矿用斜井人车所能通过的最小曲率半径的研究
矿用斜井人车所能通过的最小曲率半径的
研究
第29卷第l1期
2008年11月
煤矿机械
CoalMineMachinery
V0】.29No.11
NOV.2008
矿用斜井人车所能通过的最小曲率半径的研究
谭廷帅,管长焦,马立爽,杜学东
(国家煤矿防爆安全产品质量监督检验中心,辽宁抚顺113001)
摘要:矿用窄轨矿车和平巷人车可以看成是斜井人车的一种演变,其曲率半径的取
值
同斜井人车的曲率半径取值方法基本上是一致的,所以斜井人车所能通过的曲率
半径的取值方法
的研究有着重要的意义,对人车和窄轨矿车的设计,检测检验,研发也有着深远的
影响.
关键词:斜井人车;曲率半径;取值方法
中图分类号:TD524文献标志码:A文章编号:1003.0794(2008)11-0046.03 Study0fPassingRadius0fCurvatureforInclined—shaftManCar
TAN.riIlg—shuai.GUANChang—jiao,MALi—shuang,DUXue—dong
(NationalQualityandTestingCentreforExplosionSafeProducts,Fushunl13001,China)
Abstract:Wecanregardthenarrowgaugeminecarandthelevelmanearasaevolutionoftheinc
lined—shaft
nlanCar,thecomputingmethodsoftheradiusofcurvaturebetweenthemaresalne,sothestudy
ofthepassing
radiusofcurvaturefortheinclined—shaftmancarisofgreatsignificance,whichwillproduce
一reaching
effectfordesign,test,researchanddevelopmentofthemancarandthegaugecar.
Keywords:inclined—shaftmancar;radiusofcurvature;computingmethod
0前言
人车或窄轨矿车所能通过的曲率半径是衡量斜 井人车,平巷人车和窄轨矿车安全性能的一个重要 指标,MT387《窄轨矿车安全性测定方法和判定规 则》,MT388((矿用斜井人车技术条件》和M1389《煤矿 用平巷人车技术条件》中都有曲率半径的要求.本 文以最具代表性的斜井人车为例来探讨曲率半径的 取值方法,得出一般性的规律,保证矿山提升运输的 安全.
1人车所能通过的最小水平曲率半径的确定 人车运行在弯道上时,因车体或转向架的中心 线与线路中心线不一致,这种不一致的程度越大,轮 『'\;;;I\写,!;;,!,'\\!,;吩%,!忐蠕,!分!;;,\吩呤呤.\蛤写.\写; 本文辗扩双沟球环件模型是可行的,也证明了通过 有限元方法模拟辗扩工艺的正确性.
?图4冷辗扩结束时环件轴向位移分布云图 表1实验数据
6结语
(1)从理论上
了双沟球截面环件冷辗扩的 工艺特点,设计了冷辗模具,依据相关理论确定了比 较理想的工艺参数.
立了该种截面环件冷辗扩的三维动态仿真模型,揭 示了冷辗扩成形的机理并且实验验证了理论分析的 171J仃I生.
(3)通过仿真结果,进一步明确了双沟球类环件 变形的基本规律.通过计算机虚拟辗扩过程,可以
指导双沟球截面零件的冷辗扩工艺规程设计.
参考文献:
[1]郭良刚,杨合,吴跃江,等.
参数对环件冷辗扩工艺的影响规 律研究[J].机械科学与技术,2005,24(7):839—843. [2]韩星会,华林,兰箭,等.内台阶锥形环件轧制三维有限元模拟和 工艺优化设计[J].中国机械
,2007,l8(16):I979一l983. [3]华林,黄兴高,朱春东.环件轧制理论和技术[M].北京:机械工业 出版社,2001.
[4]赵玉民,彭巍,杨金娥.阶梯形轴承内圈冷辗扩成形与模拟研究 [J].轴承,2006(8):12—15,
[5]袁银良,华林,钱东升,等.内台阶截面环件轧制成形有限元模拟 [J].模具制造,20o6(5):8—10.
