Opis systemu wspomagania obliczeń trakcyjnych

Głównym zadaniem systemu komputerowego opar- tego na platformie internetowej jest wspomaganie pro- jektanta w tworzeniu nowego lub weryfikacji istniejące- go systemu transportu. Jednym z zadań, które moŜna usprawnić lub przyspieszyć komputerowymi metodami projektowania są obliczenia trakcyjne. Obliczenia te są częścią składową kaŜdego projektu systemu transportu i obejmują następujące etapy:

1 – konfigurację trasy kolejki podwieszonej,

2 – wyznaczenie dopuszczalnej masy całkowitej zestawu, 3 – dobór wózków awaryjnego hamowania,

4 – formowanie zestawu transportowego,

5 – wyznaczenie drogi hamowania zestawu transporto- wego,

6 – wyznaczanie drogi hamowania ciągnikiem.

2.1. Konfiguracja trasy kolejki podwieszonej Konfiguracja trasy kolejki podwieszonej jest pierw- szym etapem obliczeń trakcyjnych (rys. 1). Pozwala na rozmieszczenie jezdni kolejki podwieszonej w wybra- nym wyrobisku chodnikowym. UŜytkownik programu wybiera typ obudowy chodnikowej, oznaczenie kształ- townika oraz oznaczenie przekroju obudowy, podaje wartość oddalenia jezdni od osi wyrobiska X [mm], odległość jezdni od spągu wyrobiska Y [mm], długość szyny L [mm] oraz nośność złącza Q [kN].

2.2. Wyznaczenie dopuszczalnej masy całkowitej zestawu

Kolejnym etapem obliczeń trakcyjnych jest wyzna- czenie dopuszczalnej masy całkowitej zestawu. Zada- nie to realizuje okno dialogowe pokazane na rysunku 2.

Okno dialogowe wyznaczenia dopuszczalnej masy całkowitej zestawu podzielono na trzy główne obszary:

1 – lista środków transportu dostępnych w systemie, 2 – dane wejściowe do obliczeń – zastosowany środek

transportu, maksymalne nachylenie wyrobiska na wzniosie, maksymalne nachylenie wyrobiska na upadzie, maksymalna siła pociągowa zestawu, 3 – wyniki obliczeń – prędkość jazdy, dopuszczalna masa całkowita zestawu.

UŜytkownik moŜe wybrać z listy dostępny środek transportu. Lista dostępnych konfiguracji jest zgodna z Dokumentacją Techniczno-Ruchową (DTR) produ- centa ciągnika kolejki podwieszonej. Następnie wpro- wadzana jest wartość nachylenia wzdłuŜnego wyro- biska (po wzniosie i po upadzie), po którym prowadzo- ny będzie transport. W DTR producenci zamieszczają, w formie wykresów, tzw. charakterystyki jazdy, zawie- rające zaleŜności pomiędzy prędkością jazdy, siłą po- ciągową oraz dopuszczalną masą całkowitą zestawu.

Wykresy te przekształcono do postaci równań. UŜyt- kownik wybiera wartość siły pociągowej z dopuszczal- nego zakresu dla danego ciągnika i otrzymuje infor- macje z jaką prędkością będzie prowadzony transport i jaka będzie wartość maksymalnej masy zestawu transportowego, wyznaczonej w oparciu o siłę pocią- gową wybranego środka transportu.

2.3. Dobór wózków hamulcowych

W podziemnych zakładach górniczych środki słuŜą- ce do przewozu ludzi i transportu materiałów w wyro- biskach poziomych i pochyłych o nachyleniu do 45^o muszą być wyposaŜone w urządzenia awaryjnego ha-

mowania, zgodne z wymogami zawartymi w rozporzą- dzeniu Ministra Gospodarki [4].

W zestawach kolejek podwieszonych i spągowych powinien znajdować się wózek hamulcowy lub inne urządzenie hamujące, którego umiejscowienie w skła- dzie jest uzaleŜnione od rodzaju nachylenia trasy. Pod- czas prowadzenia transportu na trasach o nachyleniu jednokierunkowym urządzenie hamujące powinno znaj-dować się na końcu składu, od strony upadu. W przy- padku dwukierunkowego nachylenia trasy wózki ha- mulcowe powinny być rozmieszczone na początku i na końcu składu. Działanie wózka hamulcowego jest auto- matyczne i polega na wyzwoleniu siły hamującej po przekroczeniu określonej prędkości. Prędkość ta zale- Ŝy od nominalnej prędkości danej kolejki. Przykładowo, maksymalna prędkość przewozu ludzi środkami tran- sportu linowego, z napędem własnym, nie moŜe być większa niŜ 2 m/s. Nastawa prędkości wyzwalania ha- mulca jest wyŜsza od prędkości nominalnej danego środka transportu maksymalnie o 50%, ale nie więcej niŜ o 1 m/s.

