Как крепится фуникулер к тросу

Принцип работы подвесной канатной дороги

Первая канатная дорога появилась очень давно, но знаете ли вы, как работают транспортные линии такого типа?

Основой для создания первой в мире канатной подвесной дороги послужили металлические тросы. Впервые металлический канат был создан в 1834 году изобретателем из Германии по имени Альберт Фогтс. Прошло несколько десятилетий и на территории Швейцарии появилась первая канатная дорога, которая предназначалась для перевозки пассажиров. Эта необычная по меркам тех времен магистраль применялась для транспортировки туристических групп к смотровой площадке. С тех пор прошло немало времени и подобные средства транспортировки появились в разных уголках мира. Сегодня мы постараемся понять, что лежит в основе функционирования подвесной канатной дороги.

Принцип работы

В настоящее время существуют одноканатные и двухканатные подвесные дороги. Первый вариант характеризуется тем, что в качестве несущего и тягового элемента выступает один и тот же канат, который замкнут в кольцо. Он формируется из множества стальных проволок, которые свиваются в пряди вокруг жесткой основы в середине. Пассажирские кабинки перемещаются по замкнутой траектории и крепятся к канату с помощью специальных фиксаторов. Попадая в конечную точку, каждая кабинка отсоединяется и перемещается на подвесной конвейер, двигающийся по рельсам за счет ходовых колес. Скорость движения снижается до минимума, происходит открытие дверей, после чего пассажиры могут покинуть свои места. Сам же вагон продолжает движение по конвейеру в противоположную сторону, где в него садятся новые пассажиры. Затем двери кабины закрываются, происходит набор скорости до такого же значения, с каким движется канат. В момент схода с рельсов кабинка при помощи фиксаторов цепляется за канат и продолжает движение в заданном направлении. Перемещение всей системы возможно благодаря фрикционному приводу со специальным шкивом.

Двухканатные подвесные дороги устроены несколько иначе. В такой схеме пассажирские кабинки крепятся к несущему канату и перемещаются по нему за счет специальных роликовых колес, размещенных на крыше. Несущий канат протягивается от начала подъема до самой верхней точки и поддерживается на несущие мачты. Второй канат в такой конструкции является тяговым. К нему крепятся кабинки, играющие роль опоры. Когда расстояние между пассажирскими кабинками достаточно велико, канат может серьезно провисать. Чтобы избежать этого на опорах монтируют поддерживающие ролики. Тяговый канат приводится в движение приводом, за счет чего и движется вся цепь.

Современные канатные дороги оснащаются централизованной системой управления, которая обслуживается диспетчером. Для обеспечения безопасности применяются особые датчики, следящие за расстоянием между кабинками. Такой подход позволяет избежать столкновений при движении. Иногда монтируется ветровая система, способная автоматически снизить скорость перемещения кабинок при сильном ветре и послать соответствующее предупреждение диспетчеру.

В часы пиковой нагрузки некоторые современные канатные дороги способны перевозить до 2000 человек за час. Самая протяженная канатная дорога была построена на территории Швеции. Магистраль длиною в 96 км использовалась в прошлом для транспортировки руды из Лапландии в прибрежный район Ботнического залива. Позднее один из отрезков этой магистрали был превращен в самую длинную в мире пассажирскую канатную дорогу, протяженность которой равна 13,2 км.

Напомним, не так давно мы рассказывали о том, как работает рельсовая канатная дорога. Узнать подробно об этом можно, перейдя по ссылке.

Источник

«Черепаха», шкивы и счалка. Как работает самый большой парк канатных дорог в России

Вы приехали в горы. Как будете добираться к манящим вершинам? Конечно, на канатке! Юга.ру побывали на курорте «Роза Хутор», поговорили с начальником управления канатных дорог (КД) Алексеем Третьяковым и узнали, как устроен самый большой парк подъемников в России.

Зачем нужен режим «Черепаха», почему на канате ставят желтые отметки и что случится, если в кабинку ударит молния, читайте в нашем материале.

Как устроены канатные дороги на курорте «Роза Хутор»

На курорте «Роза Хутор» самый большой парк канатных дорог в России — здесь работают 32 подъемника производства Doppelmayr, Leithner-Poma и других. Тут есть:

Максимальное количество кабинок на одной канатной дороге — 115, кресел — 125, а максимальная скорость — 6 м/с.

Сейчас, перед стартом зимнего сезона, на курорте проводят плановую профилактику большей части подвижного состава. Вместе с Алексеем Третьяковым мы поднялись на приводную станцию действующей канатной дороги «Стрела», чтобы посмотреть, как она работает изнутри.

Как работает механизм подъемника?

Чаще всего приводная станция находится наверху. По линии движения установлены опоры, которые поддерживают канат, чтобы он огибал рельеф и не провисал. Под одну опору заливается бетонный фундамент весом от 25 до 100 тонн.

На канатной дороге «Стрела» работают два двигателя мощностью более 1 МВт — это как 10 тыс. лампочек или 500 электрочайников.

