Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Шлаковозы

Зміст

1. Вступ

2. Умови експлуатації шлаковоза

3. Технічна характеристика та коротке описання шлаковоза

4. Аналіз конструкцій пружинних амортизаторів шлаковоза

5. Пропонування по реконструкції та описання гумометалевих амортизаторів

6. Технологічний розрахунок пружинних амортизаторів

7. Технологічний розрахунок гумометалевих амортизаторів

8. Техніка безпеки при експлуатації шлаковоза

1. Вступ

Технологія виробництва чавуну - складний процес, що складається з безлічі етапів, які мають певну послідовність

Технологія складається з:

Постачальник постачає сировину саморозвантажувальні вагони на розвантажувальну естокаду яка передає сировину на поле рудного двору

Вагоноопрокідователі передають сировину на бункерну естокаду Подача вихідних матеріалів на засипний апарат має також свій етап:

З бункера скіпами залізна руда, окатиші, марганцева руда надходить на засипний апарат /

З бункера транспортерами кокс надходить на засипний апарат.

З аглофабрики скіпами агломерат поступає також на завантажувальний апарат. За допомогою засипного апарату кокс, залізна руда, агломерат, марганцева руда надходить на колошникового пристрій, який передає вихідна сировина в шахту, де відбуваються хімічним перетворенням і основний процес окислення і відновлення під дією плавки і горіння. Фурменої пристрої подають паливо в піч, яке бере активну участь у процесі горіння. Повітродувні машини, подають повітря на повітрянагрівальні пристрої, які нагріваються за рахунок охолодження насадки. Насадки нагрівають за рахунок горіння газу, який надходить за рахунок газоподавательних пристроїв. У процесі плавки відбуваються безліч хімічних реакцій, і в результаті суміш стікає в горн, де спеціальним чином розподіляється на чавун і шлак, які виводяться через льотки і стікають по жолобу на розливні машини. Жолоб подає рідкий чавун і шлак на розливні машини, які розливають їх у ковші для чавуну і ковші для шлаку. Ці ковші відправляються чавуновозів і шлаковозів для подальшої обробки. В даному випадку чавун передається в сталеплавітельний цех, де виробляється сталь, а шлак передається на шлакову гору, де замовники набувають шлак для будівельних потреб.

У процесі плавлення виділяється газ в печі виходить через труби газовідводів, а пиловловлювачі вловлюють пил, яка виникає в результаті колошникового перетворення.

Основні хімічні процеси в доменній печі - горіння палива і відновлення Fe, Si, Mn і ін елементів. Частина коксу витрачається на процеси відновлення, але основна кількість опускається в горн і згорає разом з вдувати паливом у фурм. Гази з температурою 1600-2300 ° С, що містять 35-45% CO, 1-12% H2 і 45-65% N2, піднімаючись по печі, нагрівають опускається шахту, при цьому CO і H2 частково окислюються до CO2 і H2O. Гази, що виходять з печі, мають t 150-300 ° С.

Горіння у фурм. У фурм доменної печі виникають вогнища горіння, звані окислювальними зонами, в яких вихровий рух газів приводить до циркуляції шматків коксу. Горіння коксу розвивається на поверхні контакту твердої і газоподібної фаз. При цьому кисень з'єднується з вуглецем в складні комплекси СхОу, які потім розпадаються. У спрощеному вигляді сумарний процес горіння вуглецю твердого палива у фурм зводиться до екзотермічної реакції 2C + O2 = 2CO. При вдуванні природного газу чи мазуту, в яких головною складовою є вуглеводні (наприклад, метан), протікає реакція з виділенням CO і H2; при цьому поглинається значна частина тепла, що виділяється при спалюванні З, а отже, знижується температура горіння у фурм. Щоб уникнути цього необхідно підвищувати температуру дуття і збагачувати його киснем. Позитивний вплив вдування вуглеводневих палив - в підвищенні концентрації водню в газі і поліпшенні завдяки цьому його відновної здатності.

Відновлення заліза і ін елементів. У доменній печі Cu, As, Р, подібно Fe, відновлюючись, майже повністю переходять в чавун. Повністю відновлюється і Zn, який потім переганяється, переходить в гази і відкладається в порах кладки, викликаючи її руйнування. Ті елементи, які утворюють міцніші з'єднання з киснем, чим Fe, відновлюються частково або зовсім не відновлюються: V відновлюється на 75-90%, Mn на 40-75%, Si і Ti в невеликих кількостях, Al, Mg і Ca не відновлюються .