Po obliczeniu dopuszczalnej masy całkowitej zesta- wu następuje dobór wózków hamulcowych. UŜytkow- nik wybiera z listy typ wózka hamulcowego. Wózki ha- mulcowe są dołączane do zestawów transportowych pojedynczo lub w postaci układów. Dostępne układy to:

podwójny (DUO), potrójny (TRIO) oraz poczwórny (QUADRO). Po wyborze typu wózka hamulcowego oraz układu wózków, z charakterystyk hamowania [3], dla maksymalnego nachylenia wyrobiska, wyznaczana jest maksymalna całkowita masa zestawu transporto- wego zabezpieczana przez wózek (lub zespół wóz- ków). Masa ta porównywana jest z maksymalną do- puszczalną masą zestawu transportowego wyzna- czoną w etapie 2 obliczeń trakcyjnych. W dalszych obliczeniach (formowanie zestawu transportowego) uwzględniana jest mniejsza z nich.

2.4. Formowanie zestawu transportowego

Kolejnym etapem po doborze wózków hamulco- wych jest formowanie zestawu transportowego, reali- zowane przez okno dialogowe pokazane na rysunku 3.

Dane wejściowe do obliczeń pochodzą z poprzednich etapów – zastosowany środek transportu, typ wózka hamulcowego, dopuszczalna masa całkowita zestawu.

UŜytkownik formuje zestaw transportowy posługu- jąc się aktywnymi elementami graficznymi, oznaczają- cymi środki transportu. Aktywne elementy graficzne są uporządkowane na ekranie zgodnie z kolejnością środków transportu w zestawie. Kolejność wstawiania aktywnych elementów graficznych na ekranie jest do- wolna, zaś w kaŜdym stadium formowania zestawu moŜliwe jest jego skracanie i wydłuŜanie poprzez wstawianie/usuwanie aktywnych elementów graficz- nych, w dowolnym jego miejscu.

Rys.1. Okno dialogowe konfiguracji trasy kolejki podwieszonej [2]

1

2

3

Rys.2. Okno dialogowe wyznaczenia dopuszczalnej masy całkowitej zesta-

wu [2]

Rys.3. Okno dialogowe formowania ze- stawu transportowego – transport sekcji

obudowy zmechanizowanej [2]

Program korzysta z kart katalogowych środków tran-sportu oraz transportowanych materiałów, z których pobiera dane. Karty katalogowe zapisane są w forma- cie plików Excel (xls) i umieszczone są na serwerze.

Po zakończeniu formowania zestawu transporto- wego uzyskuje się są następujące dane:

− rzeczywista masa całkowita zestawu transportowe- go, niezbędna do wyznaczenia drogi hamowania,

− opis zestawu transportowego zawierający transpor- towane materiały, urządzenia transportowe, środki transportu, trawersy, wózki hamulcowe,

− minimalne odległości poszczególnych ładunków od spągu.

2.5. Wyznaczenie drogi hamowania zestawu tran- sportowego

Po uformowaniu zestawu transportowego wyzna- czana jest jego droga hamowania. Realizuje to okno dialogowe przedstawione na rysunku 4.

Rys.4. Okno dialogowe wyznaczenia drogi hamowania zestawu transportowego [2]

Większość danych wejściowych pochodzi z po- przednich etapów obliczeń trakcyjnych i umieszczona jest w szarych polach okna dialogowego w części

„Dane wejściowe do obliczeń”. UŜytkownik wybiera z listy jedynie prędkość wyzwolenia hamowania Va (w zakresie 3,0 ±2 m/s), po przekroczeniu której uru- chamia się hamulec wózka hamulcowego. W efekcie realizacji etapu 4 obliczeń trakcyjnych uŜytkownik otrzymuje następujące dane: siła hamowania wózków

Fb, siła staczania grawitacyjnego Fh, prędkość rozpo- częcia hamowania Vb, energia hamowania E, efek- tywna siła hamowania Fv, droga hamowania s, opóź- nienie hamowania a.

2.6. Wyznaczenie drogi hamowania ciągnikiem Ostatnim etapem obliczeń trakcyjnych jest wyznacze-nie drogi hamowania zestawu transportowego ciągni- kiem. Większość danych wejściowych pochodzi z po- przednich etapów obliczeń trakcyjnych. W tym etapie masa rzeczywista jest powiększona o masę ciągnika kolejki podwieszonej, a uŜytkownik wybiera z listy jedy- nie minimalną oraz maksymalną prędkość, po przekro- czeniu której rozpoczyna się proces hamowania ciągni- kiem: Va1 oraz Va2 (w zakresie 3,0 ±2 m/s). Wyniki obli- czeń są następujące: siła hamowania ciągnikiem Fb, siła staczania grawitacyjnego Fh, minimalna prędkość rozpo-częcia hamowania Vb1, maksymalna prędkość rozpoczę-cia hamowania Vb2, minimalna energia hamowania E1, maksymalna energia hamowania E2, efektywna siła hamowania Fv, minimalna droga hamowania s1, maksy-malna droga hamowania s2, opóźnienie hamowania a.

2.7. Raport z obliczeń trakcyjnych

Po wykonaniu wszystkich sześciu etapów obliczeń trakcyjnych uŜytkownik ma moŜliwość przeglądu wyni- ków obliczeń na stronie internetowej, zapisu wyników do pliku w formacie Microsoft Word lub ich wydruku w formie karty obliczeń trakcyjnych.