Канат состоит из 6 прядей, в каждой из которых — 36 проволок из оцинкованной и защищенной от коррозии стали. Всего в одном канате 216 проволок.

Между прядями есть амортизирующий зазор для защиты от трения. Сердцевина каната состоит из твердого пластика с проволокой, на которые при производстве выливается полужидкий состав. Он заполняет пустоту и также защищает пряди от трения.

Самая длинная канатная дорога на курорте — это «Стрела». Ее протяженность — 3,95 км, а длина петли каната — 8 км. Этот канат составлен из трех частей. Их соединение называется счалкой. Если увидите желтые, красные или белые отметки на канате, знайте — это она!

У счалки есть своя формула: длина соединения должна составлять минимум 1200 диаметров каната. На «Стреле» это 68 метров. Две части каната длиной 68 метров укладывают друг напротив друга. Весь канат натягивают как струну. Специалист расплетает пряди канатов. Одна прядь выкручивается с нижнего каната и замещается прядью верхнего. Так делается 12 раз. Потом на определенных расстояниях от места стыка пряди прячутся вовнутрь, вымещая сердечник. Сам сердечник выбрасывается. На одной счалке — 6 узлов. На «Стреле» 3 счалки, а значит, на канате 18 узлов.

В прошлом году на южном склоне курорта открыли первую в России канатную дорогу системы D-line с десятиместными кабинами. Она хороша не только большей вместимостью, но и простотой обслуживания.

Чтобы заменить ремень конвейера (механизм, который разгоняет и тормозит кабины), старую канатку нужно было остановить и четыре часа работать в экстренном режиме. В новых составах этот ремень двойной — если оборвется одна половина, если ремень ослаб и пробуксовывает, его можно натянуть за минуту. Контролировать состояние каната можно онлайн — он проходит через систему, подобную рентгену. Также важно, что зажим кабины принципиально отличается большим запасом прочности и количества циклов.

Вопросы о безопасности

Когда закрываются двери и канатка уносит все выше, у кого не закрадывалась тревожная мысль — а что, если мы здесь застрянем? Поэтому мы узнали у Алексея, как служба справляется с капризной сочинской погодой и предотвращает аварийные ситуации.

Что будет, если молния ударит в канат?

Молния, как правило, бьет в канат или опору. В этом случае спасает система молниеотвода: когда молния попадает в канат, энергия через резиновые ролики, состоящие из уникального токопроводящего состава, передается ближайшей опоре и уходит в землю.

Алексей Третьяков

начальник управления канатных дорог

А если сильный ветер?

«Кабина имеет большую парусность — при больших порывах ветра она начинает раскачиваться и может удариться об опору. Поэтому при ветре в 13-14 м/с автоматика предупреждает об опасности. А при 15-16 м/с канатная дорога замедляется самостоятельно, и мы ее разгружаем. В год бывает от 20 до 30 таких случаев. Также на параметры замедления влияет и направление ветра», — рассказывает Алексей Третьяков.

На каждой опоре с двух сторон стоят балансиры. По краям этих балансиров на входе и на выезде стоят датчики RPD. На каждой опоре по четыре штуки. Перед запуском канатной дороги система их опрашивает. Если ветер раскачивает канат, он подает сигнал об отклонении каната относительно датчика — и компьютер сбрасывает скорость. На «Стреле» 29 опор и 116 датчиков. На случай падения самого каната на опорах установлены специальные ловушки.

А что, если канат обледенеет?

Канатная дорога имеет перепад высот около километра, внизу — туман и влажность, а наверху — минусовая температура.

Мокрый канат на верхних станциях покрывается твердым слоем инея. Если его толщина больше 2 мм, это может привести к пробуксовыванию шкива (огромное колесо, крутящее канат). Когда состав въезжает на станцию, приемную часть зажима очищают механические щетки.

Для того чтобы канат не успел обледенеть за ночь, работники активируют режим под говорящим названием «Черепаха»: после клика на изображение животного на экране управления подъемник начинает двигаться со скоростью 0,3 метра (30 см)/с вместо обычных 6 м/с.

Такой режим тратит небольшое количество энергии, а канатная дорога за счет постоянного хода не успевает покрыться льдом. Зимой «Черепаху» часто запускают ночью, чтобы к утру КД была в рабочем состоянии.

Могут ли вас забыть на канатке?

Когда КД завершает свою работу, сотрудники проверяют подвижной состав — он прогоняется по полному кругу, чтобы убедиться, что все пассажиры вышли. Даже если после отбоя вы спрячетесь в кабине нарочно, вас обязательно заметят.

Почему, проходя через опору, кабинка трясется?

Это чисто конструктивная особенность канатной дороги. За счет сплетения нескольких прядей в одну канат имеет некую волнистость. Когда зажим кабины проходит через ролики опоры, вибрация передается на кабину.

Кто и как предотвращает аварийные ситуации?

Сложную профилактику на курорте проводят дважды в год: в две последние недели апреля и с 15 октября по 15 декабря.