Відновлення надходять у доменну піч оксидів Fe2O3 та Fe3O4 відбувається шляхом послідовного відщеплення кисню по реакціях:

3Fe2O3 + CO (H2) = 2Fe3O4 + CO2 (H2O),

Fe3O4 + CO (H2) = 3FeO + CO2 (H2O).

Закис заліза FeO відновлюється до Fe газами (непряме відновлення) і вуглецем (пряме відновлення).

FeO + CO (H2) = Fe + CO2 (H2O),

FeO + C = Fe + CO (1)

Вищі оксиди марганцю MnO2, Mn2O3 і Mn3O4 відновлюються газами з виділенням тепла. Надалі MnO відновлюється до Mn лише вуглецем з витратою тепла приблизно в 2 рази більшою, ніж при відновленні Fe. Si також відновлюється лише З при високих температурах по ендотермічний реакції:

SiO2 + 2C + Fe = FeSi + 2CO.

Ступінь відновлення Si і Mn залежить в основному від витрати коксу; на кожен відсоток підвищення вмісту Si в чавуні витрата коксу збільшується на 5-7%, що збільшує кількість гарячих газів в печі, викликаючи перегрів шахти. Збагачення дуття киснем, забезпечуючи високий нагрів горна, зменшує кількість газів, що утворюються, а отже, і температуру в шахті печі.

Сірка в доменному процесі. S вноситься в доменну піч в основному коксом і переходить в гази у вигляді пари (SO2, H2S і ін), але більша частина залишається в шихті (у вигляді FeS і CaS); при цьому FeS розчиняється в чавуні. Для видалення S з чавуну необхідно перевести її в з'єднання, нерозчинні в чавуні, наприклад в CaS:

FeS + CaO = CaS + FeO. (2)

Це досягається освітою в доменній печі шлаку з підвищеним вмістом СаО. Відновлювальна середу сприятливо впливає на цей процес, тому що знижує зміст FeO в шлаку. Ступінь знесірчення досить висока, і тільки в деяких випадках чавун додатково обезсірковуючу поза доменною піччю різними реагентами.

Освіта чавуну і шлаку. Відновлене в доменній печі Fe частково науглероживается в твердому, а потім в рідкому станах. Зміст C в чавуні залежить від температури чавуну і його складу. Шлак складається з невосстановівшіхся оксидів SiO2, AI2O3 і СаО (90-95%), MgO (2-10%), FeO (0,1-0,4%), MnO (0,3-3%), а також 1 ,5-2, 5% S (головним чином у вигляді CaS). Для характеристики шлаків користуються зазвичай показником основності CaO/SiO2 або (СаО + MgO) / SiO2. Основність CaO/SiO2 для різних умов плавки коливається в межах 0,95-1,35%. При виплавці чавуну на коксі з підвищеним вмістом S (донецький кокс) працюють на шлаках з верхньою межею основності і прагнуть забезпечити вміст MgO в шлаку 6-8% і більш, покращуючи його жідкоподвіжность.

З моменту виникнення доменного виробництва і до кінця XIX століття, коли продуктивність доменних печей була не дуже високою, чавун під час випуску з пічі випускали на ливарний двір, а шлак на спеціальний шлаковий майданчик (шлаковий двір), розташовані безпосередньо біля печі на землі. Шлак після випуску і затвердіння подрібнювали і вивозили на тачках у відвал. Згодом шлаковий двір почали застилати чавуними плитами, на яких подрібнювали застиглу шлакову масу. Таким чином на прибирання шлаку і чавуну витрачалося багато часу і фізичної праці. Це стримувало зріст продуктивності доменних печей.

Проблему безперебійного механізованого прибирання шлаку і чавуну було вирішено лише після того, як продукти плавки почали розливати по ковшах. Завдяки цьому ливарний двір разом з піччю був піднятий над рівнем нульової позначки, щоб чавун і шлак, випущені з печі, могли по жолобах стікати у ковші, встановлені на залізничних коліях під ливарним двором.

