Оптимизация конструкции подвески шахтного монорельсового пути для горных выработок

Рассмотрена созданная математическая концепция вертикальных колебаний в монорельсовой инфраструктуре. Эта концепция дает возможность установить связь между характеристиками движущегося транспорта и динамическими нагрузками, которые воздействуют на его подвеску. При вертикальных колебаниях монорельса и действии гармонической возмущающей силы, вызванной движением подвески, систему подвеса монорельса можно представить в виде двухмассовой системы. В результате были получены уравнения для амплитуд колебаний элементов монорельса и определен коэффициент демпфирования подвески. Полученные результаты позволяют установить оптимальные параметры крепления монорельса, что дает возможность снизить динамические нагрузки, возникающие при эксплуатации шахтных подвесных монорельсовых путей. Новая система подвески для монорельсовых путей дает возможность снижения динамических нагрузок, возникающих в процессе движения подвижного состава, на уровень от 30 до 40%. Эта инновационная технология может быть успешно внедрена для улучшения существующих подвесных монорельсовых систем, применяемых в шахтных условиях. Упругие элементы монорельсового пути могут быть размещены в точках крепления подвески к балке монорельса или к верхним опорам шахтной галереи. Важным аспектом оптимизации для достижения соответствия между собственными частотами компонентов монорельсовой системы и частотами воздействующих сил является изменение жесткости элементов монорельса. Необходимые для этого параметры могут быть определены предложенным в статье способом. Полученные результаты позволят установить обоснованные параметры монорельсового крепления шахтных подвесных монорельсовых путей. Предлагаемая монорельсовая подвеска дает возможность минимизировать динамические нагрузки, образующиеся при движении подвижного состава, и может быть использована для модернизации существующих шахтных подвесных монорельсов.

Гутаревич В. O., Михалев А. С., Тынченко Я. А., Кукарцев В. В., Гозбенко В. В. Оптимизация конструкции подвески шахтного монорельсового пути для горных выработок // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 11-1. – С. 72–87. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_111_0_72.

Гутаревич Виктор Oлегович — научный отдел, Комплексный научно-исследовательский институт им. Х.И. Ибрагимова РАН, e-mail: viktor.gutarevich@mail.ru,
Михалев Антон Сергеевич¹ — преподаватель, Институт космических и информационных технологий, e-mail: asmikhalev@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-8986-5953,
Тынченко Ядвига Александровна^1,2, e-mail: t080801@yandex.ru,
Кукарцев Владислав Викторович^1,2 — канд. техн. наук, доцент, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, e-mail: vlad_saa_2000@mail.ru,
Гозбенко Валерий Ерофеевич — д-р техн. наук, профессор, профессор, e-mail: vgozbenko@yandex.ru, Иркутский государственный университет путей сообщения, Ангарский государственный технический университет,
¹ Сибирский федеральный университет,
² Сибирский государственный университет науки и технологий им. М.Ф. Решетнёва.

Гутаревич В.O., e-mail: viktor.gutarevich@mail.ru.

1. Bao Y., Yue X., Li Y. A dynamic analysis scheme for the suspended monorail vehicle— curved bridge coupling system // Advances in Structural Engineering. 2020, vol. 23. DOI: 10.1177/1369433219900302.

2. Yue X., Tang P., Zhang Y., Li Y. Random dynamic analysis of vertical train—bridge systems under small probability by surrogate model and subset simulation with splitting // Railway Engineering Science. 2020, vol. 28, pp. 305—315. DOI: 10.1007/s40534-020-00219-6.

3. Куликова Е. Ю., Баловцев С. В., Скопинцева О. В. Комплексная оценка геотехнических рисков в шахтном и подземном строительстве // Устойчивое развитие горных территорий. — 2023. — Т. 15. — № 1. — С. 7—16. DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-1-7-16.

4. Pieczora E., Tokarczyk J. Development of mine underground transportation with use of suspended monorails // Mining — Informatics, Automation and Electrical Engineering. 2017, vol. 4, no. 532. DOI: 10.7494/miag.2017.4.532.96.

5. Tokarczyk J., Dudek M. Methods for computer aiding the configuration and assessment of auxiliary mine transportation means // Management Systems in Production Engineering. 2020, vol. 28, pp. 268—275. DOI: 10.2478/mspe-2020-0038.

6. Арефьев Е. М., Рябко К. А. Влияние условий эксплуатации шахтных монорельсовых локомотивов на долговечность полимерных ободьев приводных колес // Горные науки и технологии. — 2023. — Т. 8. — № 1. — С. 59—67. DOI: 10.17073/2500-0632-2022-11-34.

7. Клюев Р. В., Босиков И. И., Майер А. В., Гаврина О. А. Комплексный анализ применения эффективных технологий для повышения устойчивого развития природно-технической системы // Устойчивое развитие горных территорий. — 2020. — Т. 12. — № 2. — C. 283—290. DOI: 10.21177/1998-4502-2020-12-2-283-290.

Литературу с п. 8 по п. 10 смотри в REFERENCES.

11. Рябко К. А., Гутаревич В. О. Обоснование технико-экономических показателей шахтных монорельсовых локомотивов // Горные науки и технологии. — 2021. — Т. 6. — № 2. — С. 136—143. DOI: 10.17073/2500-0632-2021-2-136-143.

12. Гутаревич В. О., Кондратенко М. П. Динамика тягового устройства шахтной подвесной монорельсовой дороги // Устойчивое развитие горных территорий. — 2020. — Т. 12. — № 3. — С. 410—417. DOI: 10.21177/1998-4502-2020-12-3-410-417.

Литературу с п. 13 по п. 26 смотри в REFERENCES.

27. Скопинцева О. В. Профилактический ремонт горных выработок как метод предупреждения отказов системы управления газовыделением // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2-1. — С. 54—63. DOI: 10.25018/0236-1493-202121-0-54-63.

28. Кузнецов Ю. Н., Стадник Д. А., Стадник Н. М., Шадыжева Э. Б. Методические основы синтеза моделей развития горных работ для управления процессом воспроизводства очистного фронта угольных шахт // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 4. — С. 685—694. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-4-685-694.

29. Choi C. Modeling and analysis technique of the hoisting system in the monorail crane. Fusion Engineering and Design. 2022, vol. 182, article 113240. DOI: 10.1016/j.fusengdes. 2022.113240.

30. Martyushev N. V., Malozyomov B. V., Khalikov I. H., Kukartsev V. A., Kukartsev V. V., Tynchenko V. S., Tynchenko Y. A., Qi M. Review of methods for improving the energy efficiency of electrified ground transport. Energies. 2023, vol. 16, article 729. DOI: 10.3390/ en16020729.