В этот период работники выполняют ряд регламентных работ. Например, осматривают роликовые балансиры на всех опорах, чтобы понять, есть ли посторонние звуки, нужно ли заменить подшипники.

Еще специалисты просвечивают канаты на предмет обрыва проволоки; производят замену масла в редукторах ( в одном редукторе — 600 литров масла! ); перебирают кабинные зажимы; настраивают двери; проверяют болтовые соединения, гидравлическую систему; чистят от коррозии и затягивают крепления опор к фундаменту.

Рентген-система проверяет состояние каната, определяет локальные дефекты — обрывы проволоки. По результатам дефектоскопии принимается решение, пригоден ли канат для использования.

Когда объявляют спасательную операцию?

«Если ситуация фатальная и мы понимаем, что запустить КД в течение часа не удастся, ответственный за безопасную эксплуатацию объявляет спасательную операцию в течение 30 минут после остановки. Силы распределяются так, чтобы на двух-трех спасателей приходилось около 50 человек. Время операции в таком случае может ограничиться двумя-тремя часами. Максимально допустимое время для проведения спасательной операции — четыре часа», — рассказывает Алексей Третьяков.

На канатных дорогах курорта «Роза Хутор» есть места, где спасательная операция является уникальной в связи с высотой в 126 и 96 метров.

На каждой опоре есть лестница. Спасатель поднимается на опору, добирается на подвесном велосипеде или другом специальном оборудовании по канату до зависшей кабины, с помощью инструментов для эвакуации ослабляет ее зажим и лебедкой притягивает кабину к опоре подъемника. Высота опор ниже, чем на участке между ними, поэтому спасатели выполняют спуск эвакуируемых пассажиров вдоль ствола.

Кто управляет канатной дорогой?

Зимой в службе канатных дорог работают 280 человек, а летом — около 160. Здесь есть четыре вида должностей: машинист-оператор, дежурный по станции, электромеханик и слесарь-обходчик.

Машинист управляет канатной дорогой и руководит дежурными. Дежурные (по два человека вверху и внизу) подготавливают дорогу, очищают станцию от снега, осматривают подвижной состав, после смены — моют его, встречают и провожают гостей.

Электромеханик и слесарь-обходчик проводят работы по обслуживанию и ремонту — регламентные и внезапно возникшие, например, в связи с погодными условиями.

Каждое утро до перевозки пассажиров два сотрудника в ремонтной кабине открытого типа едут по линии канатной дороги и осматривают ее на предмет посторонних воздействий — деревьев, угрожающих факторов, звуков, скрипов. Всё оборудование должно работать в штатном режиме.

После этого они проверяют оборудование на обеих (или трех, как на «Кавказском Экспрессе») станциях. Если всё в порядке, в вахтенном журнале они делают отметку о том, что дорога исправна и допущена к работе.

Ряд технически сложных работ выполняют производители канатных дорог или подрядчики и аффилированные фирмы. Например, счаливание канатов проводится под руководством представителя завода-изготовителя.

Где обучают будущих работников канатной дороги?

В России есть только один вуз, который готовит специалистов канатной дороги — в городе Новочеркасске. На механическом факультете ФГБОУ ВО «ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова» изучают грузоподъемные механизмы. 20–30% сотрудников попадает на работу после обучения там, остальные работники когда-то пришли с техническими специальностями, прошли обучение от производителей КД и выросли внутри компании.

В заключение экскурсии узнали у руководителя управления канатных дорог Алексея Третьякова о том, как он сам пришел в эту редкую профессию.

«Маме дали квартиру в Сибири. И когда мы туда переехали, вдалеке я увидел гору, а на ней — белые полосы. В холодный день пришел покататься и сильно замерз. Постучался к канатчикам погреться, и они меня приютили, я был у них «сыном полка». Так что мой стаж начался с 11 лет, с 16 я начал подрабатывать официально.

Я учился в области шахтного оборудования и строительства железных дорог. В свободное от учебы время ездил в командировки, связанные с монтажом канатных дорог и счаливанием канатов. Всю жизнь я занимаюсь канатками и весь опыт получил в процессе работы», — рассказывает Алексей Третьяков.

Побывав на курорте, Юга.ру убедились, что за безопасность там отвечают не только современные и надежные механизмы, но и люди, которые знают и любят свое дело. В преддверии зимнего сезона 2021–2022 после планового проведения регламентных работ подъемники курорта вновь открыты для гостей.

Источник

Как крепится фуникулер к тросу

Раздел 32. Подвесные канатные дороги

1. Общее устройство, конструктивные особенности подвесных канатных дорог

Подвесные канатные дороги (ПКД) – это транспортирующие машины, тяговым и грузонесущим элементом которых является канат, подвешенный на опорах над поверхностью земли.