А шлак (нім. Schlacke) — металургійний розплав (після твердіння — каменевидна або склоподібна речовина), що зазвичай покриває поверхню рідкого металу при металургійних процесах — плавці сировини, обробці розплавлених проміжних продуктів і рафінуванні металів. Є сплавом оксидів змінного складу; головні компоненти шлаку — кислотний оксид SiO2 і основні оксиди CaO, FeO, MgO, а також нейтральні Al2O3 і (рідше) ZnO. Залежно від переважання тих або інших оксидів шлак називають кислим або основним. Шлаки грають важливу роль у физико-хімічних процесах металургійного виробництва: вони очищають метал від небажаних домішок, оберігають метал від шкідливої дії газового середовища печі (тобто від окислення і газонасичення). Шлак формується з порожньої породи руди (або рудних матеріалів), флюсів, золи палива, продуктів окислення оброблюваних матеріалів, футеровки плавильних агрегатів. У сталеплавильному виробництві шлаки іноді готують в спеціальній печі (т.з. синтетичні шлаки) і потім обробляють ними сталь в процесі випуску її з печі або конвертера в ківш. Заздалегідь підготовлений шлак застосовується при електрошлаковій переплавці металів.

У чорній металургії шлак є, як правило, побічною продукцією. Шлак — вторинна сировина для отримання будівельних матеріалів (наприклад, шлакоситалів), вапняних і фосфорних добрив, а також оборотний продукт в металургії. З доменного шлаку проводяться:

-гранульований шлак, вживаний у виробництві цементу і шлакоблоків;

-пемза — легкий заповнювач бетонів;

-щебінь;

-литі вироби (петрургія);

-шлакова вата.

Фазовий склад шлаків представлений кристалічними і склоподібної фазами з різним співвідношенням скла та кристалів. Кристалічні фази доменних шлаків: меліліти, двухкальціевий силікат, Волластоном, Монтічелло, форстерит, шпінель. Склоподібна фаза шлаків являє собою кальцієво-магнієво-алюмосилікатні скло перемінного складу.

З усіх видів металургійних шлаків у виробництві будівельних матеріалів найбільш широко застосовуються доменні шлаки, що обумовлено їх провідним становищем в загальному балансі шлаків, а також близькістю їх складу до цементних сумішей, здатністю при швидкому охолодженні набувати гідравлічну активність і ін Основну масу доменних шлаків отримують при виплавці передільних і ливарних чавунів.

Найбільш поширеним способом переробки доменних шлаків є грануляція, тобто процес переробки шлакового розплаву в осклованих гранули, за допомогою різкого охолодження водою, парою, повітрям або іншим газом. В залежності від витрат води розрізняють три види грануляції: мокра, суха і напівсуха.

Шлак доменний гранульований являє собою дрібнозернистий матеріал у вигляді пористих склоподібних або кристалічних гранул із середнім розміром 2-10 мм. Щільність шлаку, в залежності від складу, складає 2,8-3,0 г / см ³, твердість зерен 5-8.

Доменний шлак входить до складу портландцементу з мінеральними добавками (до 20%), шлакопортландцементу (до 80%), багатокомпонентних цементів, які містять клінкер, а також безклінкерних в'яжучих речовин-вапняно-шлакових, шлако-лужних. Шлакосодержащіе в'яжучі речовини можуть бути використані в складі сухих будівельних сумішей при обліку специфічних властивостей таких в'яжучих, насамперед, тривалих строком тужавлення та уповільненого твердіння. Мелений доменний шлак може бути використаний у якості мінерального наповнювача в складі сухих сумішей.

Із сталеплавильних шлаків виготовляють щебінь для дорожнього будівництва; крім того, вони використовуються в аглодоменному і вагранковому виробництвах з метою витягання марганцю, заліза, окислу кальцію, що містяться в них. Феросплавні шлаки переробляються на вапняну муку, щебінь і шлаковий пісок для будівництва, технологічний порошок для ливарного виробництва, частина їх йде на виплавку готових сплавів. Для виробництва феросплавів отримують і спеціальні шлаки шляхом комплексної переробки руди і чавунів. З природнолегірованого чавуну доцільно методом окислення переводити в шлак ванадій, марганець, ніобій і інші метали, а потім використовувати цей шлак для виробництва вказаних металів або їх сплавів.

