Научно-техническая модернизация шахтных локомотивов в угольной промышленности (стр. 6 )

Достоверность результатов исследований обосновывается: представительностью эксплуатационных исследований и достоверностью объема материала, полученного при исследовании электровоза и его элементов на специальном стенде, при приемочных испытаниях опытного образца в шахтных условиях и получения статистических данных по травматизму и смертельным случаям при эксплуатации и вычислительных экспериментах; применением измерительной аппаратуры, отвечающей условиям безискаженной передачи информации в заданном диапазоне частот; (расхождение результатов не более 20% теоретических исследований и производственных экспериментов).

Выносимые на защиту научные положения составляют теоретические основы совершенствования процесса создания электровоза нового технического уровня, проведение модернизации существующих электровозов при капитальном ремонте позволяет создать высокоэффективный, надежный в эксплуатации и обслуживании шахтный транспорта, позволяющий повысить безопасность, значительно уменьшить травматизм и смертные случаи и увеличить надежность при соблюдении правил безопасности.

Научное значение работы состоит в создании нового теоретического и практического направления по модернизации шахтного подземного транспорта, его безопасной эксплуатации и повышения надежности его работы.

Практическая значимость исследования заключается  в использовании при создании электровоза нового высокого технического и технологического уровня, его элементов повышенной надежности: новых конструктивных решений при разработке новой системе управления КТВ2, обеспечивающей выбор направления и режима работы привода (движение-торможение) бесступенчатое изменение напряжения на тяговых электродвигателях в режиме тяги и торможения, ограничения тока приводных электродвигателей при перегрузках и прекращение воздействия на педаль бдительности. Начало движения электровоза можно осуществлять только с нулевого положения контроллера, что позволяет избежать больших токов перегрузки тяговых двигателей и осуществлять только плавный разгон электровоза; разработаны новые надежные элементы, входящие в комплектацию электровоза:

первый отечественный скоростемер СР для аккумуляторных и контактных электровозов, который успешно прошел промышленные испытания, показал высокую надежность и принят к серийному производству, скоростемер отличается простотой, компактностью схемы и состоит из датчика и показывающего прибора во взрывобезопасном исполнении, который может быть установлен в любом удобном месте кабины; разработанный батарейный ящик для кислотных аккумуляторов позволяет машинисту при движении электровоза кабиной сзади – иметь обзор рельсового пути на длине 18 метров, предусмотренные требованием ГОСТа, в батарейном ящике предусмотрены отсеки для перевозки домкрата или самостава и сцепок, что позволяет освободить кабину и создать более комфортные условия для работы машиниста; на электровозе применены два индивидуальных привода; электровоз оборудован 4-колодочной механической тормозной системой; песочная система состоит из четырех песочниц, двух поперечных и двух продольных тяг, соединенных с рычагами управления; в кабине машиниста установлено сиденье, позволяющее машинисту изменить положение корпуса; к электрооборудованию электровоза относятся (см. описание на стр. ___________).

Реализация работы.

Рекомендации по разработке электровоза нового технического уровня реализованы «Амплитуда» при создании электровозов пяти типоразмеров:

АРП8Т-550, 2АРП8Т-550 на колею 550мм; АРП8Т-575, 2АРП8Т-575 на колею 575мм; АРП8Т-600, 2АРП8Т-600 на колею 600мм; АРП8Т-750, 2АРП8Т-750 на колею 750мм; АРП8Т-900, 2АРП8Т-900 на колею 900мм.

Результаты работы по созданию электровоза нового типа АРП8Т, серийно выпускаемого с 2004г. «Амплитуда» использованы ПКИ «Донгипрошахт» при проектировании средств подземного транспорта вновь строящихся шахт, а также на вновь вводимых горизонтах действующих шахт отрасли.

Основные научные положения, выводы и рекомендации по эксплуатации в шахтных условиях реализованы отдельными шахтами ГП «Торезантрацит», ГП «Павлоградуголь», ГП «Львовуголь», ГП «Шахтерскантрацит», ГП «Селидовуголь», ГП «Свердловантрацит», ГП «Краснодонуголь» при разработке новых горизонтов в действующих шахтах.

Научные положения работы изложены также в опубликованных научных статьях журнала «Уголь Украины» с непосредственным творческим участием автора.

Результаты исследований использованы Донецким национальным техническим университетом в учебном процессе при разработке рабочих программ, лекций и лабораторных работ на кафедре рудничного транспорта, а также при курсовом и дипломном проектировании и подготовки научных кадров.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на ученом совете в «НИПИуглеавтоматизация», «ДонУГИ», «Донгипроуглемаш», МАНЭБ (г. Донецк), «Амплитуда», «Электромашина»,  (г. Харьков).

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 24 работах, включающих 11 авторских свидетельств и патентов на изобретения. Ключевые положения диссертации опубликованы в 13 статьях, в ведущих специальных научно-технических журналах и отдельной книгой.

Личный вклад соискателя. В работе использованы материалы экспериментальных исследований, промышленного опытного образца электровоза АРП8Т и шахтные приемочные испытания на Г «Прогресс», ГП «Торезантрацит» и проведенные коллективом «Амплитуда», при непосредственном участии автора в качестве руководителя и ответственного исполнителя. Вошедшие в диссертацию теоретические исследования выполнены автором самостоятельно либо с участием сотрудников «НИПИуглеавтоматизация» под руководством автора. Обобщение результатов исследований электровоза выполнено автором самостоятельно. Ему принадлежат основные идеи работы и методики теоретических и экспериментальных исследований.

Автор выражает глубокую благодарность всем сотрудникам «Амплитуда», «НИПИуглеавтоматизация», ученым и специалистам Донбасского регионального отделения МАНЭБ за полезные обсуждения и помощь при подготовке, проведении экспериментальных исследований и внедрения результатов диссертационной работы. 

ІІ ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В первом разделе диссертации «Научно-техническая модернизация шахтных локомотивов в угольной промышленности Украины» отмечается обоснованность актуальности и анализу состояния проблемы, формулировке целей и задач исследований. Актуальность рассматриваемой проблемы определяется необходимостью обеспечения нормальной эксплуатации шахтных электровозов, которые должны обладать высокой надежностью и экономичностью при значительном уменьшении травматизма и несчастных случаев на подземном транспорте шахт угольной промышленности Украины. 

Сводная характеристика несоответствия рудничных электровозов требованиям безопасности.

Механическое оборудование аккумуляторных и контактных локомотивов принципиально одинаково, отличие лишь в источнике питания и способе подвода энергии.

Конструкция электровозов АМ8Д и 2АМ8Д не удовлетворяет следующих требованиям ГОСТ 12.2.112-86.

На аккумуляторных электровозах АМ8Д и 2АМ8Д применяется ручной механический колодочный тормоз, который имеет низкое быстродействие (более 3 сек. от начала воздействия колодок к бандажу колеса). К тому же на электровозе 2АМ8Д ручной тормоз приводится в действие только в одной из секций, что в сочетании с большим сцепным весом является опасным фактором и причиной аварии.

На контактных электровозах К10 и К14 пневматический привод тормоза имеет высокое быстродействие, но не имеет автоматического регулирования прижатия колодок к колесу, что приводит к скольжению, т. е. юзу. Это увеличивает тормозной путь.

Применяемая в настоящее время песочница зачастую не работает из-за того, что в них используется мокрый песок и машинисту приходится выходить из кабины и посыпать рельсы, что ведет к аварийным ситуациям и травматизму.

Система освещения электровозов имеет ряд существенных недостатков. Отсутствует переключение света фар с ближнего на дальний свет, низкий уровень освещенности снижает зону, переключения света фар с белого света на красный при изменении направления движения. Эти факторы приводят к травмированию, особенно во время маневровых работ.

В качестве сигнального устройства до сих пор применяется звуковой сигнализатор ударного действия. Он имеет низкий уровень звукового давления, что снижает расстояние его слышимости, особенно в зонах работы других механизмов.

Кабины в большинстве электровозов оборудованы неудобно. Размещение громоздких органов управления (контроллеров) (±100мм по высоте уровня локтя) делает управление движением электровоза утомительным и трудным, снижает внимательность. Кроме того, наличие в кабине огнетушителя и вспомогательного оборудования (домкрат, самостав, цепи) загромождают кабину, делает ее неудобной. Кабины не оборудованы приборами отображения информации (скоростемеры, индикаторы заряженности аккумуляторной батареи и т. д.).

На шахтах Украины находится в эксплуатации более 1200 электровозов АМ8Д и 2АМ8Д. Электровозы разработаны и серийно выпускаются до введения в действие ГОСТ 12.2.112-86 «ССТБ. Транспорт рудничный электровозный. Общие требования безопасности к подвижному составу» и «Временных требований безопасности к основному горнотранспортному оборудованию для угольных и сланцевых шахт», и поэтому не соответствуют всем требованиям этих документов. Учитывая вышеуказанные недостатки и несоответствие ГОСТу 12.2.112-86 электровозов АМ8Д и 2АМ8Д, принято решение о прекращении их выпуска с июля 2003 года. Основной причиной снятия с серийного производства этих электровозов послужило несоответствие современным требованиям системы управления этих электровозов.

Для ликвидации травматизма, повышения надежности оборудования и схем электроснабжения рельсового транспорта, необходимо создать быстродействующие полупроводниковые устройства защиты от поражения током и системы управления, разработать нормативы по безопасной эксплуатации электровозов, организации их обслуживания и ремонта.

В связи с этим «Амплитуда» совместно с «НИПИуглеавтоматизация» разработана система управления аккумуляторными электровозами на силовых транзисторах свободная от указанных недостатков и отвечающая всем требованиям ГОСТ 12.2.112-86.