сопротивления поперечного сечения, см³

W=289 см³;

Е - модуль упругости материала, кН/см²                                        (Техническая  механика,

Е=2,16*10⁶кг/см²=2,1*10⁴кН/см²                 Часть 2,  Ленингр.,1972г.)

Табл. 1, стр.33)

Принимается барьер из 2-х металлических балок ( двутавр № 24).

3. Рассчитывается энергия скатывающейся вагонетки.

Кинетическая энергия скатывающейся вагонетки (Э_в, Дж) и момент удара о решетку барьера без учета сопротивления ее движению численно равна потенциальной энергии вагонетки при снижении ее на высоту h, м

Э_в= Q_в* h,                     (1)

где                                         

h= l*sinα;                      (2)

l – расстояние от точки перегиба рельсов до середины длины вагонетки, м

l= L- l_в/2=2,5-3,1/2=0,95 м

Э_в=11230кг*0,95 м*sin18º=3,3 кДж

Величина Э_в определяет требуемую энергопоглащающую способность барьера.

4. Расчет решетки жесткого барьера заключается в определении действующей на решетку барьера  ударной нагрузки, опорных реакций и выборе необходимых профилей несущей конструкции барьера. Принимается, что вся энергия скатывающейся вагонетки перейдет в энергию упругой деформации  решетки барьера.

4.1. Задаются ориентировочно номером профиля и количеством балок (m) в решетке барьера.

4.2. Определяется допустимая ударная нагрузка (Р_уд, Н) на балку:

Р_уд=;                                (3)

Величины Н,  определяются конструкцией барьера.

Р_уд==108 кН;

4.3. Рассчитываются упругая деформация балок (Δ, см) и их потенциальная энергия (Э_п, Дж):

                   Δ  ;                         (4)

                            Э_n;                                                                                     (5)

I - момент инерции поперечного сечения балки, см⁴.

I=3460 см⁴;

Δ =0,4 см;

Э_n = 0,43кДж;

4.4. Определяется расчетная энергопоглащающая способность (Э_бр, Дж) решетки барьера:

                                Э_бр=( Э_n-10^-2*Δ* Q_в* sinα);                             (6)

Э_бр=( Э_n-10^-2*Δ* Q_в* sinα)=430Дж - 10^-2*0,4см*11230кг*0,309=4,16 Дж

4.5. Величина Э_бр сопоставляется со значением Э_в и если Э_бр> Э_в, то решетка барьера в состоянии погасить кинетическую энергию скатывающейся вагонетки.

В нашем случае данное условие выполняется    Э_бр> Э_в, 

4,16 кДж> 3,3 кДж.

Расчет выполнил

Горный инженер                                                  Т.А.