Подвесные канатные дороги классифицируют по следующим признакам:

по назначению: грузовые и пассажирские;

по характеру движения грузонесущих элементов : кольцевые; маятниковые;

2. Основные элементы подвесных канатных дорог

2.1. Одноканатные грузовые подвесные дороги

Рис. 1. Одноканатная подвесная канатная дорога с кольцевым движением:

1 – фрикционный привод; 2, 8 – рельсовые пути; 3 – ходовые колеса;

4 – зажимной аппарат; 5 – вагонетки; 6 – канат; 7 – балансирные роликовые батареи;

9 – концевой шкив; 10 – груз натяжного устройства; 11 – опоры

2.2. Двухканатные грузовые подвесные дороги

Характерной особенностью двухканатных грузовых подвесных дорог с кольцевым движением является наличие гибких подвесных путей – несущих канатов, по которым совершает кольцевое движение подвижной состав (вагонетки), перемещаемый между станциями тяговым канатом, замкнутым в кольцо (рис. 2).

На погрузочной станции А вагонетки с помощью выключателя освобождают от тягового каната и загружают из бункера. Здесь вагонетки снова переходят на жесткий рельсовый путь, соединяющий несущие канаты грузовой и холостой ветвей, разгружаются в бункер, обходят оборотный шкив тягового каната, подключаются к нему и по несущему канату холостой ветви возвращаются в пункт А. Концы несущих канатов закреплены на станции А, а на станции Б натянуты грузами.

У однопутной двухканатной подвесной дороги (рис. 3) маятниковое (реверсивное) движение по несущему канату совершает только одна вагонетка, несущий канат прикреплен к якорю и натянут контргрузом. Тяговый канат (как на дорогах с кольцевым движением) отводится на одной из станций к приводу, а на другой натягивается контргрузом.

Рис.2. Двухканатная грузовая подвесная дорога с кольцевым движением:

1 – загрузочный конвейер; 2, 9 – бункер; 3, 7 – рельсовый путь; 4, 14 – несущие канаты;

5 – тяговый канат; 6 – опоры; 8 – оборотный шкив; 10 – грузы натяжного устройства;

11 – закрепляющие якоря; 12 – вагонетки; 13 – фрикционный привод

В качестве привода иногда используется лебедка с барабаном, на котором закреплены два конца каната – сбегающий и набегающий, в этом случае натяжное устройство не применяется.

Рис.3. Двухканатная подвесная канатная дорога с маятниковым движением:

1 – фрикционный привод; 2 – якорь; 3, 5 – тяговый канат; 4 – несущий канат;

6 – контргруз; 7 – вагонетка

2.3. Пассажирские подвесные канатные дороги

Принцип действия пассажирских подвесных канатных дорог аналогичен принципу действия грузовых подвесных канатных дорог. Пассажирские подвесные канатные дороги выполняют одн о- и двухканатными ; они имеют кольцевое и маятниковое движение. Принципиальное отличие пассажирских канатных дорог от грузовых состоит в конструкции подвижного состава и повышенных требованиях к безопасности.

По конструкции подвижного состава пассажирские подвесные канатные дороги:

Первая одноместная кресельная канатная дорога была построена в США в 1935 году; в наше время кресельные канатные дороги существуют почти во всех странах мира и продолжают строиться неослабевающими темпами. Кресельные канатные дороги являются универсальным транспортным средством, обслуживающим горнолыжников и любителей летних горных аттракционов, посетителей высокогорных курортов и туристов.

Для лыжников и сноубордистов преимущество кресельной дороги перед буксировочной очевидно – это подъем в комфортабельном кресле с подножкой, что способствует наиболее полному восстановлению лыжникам перед спуском, а также возможность ее круглогодичной эксплуатации.

Кресельные канатные дороги состоят из приводной и обводной станций, натяжного устройства, подвижного состава (в данном случае – кресел) и линейных опор с роликовыми балансирами, поддерживающими канат.

Канат выполняет несущую и тяговую функции, натяжка каната осуществляется противовесом или гидравлической системой.

В качестве подвижного состава используются кресла от 2-местных до 12-местных с отцепляемыми или фиксированными зажимами. Канатные дороги с неотцепляемыми креслами (постоянно закрепленными на канате) получили большое распространение и строятся до сих пор, хотя в современных горнолыжных центрах преимущество имеют дороги с отцепляемыми креслами.

Максимальная пропускная способность дороги составляет: 1200 чел/час для дороги с 2-местными креслами и 1800 чел/час для дороги с 4-местными креслами.

На площадках посадки устанавливается специальный турникет, автоматически «дозирующий» очередь пассажиров по отдельным креслам (турникеты незаменимы при эксплуатации дорог с 4-8-местными креслами), в качестве дополнительного средства, помогающего организовать одновременную посадку в кресло шести и более лыжников, применяются специальные посадочные конвейеры, предварительно расставляющие лыжников в ряд.

На выходе со станции кресла разгоняются до скорости 5 м/с, зажимы автоматически закрываются и фиксируются на канате – такая схема позволяет пассажирам более комфортно совершать посадку и высадку и вдвое сокращать время проезда.