У кольоровій металургії розрізняють шлаки передільні і відвальні. Передільні містять підвищені кількості цінних металів; вони утворюються як побічний продукт в процесах отримання або рафінування металів (наприклад, конвертерні шлаки нікелевого і мідного виробництв або анодні шлаки рафінування міді). Іноді передільний шлак є одним з основних продуктів технологічної схеми, в якому концентрується витягуваний метал (наприклад, титанові або ванадієві шлаки). Вихід шлаку дуже великий (при переробці бідних руд до 100—120 т на 1 т витягнутого металу), тому навіть невеликий зміст кольорових металів в шлаках приводить до значних втрат. Для витягання металів з передільних шлаків їх направляють в оборот в один з головних процесів технологічні схеми або застосовують спеціальні процеси обробки: ф'юмінговання, електроплавлення з добавкою відновника і сульфідізатора, флотацію і ін. У відвальних шлаках концентруються оксиди металів, що не підлягають витяганню в металургійному переділі, а також різні домішки і залишкові невеликі кількості цінних металів, довитяг яких при даному рівні технології економічно невигідний. Відвальні шлаки частково використовують для виробництва шлаковати і інших будівельних матеріалів. Повне і комплексне використання шлаків забезпечує безвідходну технологію і зменшує забруднення довкілля.

2. Умови експлуатації шлаковоза

Технічне обслуговування технологічного спеціального рухомого складу проводиться працівниками цехів (виробництв), за якими закріплений цей рухомий склад, з відміткою в спеціальному Журналі.

Відповідальними за технічний стан технологічного спеціального рухомого складу є особи експлуатаційного і ремонтного персоналу, що обслуговує його, і керівник цеху (виробництва), який володіє технологічним спеціальним рухомим складом.

Контроль за технічним станом ходових частин, гальмового обладнання, зчіпних пристроїв технологічного спеціального рухомого складу здійснюється працівниками підрозділу залізничного транспорту підприємства або організації промислового залізничного транспорту.

На кожен шлаковоз повинен заповнюватися технічний паспорт, а на решті технологічний спеціальний рухомий склад - облікова картка, що містить необхідні технічні та експлуатаційні відомості.

Забороняється експлуатувати технологічний спеціальний рухомий склад з несправностями, зазначеними в правилах технічної експлуатації механічного устаткування доменних, сталеплавильних, киснево-конверторних цехів (виробництв), а також з несправностями, при яких створюється загроза безпеці руху.

Технологічний спеціальний рухомий склад і локомотиви, які використовуються для його перевезення, повинні бути обладнані однотипними зчіпними пристроями.

3. Технічна характеристика та коротке описання шлаковоза

Шлаково́з — вагон, що складається зі шлаковозного ковша, встановленого на платформі спеціальної конструкції, призначений для транспортування рідкого шлаку від доменної або мартенівської печі на шлаковий відвал.

Шлаковози, як правило, містять наступні вузли: чашу-ємність для шлаку; опорне кільце для чаші; раму з лафетами, дві двовісні ходові візки залізничного типу і запобіжні пристрої. Шлаковози забезпечені автоматичними пневмотормозамі. Розрізняють два основних типи шлаковозів: з однією чашею (одночашевая) і з двома чашами (двухчашевимі) * Шлаковози кожного типу виконують з механізмом перекидання чаші або без нього. Привід механізму перекидання - електричний.

До шлаковозів пред'являються наступні основні вимоги:

1) форма чаші повинна сприяти безперешкодному виходу з неї затверділого шлаку на шлаковому відвалі;

2) повинна бути виключена можливість самочинного перекидання чаші як при її кантуванні, так і при рухомому або зупиненому шлаковозів;

3) повинна бути забезпечена поперечна стійкість шлаковоза при перекиданні чаші як порожньої, так і завантаженої;

4) конструкція, форма і матеріал чаші, а також спосіб її кріплення повинні забезпечувати довговічність чаші;

5) привід механізму перекидання чаші повинен допускати можливість регулювання швидкості зливу шлаку на грануляційних установках;

6) як і для чавуновозів, необхідні можливо велика постановочна ємність і менший коефіцієнт тари.