作者简介:张利斌(1983一),河南驻马店人.河南科技大学机电 学院研究生,主要研究方向为CAD/CAM/CAE及反求技术,电子信 箱:8341zxb@sina.COllt.
(2)基于Abaqus/Explicit通用有限元分析软件建
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收稿日期:20o8.o5.15
Vo1.29No.11矿用斜井人车所能通过的最小曲率半径的研究——谭廷帅,等第29
卷第ll期
转向架在曲线上的最大可能转动角度显然不可
能超过0.当车轮接触车盘底架时0=0,即
旦:(11)
2R一j十
最终
2LLLL
5
(l一?:+L—L;)
Sz:生2尺(13)一
,J+"
式(12)和式(13)就是曲率半径和人车轴距的计 算公式.为了使人车在曲线上运行时,车轮和底架 没有摩擦的可能,用L.=L一(30,40mrn)代替 ,Jp.
随着人车生产的规模逐渐扩大,检测检验也逐 渐的
化,可以根据式(12)来确定最小曲率半径 的大小.目前,多数生产厂家生产的斜井人车的最 小水平曲率半径定为12m.在实际的检验过程中 发现组列的人车比单台人车所需要的最小曲率半径 要大一些.
2人车通过最小垂直曲线半径的确定
人车在线路上运行时,由于线路上的变坡而产 生了凸起段和凹曲段的情况,由于车体的长度,人车 固定轴距,制动装置等均影响人车在最小垂直曲线 段上通过.为此,检验时,必须考虑人车通过的最小 垂直曲线半径.
(1)凹曲线段的最小曲率半径
图4是人车通过凹曲线段的情况,此时,车体端 部距轨面的距离比在水平线路上的距离h小,如果 凹曲线的曲率半径过小,就会使人车端部碰头触在 轨面上,造成人车不能正常行驶.因此,必须有足够 的间隙量,才能保证人车在凹曲线上正常行驶. 图4人车通过凹线路状态
由图4可知
:
嚣一鑫一
羔
式中尺——凹曲线路的曲率半径;
——
人车碰头下端至轨面的距离;
——
人车碰头下端至凹曲线轨面的距离;
——
人车车体全长段上的曲线挠度;
——
s段上的曲线挠度.
(2)凸曲线段的最小曲率半径
如果人车运行在突起段线路上时,装在轮对中 间抓捕器的最低端可能和钢轨轨面相碰.要保持人 车在突起线路段上正常运行,必须保证人车通过突 起段线路的最小曲率半径有一定的间隙量,图5是 人车通过凸曲线段的情况.
图5人车通过凸线路状态
由图5可知抓捕器最低端至轨面的距离 2
h0=(16)0
凸曲线路的曲率半径
2
=
(17)
3结语
矿用斜井人车的曲率半径值越小,其安全性能 就越好,适应环境变化的能力越强,其道理同样适用 于平巷人车和窄轨矿车.目前在我国人车和窄轨矿 车的检测检验过程中,曲率半径的大小是由厂家自
己给出的,再由质检机构进行判定,这样就会存在一
些弊端,这也是今后标准修订过程中一个需要完善
的方面.
参考文献:
[1]国家发展和改革委员会矿用斜井人车技术条件[M].北京:煤炭 工业出版社,2005.
[23国家发展和改革委员会.煤矿用平巷人车技术条件[M].北京:煤 炭工业出版社,2005.
[3]国家发展和改革委员会.煤矿窄轨矿车安全性测定方法和判定 规则『M1,北京:煤炭工,l出版社,2005.
作者简介:谭廷帅(1980一),辽宁朝阳人,工程师,2006年于哈 尔滨工业大学机械电子工程专业硕士毕业,现就职国家煤矿防爆安 全产品质量监督检验中心,从事煤矿提升运输产品检验工作,电话: (14)?13-688335愚:::!竺:'::
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收稿日期:2008—06-02