Пропускная способность канатных дорог, оснащенных креслами с отцепляемыми зажимами, может достигать 2600 чел/час (для дороги с 4-местными отцепляемыми креслами) и до 4000 чел/час (для дороги с 8-местными отцепляемыми креслами).

Гондольные (одн о- или двухканатные кольцевые) с кабинами (гондолами) или креслами, отцепляемыми от каната на конечных станциях и обеспечивающими более комфортабельный вход и выход пассажиров.

Кабинные канатные дороги являются универсальным транспортным средством, обслуживающим горнолыжников и любителей летних горных аттракционов, посетителей высокогорных курортов и туристов; используются в качестве транспортных магистралей для преодоления водных преград и горных ущелий.

По типу движения кабинные канатные дороги разделяют на два класса: с маятниковым (возвратно-поступательным) и кольцевым режимом движения. К преимуществам маятниковых гондольных дорог можно отнести простоту конструкции станций, недостатком является резкое снижение производительности с увеличением длины дороги.

В качестве подвижного состава гондольных канатных дорог применяются группы из нескольких кабин вместимостью от 6 до 24 человек или отдельные вагоны вместимостью от 28 до 150 человек в зависимости от требуемой производительности.

Маятниковая схема получила наибольшее распространение в связи с тем, что она обеспечивает постоянство пассажиропотока и максимальную производительность. Различают дороги с равномерным размещением кабин по линии и с несколькими группами кабин.

Дороги с кольцевым режимом движения можно разделить на дороги с постоянно закрепленными и отцепляемыми кабинами.

Кабинные канатные дороги состоят из приводной и обводной станций, натяжного устройства, подвижного состава (кабин) и линейных опор с роликовыми балансирами, поддерживающими канат. Натяжка каната осуществляется противовесом или гидравлической системой.

Производительность дорог такого типа зависит от количества групп кабин, количества кабин в каждой группе и типа кабин и не превышает 500 чел/час. Дороги данного класса обычно применяются для решения проблем транспортного и экскурсионного обслуживания.

Кабины крепятся к канату с помощью специальных отцепляющихся зажимов, не требующих никакого технического обслуживания. При входе гондолы на станцию ее зажим отцепляется от тягово-несущего каната, и она переходит на станционный подвесной конвейер, при этом скорость кабины уменьшается до 0,3 м/с, ее двери автоматически открываются и пассажиры выходят; затем гондола продолжает свое движение на станционном конвейере на другую сторону станции, пассажиры заходят в кабину, двери автоматически закрываются, гондола разгоняется конвейером до скорости каната, зажим захватывает канат и гондола выходит со станции; снаружи кабины предусмотрены специальные ниши для лыж.

Рядом с приводной станцией сооружается гараж для парковки гондол на время остановки или технического обслуживания дороги, внутри гаража гондолы перемещаются по направляющему рельсу вручную или с помощью цепного конвейера.

Гондольные дороги выполняют как транспортную функцию доставки пассажиров от жилых зон или паркингов в зону горнолыжного катания, так и для доставки лыжников к началу горнолыжной трассы. Кроме того, гондольные дороги успешно используются в теплое время года для экскурсионных и туристических целей.

Буксировочные (одноканатные кольцевые) с неотцепляемыми подвесками (бугелями), снабженными буксировочными приборами для одного или двух лыжников (пассажиры захватывают приборы на ходу). В состав буксировочной (бугельной) канатной дороги входят:

— верхняя и нижняя станции (приводная и натяжная или совмещенный привод-натяжка и обводная станция);

Буксировочные канатные дороги (БКД) предназначены для эксплуатации в зимнее время года и служат для транспортировки лыжников и сноубордистов вверх по склону путем буксирования.

Существуют дороги с накопителем буксировочных устройств, однако БКД с накопителями находят все меньшее применение, в связи с рывками, возникающими при посадке. Буксировочные канатные дороги могут быть не только прямолинейными, но иметь и повороты трассы.

Используются два типа буксировочных канатных дорог:

тип 1. Дорога с Т-образными опорами и буксировочными устройствами с вытяжкой буксировочного тросика 6,5 м – такие буксировочные устройства обеспечивают плавность движения и удобство посадки;

Максимальная пропускная способность для дорог с одноместными бугелями – 900 чел/час и двухместными – 1200 чел/час.

Бугели безопасны для лыжников, надежны при эксплуатации и наиболее просты в обслуживании, а также экономичны по потреблению электроэнергии. Привод буксировочной канатной дороги размещещается на нижней станции. Тяговый канат расположен в вертикальной плоскости, поэтому его обратная ветвь спуска поддерживается Г-образными опорами с роликами.

Положение нижней подъемной ветви каната может регулироваться по высоте в зависимости от высоты снежного покрова. Для свободного прохода снегоуплотняющей машины нижняя ветвь каната может быть поднята на высоту верхней. Нижняя станция буксировочной дороги оснащена приводом с грузовой натяжкой.

3. Элементы ПКД и подвижной состав

Рис. 4. Несущие и тяговые элементы канатной дороги:

а – сечения несущих канатов; б – сечение тягового каната; в – линейная муфта;

1 – полумуфта; 2 – винтовая стяжка; А – конусные части полумуфты

Соединение отдельных участков канатов выполняют счалкой, длину счалки принимают не менее 1000 диаметров каната для грузовых и не менее 3000 диаметров каната для пассажирских дорог.

Подвижной состав грузовых канатных дорог. Вагонетки двухканатных грузовых канатных дорог с кольцевым движением (основной тип) изготавливают с опрокидывающимся кузовом (рис.5) или открывающимся днищем.

Благодаря шарниру кузов сохраняет отвесное положение на наклонных участках дороги. Цапфы расположены ниже центра тяжести загруженного кузова и выше его центра тяжести в незагруженном состоянии, кроме того цапфы смещены от оси симметрии кузова, поэтому загруженный кузов легко опрокидывается и возвращается в исходное положение после разгрузки.

Рис.5. Вагонетка с опрокидывающимся кузовом:

1 – защелка; 2 – тележка; 3 – шарнир; 4 – зажимной аппарат; 5 – боковой ролик;

6 – шина; 7 – тяга; 8 – подвеска; 9 – запорный рычаг; 10 – палец; 11 – цапфа; 12 – кузов

При наезде бокового ролика на шину подвижная щека поворачивается, и зажим освобождает тяговый канат, при сходе ролика с шины тяговый канат зажимается щеками и вагонетка прикрепляется (операции прицепки и отцепки происходят автоматически).

Подвижной состав пассажирских канатных дорог. Подвижной состав отечественных кресельных одноканатных пассажирских дорог состоит из неотцепляемых одноместных или двухместных кресел правового и левого исполнения с подножкой или без подножки и двухместных кабин.

Рис. 6. Кресло кресельной пассажирской подвесной канатной дороги:

1 – пружинно-винтовой зажим; 2 – подвеска; 3 – сиденье

Рис. 7. Кабина кресельной пассажирской подвесной канатной дороги:

1 – пружинно-винтовой зажим; 2 – подвеска; 3 – козырек; 4 – каркас кабины; 5 – двери

Кабины выполняются с козырьками или без козырьков и снабжаются дверями. Конструкция и размеры кресел подвесных канатных дорог стандартизованы.

Вагоны отечественных маятниковых пассажирских подвесных дорог выполняют 10-, 20-, 40-, 60-, 80-, 100-, 125-местными. Конструкция таких вагонов включает тележку, подвеску и кабину.

Привод. Преимущественное применение в грузовых и пассажирских канатных дорогах с кольцевым и маятниковым движением имеет фрикционный привод с канатоведущими шкивами.

Силы сцепления зависят от коэффициента трения между канатом и канатоведущим шкивом, угла обхвата канатоведущего шкива канатом (рис. 8) и усилия натяжения ветвей каната на канатоведущем шкиве. Для увеличения коэффициента сцепления μ каната со шкивом ( μ = 0,1–0,12) используют зажимы канатов различных типов и футеровки ручья шкива. Зажимы имеют меньшее распространение из-за больших местных сопротивлений, которые способствуют быстрому износу самих зажимов и каната.

Наиболее рациональным и надежным способом повышения коэффициента сцепления μ является футерование ручья шкива вязкоупругим материалом (износоустойчивая резина, обеспечивающая μ = 0,22 и работоспособность при температуре от +40 до –25 ° С). Конструкция и размеры шкивов пассажирских канатных дорог регламентированы стандартами.

Рис. 8. Схемы обхвата канатом шкива

Наиболее рациональной является схема обхвата канатоведущего шкива канатом (рис. 8, б), в которой вал одноручьевого футерованного канатоведущего шкива, опертый на подшипники, приводится во вращение электродвигателем приводного механизма. Все элементы привода установлены на общей сварной раме.

В подвесных канатных дорогах обычно устанавливается электрический привод. Дороги, расположенные в труднодоступных горных местностях, удаленных от линий электропередач, снабжают дизельными электрическими приводами.

Линейные сооружения. К линейным сооружениям относятся опоры и линейные станции.

Рис. 9. Металлическая опора двухканатной кольцевой грузовой подвесной дороги:

а – конструкция; б – башмак опоры;

1 – нижние консоли; 2 – ролики; 3 – дуга; 4 – верхние консоли; 5 – несущие канаты;

6 – башмаки; 7 – головная часть; 8 – пирамидальные секции; 9 – тяговый канат

Линейные станции (рис. 10) устанавливают в местах стыка участков несущего каната и выполняют двойными натяжными, двойными якорными и якорно-натяжными.

Рис. 10. Двойная натяжная линейная станция:

1 – несущий канат; 2 – переходная муфта; 3 – блок;

4 – натяжной канат; 5 – контргруз; 6 – концевая муфта

На двойной натяжной станции оба несущих каната каждого из стыкуемых участков с помощью отклоняющих башмаков отводятся внутрь станции, стыкуются переходными муфтами с натяжными канатами, перекинутыми через блоки, и натягиваются контргрузами. С рамами контргрузов натяжные канаты соединены концевыми муфтами.

На двойной якорной станции (рис. 11) концы несущих канатов, отведенные внутрь станции с помощью отклоняющих башмаков, заякориваются в металлоконструкции станции с помощью анкерной плиты со сферической подушкой и концевой муфты.

Рис. 11. Двойная якорная линейная станция:

1 – концевая муфта; 2 – анкерная плита; 3 – несущий канат; 4 – отклоняющий башмак

Станции и их оборудование. Станции грузовых канатных дорог по назначению классифицируют на погрузочные; разгрузочные; угловые; проходные; узловые.

Погрузочная станция – это отправной пункт, представляющий собой наземное сооружение, в котором размещаются:

— жесткий рельсовый путь (на него переходят вагонетки на станции);

— выключатель, обеспечивающий отсоединение разгруженных вагонеток от тягового каната;

— устройство для замедления движения вагонеток перед погрузкой (рельсовый путь с подъемом или тормозные шины);

— устройство для принудительного продвижения отключенных вагонеток по рельсовому пути;

— бункеры, дозаторы, питатели – устройства для накопления груза на станции и дозированной загрузки вагонеток;

— устройство для разгона загруженных вагонеток до скорости тягового каната (наклонная горка или батарея футерованных роликов);

— включатель, обеспечивающий автоматическое подсоединение вагонеток к тяговому канату.

Угловые станции устанавливают в пунктах поворота трассы: если на станции не установлены привод или натяжное устройство, то она работает автоматически, т.е. вагонетки проходят ее, не отключаясь от тягового каната.

Проходные станции устанавливают в местах сопряжения приводных участков грузовых канатных дорог большой длины, имеющих несколько приводов: вагонетки отключаются от тягового каната и движутся по рельсовому пути по инерции в сторону включателя, который подключает их к тяговому канату другого приводного участка дороги.

Узловые станции устанавливают в местах разветвления линии грузовой канатной дороги, примыкания к ней другой дороги или пересечения нескольких дорог: стрелки рельсовых путей переводятся автоматически с пульта управления по сигналу концевых выключателей, установленных на тележках вагонеток.

Рис. 12. Предохранительная сеть:

1 – башмак; 2 – каркас из бортовых канатов; 3 – сетевые канаты;

Основными параметрами подвесных канатных дорог являются:

— длина канатных дорог не ограничена, т.к. дорогу можно образовывать из многих последовательно соединяемых самостоятельных секций;

— уклон трассы не более 30 ° ;

— производительность грузовых канатных дорог достигает 600т/ч;

— грузоподъемность вагонеток 2–3 т;

— скорость движения вагонеток на линии до 3,2 м/ с ;

Рис.13. Предохранительный мост:

1 – пролетное строение; 2 – настил; 3 – пружинные опоры; 4 – линейная опора

Основными расчетными нагрузками подвесных канатных дорог являются:

— натяжение в сбегающей ветви тягового каната;

— натяжение в набегающей ветви тягового каната;

— силы сопротивления движению на характерных участках трассы загруженной и холостой ветвей: прямолинейных, наклонных; участках поворота на канатоведущем и обводных шкивах, на роликовой батарее и т.д.

4. Общий порядок расчета и конструирования подвесных канатных дорог

Основные параметры грузовых подвесных канатных дорог (часовую производительность, скорость, вместимость и полезную грузоподъемность вагонеток) определяют из расчета требуемой годовой производительности П_г дороги. Расчетная часовая производительность

где K – коэффициент неравномерности работы грузовых подвесных канатных дорог; K = 1,1 – при одно- и двухсменной работе; K = 1,2 – при тре х- и четырехсменной работе;

n ₀ – количество дней (суток) работы дороги в году;

Т – количество часов работы дороги в сутки.

Требуемая полезная грузоподъемность вагонетки

где τ – интервал между последовательными выпусками вагонеток на линию; τ ≥ 18 с – при механизированном перемещении вагонеток; τ ≥ 12 с – при загрузке на ходу; τ = 20–60 с – при прочих условиях.

где ρ – насыпная плотность груза, т/м 3 ;

ψ – коэффициент заполнения кузова вагонетки; ψ = 0,8–1,0

По полученным значениям G и i выбирают тип вагонетки с учетом собственной массы вагонетки, которая входит в номинальную грузоподъемность и составляет 25–35% от номинальной грузоподъемности

Расстояние между вагонетками на линии

С увеличением вместимости вагонеток уменьшается их количество, увеличивается интервал выпуска вагонеток на линию и облегчается механизация загрузки, но при этом возрастает диаметр несущего каната и стоимость дороги.

С повышением скорости при той же производительности увеличивается расстояние между вагонетками на линии, снижается общая нагрузка на несущий и тяговый канаты дороги.

Самым оптимальным вариантом при выборе трассы дороги при отсутствии помех для установки опор является прямолинейная трасса.