Чаша, що є основною змінною деталлю шлаковозів, працює у винятково важких температурних умовах, якi характеризуються високим і нерівномірним її нагріванням, частими і різкими теплозмінамі. Нерівномірний і високий нагрів приводить до втрати стінкою чаші початкової форми, сприяє появі і розвитку тріщин в стінці, внаслідок чого чаша стає непридатною для подальшої експлуатації.Кожному наливу передує очистка чаші від застиглого шлаку та обприскування внутрішньої її поверхні розчином вапняку або глини щоб уникнути приварювання до неї шлаку або чавуну. З цією метою на дно чаші насипають шар сміття (залишки охололого шлаку, пісок та ін) висотою 200-300 мм. Однак ці заходи нерідко виявляються малоефективними.

Для видалення залишків шлаку з чаші виробляють механічні удари по ній або подають воду в неостиглого чашу. Все це знижує її довговічність. На міцність і стійкість чаші великий вплив роблять її форма, конструкція і матеріал, а також схема кріплення на опорному кільці. За формою чаші шлаковози розрізняють круглі і овальні. З круглих чаш найбільш широко застосовують конічні з сферичним дном. Ця форма краще за інших задовольняє вимогам довговічності та забезпечує найкращі умови видалення застиглого шлаку з чаші. Фактором, що лімітує ємність овальних чаш, є відносно мала їх стійкість. У порівнянні з круглими чашами вони менш жорсткі.Чаші виготовляють литими з чавуну або сталі. Незважаючи на те, що чавунне литво в 1,5-1,8 рази дешевше сталевого і легше відлити чашу з чавуну з гладкою внутрішньою поверхнею, стальні чаші отримали в останні роки переважне поширення. Це пояснюється тим, що стійкість чаш, відлитих із сталі, в 3-3,5 рази вище чавунних. Завдяки високій міцності і хорошим пластичним властивостям сталь краще протистоїть дії механічних і температурних напружень.

У вітчизняних доменних цехах отримали широке застосування шлаковози з однією чашею місткістю 11, 16 і 16,5 м3, виготовлені Дніпропетровським заводом металургійного устаткування і ПО «Южуралмаш».

Рисунок 2.1 – Шлаковоз місткістю 16 м³.

1 — заче́па для прикріплення шлаковозу до рейок під час кантування ковша, 2 — пневматичне гальмо, 3 — платформа, 4 — опорне кільце, 5 — ківш, 6 — візок, 7 — автозчеп, 8 — механізм перевертання ковша (на сучасних шлаковозах має дещо іншу конструкцію), 9 — штибові сектори

Чаша є круглу (зі сферичним дном) відливку з вуглецевої сталі, призначену прийому виробленого з доменної печі рідкого шлаку і транспортування його доречно переробки чи відвал. Чотири поглиблення на лапах чаші утворюють замок з чотирма виступами опорного кільця, забезпечуючи тим фіксацію чаші і опорного кільця. У частині чаші розташовані чотири опорні майданчики для замків, з яких чаша закріплюється в опорному кільці.Опорное кільце, призначене для кріплення у ньому чаші, є сталеву відливку, в стінках якої є наскрізні овальні отвори, що покращують умови охолодження чаші.

Механізм перекидання чаші складається з електродвигуна,самогальмуючий муфти, редуктора і системи зубчастих передач. Вихідний вал-шестерня редуктора входить у зачеплення з зубцюватим сектором.

Шлаковози бувають два види:

самохідні;
несамохідні.

Рух не самохідного шлаковозу по залізничних колій здійснюється з допомогою локомотива.

Шлаковози самохідні призначені транспортування однієї чи двох ковшів з-під конвертера в проліт передачі ковшів, подачі порожніх ковшів під конвертер, і навіть очищення шляху й плит під конвертером.

Місткість найпоширеніших ковшів для шлаковозів становить11м³ і16м³.

4. Аналіз конструкцій пружинних амортизаторів шлаковоза

Транспортування шлаку в межах одного металургійного заводу відбувається в шлаковозах по рейковим коліям широкої колії. Транспортуються шлаковози звичайними тяговими агрегатами – тепловозами і електровозами як поодинці так і у складі поїзда. На шлаковоз у процесі його руху по рейковим коліям діють в основному два види навантажень: горизонтальні – тягові зусилля локомотива і вертикальні з боку рейкові колії. Горизонтальні зусилля діють на тягові прибори шлаковоза – автосцеп і його амортизуючий устрій, а вертикальні навантаження діють на ходову частину – візки та їх амортизатори.

Результуюча вертикальних навантажень на ходову частину конструкції шлаковоза складається із двох складових частин – вертикальної і горизонтальної. Вертикальна складова навантажень створюється при сумісному коливанні рейок і верхньої будови рейкового полотна, горизонтальна складова навантажень створюється при грі рейкової колії і чим більше гра рейкової колії, тим більша величина горизонтальної складової навантаження.

Рейкова колія являє собою дві пружні нитки. Жорсткість рейкової нитки в горизонтальній площині не постійна. На стиках вона більша ніж посередині ланки. Безстикові рейкові нитки не міняють якісної сторони цього явища, так як по даним результатів дослідження жорсткість рейкової нитки в зоні зварювання залишається вищою ніж на останній дільниці. Обресорена ходова частина шлаковоза являє собою пружну систему.

Тоді рух пружної системи обресореного шлаковоза повздовж рейкової колії із періодичним повторенням нерівностей жорсткості рейкової колії неминуче приводить до збудження параметричних коливань, які являють собою сумісні коливання рейкової колії і обресореної частини шлаковоза (рис.1) Особливо небезпечними, з точки зору навантажень на шлаковоз, параметричні коливання являються тоді коли вони стають резонансними. Таким чином параметричні коливання являються збудником вертикальних динамічних навантажень, які діють як на надресорну конструкцію шлаковоза так і на пружну систему ходових візків шлаковоза та колеса колісних пар візків. Якщо параметричні коливання протікають одночасно в зоні руху обох візків то тоді створюються так звані коливання – підскакування. При таких коливаннях конструкція надресорної частини шлаковоза рухається вверх – вниз на величину У₁ і У₂ по відношенню до нейтральної осі У₀ зберігаючи горизонтальне положення паралельно повздовжній осі шлаковоза (рис.1).

Якщо параметричні коливання виникають не одночасно в зоні руху візків, тоді створюються коливання навколо поперечної осі шлаковоза – коливання галопування, характеризуються вони відхиленням осі У на кут β₁ і β₂ (рис.1), тобто вертикальні навантаження на візки шлаковоза діють почергово. Тоді основним критерієм оцінки вертикальної динаміки при таких коливання є прискорення частини конструкції, що опирається на коливаючий візок.

Крім того кожна нитка рейкової колії може по різному коливатися, як по причині різної жорсткості самої нитки так і пружності самого верхнього устрою рейкової колії. Тоді коливання надресорної частини шлаковоза відбуваються з боку на бік по відношенню до повздовжньої осі шлаковоза на кут α (рис.1).

При експлуатації ходової частини шлаковозів непремінно відбувається зношення як реборд так і обода катання коліс візка. Це безперечно призводить, у свою чергу, до відхилень візків у ту чи іншу сторону від повздовжньої осі рейкової колії на величину Х₁ і Х₂ (рис. 1), викликаючи додаткові коливання шлаковоза. В процесі руху всі вище приведенні коливання об’єднуючись створюють динамічні навантаження, які при розрахунку як амортизаторів візків так і надресорної частини конструкції шлаковоза враховуються коефіцієнтом вертикальної динаміки. Як показали дослідження коефіцієнт вертикальної динаміки складає 1,4-1,5 від статичного навантаження. Тоді динамічне навантаження на амортизатори ходових візків шлаковоза складатиме Q_дін=(1,4-1,5)Q_ст.

Рисунок 1 – Характер коливань шлаковоза при русі по рейковій колії.

У базовій конструкції шлаковоза амортизаційна конструкція візків виконана із концентричних пружин стискання (рис.2). У цілому ходовий візок включає в себе з’єднуючи елементи конструкції пружинні амортизатори 1, дві колісні пари 2, шкворневу балку 3 яка по краям опирається на пружинні амортизатори, букси 4 колісних пар, бокової опори – ковзуни 5 і 6, дві опорні балки – боковини 7, шворінь 8 для з єднання візка з рамою шлаковоза і підп’ятника 9, на який опирається п´ятник рами.

Рисунок 2 – Конструкція базового варіанту візка шлаковоза.

Пружинні амортизатори (рис. 3) являють собою комплекти концентричних пружин до складу яких входять шість зовнішніх пружин 2 і шість внутрішніх пружин 3. Пружинні комплекти розміщуються між нижньою 1 і верхньою опорами, на яких розміщуються спеціальні диски з циліндричним виступом по середині.