При наличии железных и автомобильных дорог, населенных пунктов, рек и каналов, линий электропередач, промышленных зданий и сооружений на пути строящейся подвесной канатной дороги рассматривают технико-экономические показатели альтернативных вариантов (с прямой и ломаной в плане трассами) и выбирают из них оптимальный.

При большой длине дороги и необходимости нескольких приводных участков целесообразно для сокращения количества приводов увеличивать мощность приводов, прочность тягового каната, а также скорость движения (для снижения распределенной нагрузки).

Рис. 14. Профили подвесной канатной дороги:

а, б – вогнутые; в – выпуклый

При построении профиля подвесной канатной дороги должны выполняться требования, регламентированные Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузовых и пассажирских подвесных канатных дорог, которые предусматривают:

— обеспечение свободного габарита под дорогой (расстояние по вертикали от низшей точки подвижного состава, а также от любого каната или предохранительного устройства дороги до земли должно быть не менее 2,5 м над незастроенными территориями и не менее 4,5 м – над территориями промышленных предприятий, строительных площадок и автомобильными дорогами; над зданиями и сооружениями оно должно быть не менее 1 м );

— обеспечение габаритов приближения вагонеток на линии с учетом 20%-го бокового качания (не менее 1 м к сооружениям и естественным препятствиям; не менее 2 м – в местах прохода людей и не менее 0,5 м – между габаритами встречных вагонеток);

— надежность прилегания несущих канатов к опорным башмакам на вогнутых участках профиля с коэффициентом запаса;

— плавность профиля дороги, обеспечиваемая таким размещением опор на выпуклых участках трассы, при котором углы δ перегиба несущего каната (рис. 15), возрастающие на выпуклых участках при подходе вагонетки к опоре, примерно одинаковы, а tg δ ≤ 0,08;

— равномерность нагрузки привода, достигаемая расстановкой опор, при которой на подходе к ним (места трассы, где углы подъема максимальны) одновременно находится не более 25% общего количества вагонеток всей линии.

Рис. 15. Выпуклый участок профиля подвесной канатной дороги

На равнинной местности опоры располагают на равном расстоянии друг от друга с пролетом ℓ = 80–150 м, а при дорогостоящих основаниях под опоры пролеты увеличивают до 200–300 м. Опоры у станций располагают на расстоянии 40–60 м от них. Высота опор составляет 8–12 м с обязательным соблюдением требований свободного габарита над дорогой.

Угол отклонения вагонеток от вертикали

где k = 1,4 и k ₁ = 1,2 – аэродинамические коэффициенты для вагонеток и для каната соответственно;

F – площадь боковой подветренной поверхности вагонетки, м 2 ;

а – расстояние по вертикали от точки приложения ветровой нагрузки к вагонетке до верха каната, м ;

d _Т – диаметр тягового каната, м;

λ – расстояние между вагонетками, м ;

е – расстояние от верха несущего каната до оси тягового каната, м ;

m _В – масса вагонетки, кг;

b – расстояние по вертикали от точки подвеса вагонетки до тягового каната, м;

q ₀ – масса 1 м тягового каната, кг/м.

Тяговый расчет. Тяговый расчет канатной дороги с фрикционным приводом выполняют методом обхода по контуру (рис. 16).

Рис. 16. Схемы для тягового расчета канатной дороги

Натяжения тягового каната в характерных точках трассы дороги:

где K = 1,05–1,1 – коэффициент, учитывающий сопротивление на натяжном шкиве;

W _1-2, W _3-4 – силы сопротивления на участках 1–2, 3–4.

где μ – коэффициент сцепления каната со шкивом;

α – угол обхвата канатом шкива, рад;

е – основание натурального логарифма.

где U – тяговое усилие на канатоведущем шкиве, Н;

η = 0,85–0,9 – кпд привода.

Диаметр тягового каната принимают по его максимальному натяжению при установившемся движении с учетом запаса прочности, который согласно Правил Ростехнадзора принимается не менее 4,5.

Несущий канат кроме растяжения испытывает значительные напряжения от изгиба и смятия в зоне контакта с колесами вагонеток, поэтому несущий канат рассчитывают на прочность по растягивающему усилию и на долговечность с учетом значения и частоты действия нагрузок от колес вагонеток.

При нормативном запасе прочности каната n ≥ 2,8 для грузовых дорог и n ≥ 3,3 для пассажирских разрывное усилие каната

По этому усилию по каталогу выбирают диаметр каната.

Вопросы для самопроверки

— Назначение, общее устройство и классификация подвесных канатных дорог.

— Устройство и основные разновидности грузовых подвесных канатных дорог.

— Классификация, устройство и разновидности пассажирских подвесных канатных дорог.

— Основные параметры грузовых и пассажирских канатных дорог.

— Основные элементы и оборудование канатных дорог.

— Конструктивные особенности приводов канатных дорог.

— Общий порядок расчета и проектирования канатных дорог.

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Источник