Рисунок 3 – Комплект пружинного амортизатора шлаковоза.

Диски являються центруючи ми елементами для внутрішніх пружин 3. Верхня і нижня планки 1 з’єднуються гвинтами 5 створюючи, в цілому пружинний комплект, який розташовується у вікні опорної балки – боковини 7. Амортизація навантажень, діючих з боку надресорної частини, що являє собою ковш із шлаком, опорний пояс і раму, відбувається через балку шкворневу 3, яка опирається на пружинні комплекти 1, створюючи, так звані, статичні навантаження.

При русі шлаковоза, як розглядалося раніше, разом із статичними створюють максимальні навантаження, що передаються безпосередньо на амортизатори.

Як показали результати аналізу експлуатації шлаковозів амортизація вертикальних навантажень в існуючих конструкціях амортизаторів часто не відповідає умовам якості амортизації, яке характеризується в жорсткому реагуванні на навантаження малої величини, створенню значних коливань ковша при резонансному режимі роботи амортизаторів. Крім того пружинні амортизатори дорогі і часто виходять із ладу.

На основі аналізу експлуатації шлаковозів та практики використання пружинних амортизаторів рекомендується замінити пружинні амортизатори на гумометалеві амортизатори (рис.4).

5. Пропонування по реконструкції та описання гумометалевих амортизаторів

В конструктивному відношенні амортизатор включає в себе наступні елементи: нижню і верхню опорні плити 1, верхній і нижній стакан 2, гумовий амортизатор 3, нижній суцільний опорний диск 4, верхній фігурний опорний диск 5, нижній опорний диск з отвором 6, стяжні гвинти 7 і гайки 8.

Для стійкості амортизаторів і виключення їх перекосів та зміщень при русі шлаковоза, при зборці круглий виступ верхнього фігурного опорного диску 5 заводить в отвір нижнього опорного диска 6. Між нижнім 2 і верхнім стаканами передбачається відповідний проміжок, величина якого рівняється максимальній деформації всього комплекту гумометалевих амортизаторів. Характерним являється те, що габаритні розміри модернізованого комплекту амортизаторів повністю відповідає розмірам базового варіанту, що дає можливість виконувати заміну комплектів без будь яких конструктивних змін візка (рис. 5).

Рисунок 5 – Конструкція модернізованого візка шлаковоза.

1 – комплект гумометалевих амортизаторів; 2 – колісні пари; 3 – балка шкворнева; 4 – опорні букси колісних пар; 5 – опорні балки-боковини; 6, 7 – бокові опори-ковзуни; 8 – шворінь; 9 – підп’ятник.

Перевагами рекомендованої конструкції амортизатора є таке:

-у конструктивному відношенні вони значно простіші, дешевші в виготовленні; значно довговічніші в експлуатації;

-при амортизації навантажень поглинають енергію ударів на що не спроможні пружинні амортизатори;

-при амортизації навантажень створюються значно менші коливання ковша в процесі руху шлаковоза;

-володіють здатністю ефективно амортизувати більш широкий спектр навантажень як по величині так і вектору направленої дії;

-здатні значно м'якіше амортизувати динамічні навантаження, створюючи відповідний комфорт руху шлаковоза;

-завдяки високій ефективності амортизації динамічних навантажень значно підвищується термін служби підшипників опорних букс колісних пар.

6. Технологічний розрахунок пружинних амортизаторів

Розрахунок та вибір гумометалевих амортизаторів можна виконувати по слідкуючій методиці:

Вихідними даними для розрахунку являються:

Матеріал пружного елемента, наприклад гумова суміш ВС ТУ 38105376-72.
Твердість гуми Н_р=60÷70.
Кількість комплектів у візку – 4 шт.
Кількість пружних елементів у комплекті – 12 шт.
Конструктивно прийняті розміри пружного елемента амортизатора: D = 140 мм – зовнішній діаметр, δ = 80 мм – товщина.

Визначаємо модуль здвигу по мінімальній твердості гуми по формулі:

мН/м² (6.1)

Визначаємо модуль пружності пакета при здвигі:

мН/м² (6.2)

де G – модуль здвигу.

Визначаємо модуль пружності пакета при стисненні: