Основные эксплуатационные характеристики понтона.

Для характеристики понтона драги как плавучего сооружения используется терминология и определения, принятые в кораблестроении.

Понтон имеет (см. рис.13.4.):

· килевýю плоскость (Н), совпадающую с плоскостью днища;

· продольную плоскость (V), совпадающую с продольной осью понтона;

· поперечную плоскость (W), совпадающую с вертикальной плоскостью кормы понтона.

 

Рис. 13.4. Схема координатных плоскостей.

 

Когда килевая и продольная плоскости принимают наклонные положения, а поперечная плоскость остается вертикальной, происходит крен понтона. Различают крен на правый борт и крен на левый борт.

Когда килевая и поперечная плоскости принимают наклонные положения, а продольная плоскость остается вертикальной, происходит дифферент понтона.

Линия пересечения поверхности воды с бортами понтона называется ватерлинией. Расстояние от ватерлинии до килевой плоскости – осадка понтона. Расстояние от ватерлинии до палубы – фриборт понтона.

Водоизмещением понтона называется объем вытесненной им воды при полной осадке.

 

Устойчивость драги.

Во время эксплуатации драги приходится делать различные проверочные расчеты, определять величину крена и дифферента драги при ветровых нагрузках или при перемещении и замене оборудования во время ремонта драги. В этих случаях нужно проверять устойчивость драги, находить величину опрокидывающего момента и допустимые отклонения от нормального положения.

Рис. 13.5. Схема к определению устойчивости драги.

 

Центром водоизмещения понтона называется центр тяжести его подводной части – Ц_в.

Центром тяжести драги является точка приложения равнодействующей всех вертикальных составляющих веса драги – Ц_т.

Устойчивостью драги называется ее способность плавать в нормальном горизонтальном положении и возвращаться к нему, если какая-либо сила изменит это положение.

В нормальном положении вес драги Р_д уравновешивается давлением воды Q_в, вытесненной понтоном (рис.13.5.а.). В этом случае не возникает опрокидывающих моментов, и драга находится в горизонтальном положении. Центр тяжести драги Ц_т располагается на вертикальной линии, проходящей через центр водоизмещения понтона Ц_в.

Если ветровая нагрузка Р_в (рис.13.5.б.) вызовет наклон драги на борт, то центр водоизмещения Ц_в переместится в новое положение Ц_в1, а центр тяжести Ц_т останется в той же точке. Давление воды Q_в будет действовать вертикально вверх по линии NN, проходящей через новое положение центра водоизмещения Ц_в1. Сила тяжести драги Р_д останется приложенной в точке центра тяжести Ц_т, и будет действовать вниз по новой вертикальной оси Z₁Z₁. В результате образуется пара сил Р_д и Q_в с плечом а, которая будет стремиться вернуть драгу в первоначальное положение. Момент этой пары сил называется моментом поперечной устойчивости. Угол φ, образованный в месте пересечения линий ZZ и NN – это угол крена. По условиям работы обогатительного оборудования угол крена драги не должен превышать 1⁰.

Аналогично определяется момент продольной устойчивости драги.

 

Суперструктура драги.

Суперструктура обеспечивает продольную и поперечную жесткость драги, воспринимает основные усилия от черпаковой цепи и передает их на понтон. На балках суперструктуры монтируется дражной оборудование и укрепляется каркас надстройки. Суперструктура выполняется из металлических балок различного профиля (рис.13.6.).

Главная ферма обычно выполняется из двух плоских ферм, расположенных симметрично и параллельно продольной оси драги. Передняя и задняя мачты устанавливаются шарнирно и удерживаются в заданном положении при помощи растяжек.

Нижний пояс с помощью опорных плит и болтов укрепляется на днищевых секциях понтона. Верхний пояс соединяется с понтоном при помощи подкосов. Промежуточный пояс прикрепляется к верхнему поясу вертикальными стойками и раскосами. Между стойками главной фермы размещаются опорные плиты, на которых монтируется главный привод.

Передняя мачта служит для подвеса черпаковой рамы и представляет собой плоскую ферму. В верхней части передней мачты располагаются блоки рамоподъемного полиспаста. Угол наклона передней мачты выбирается таким образом, чтобы равнодействующая от приложения усилий полиспаста совпадала с продольной осью мачты.

Рис.13.6. Суперструктура драги

1 – передняя мачта; 2 – задняя мачта; 3 – верхний пояс; 4 – нижний пояс;

5 – промежуточный пояс; 6 – понтон; 7 – подкос; 8 – вертикальная стойка.

 

Задняя мачта служит для подвеса свай и главного транспортера. Мачта устанавливается шарнирно на верхнем поясе главной фермы и удерживается в наклонном положении растяжками.

 

Конструкция свай драги.

 

Сваи драги выполняются сварной конструкции из листовой низколегированной стали (рис. 13.7.).

В нижней части сваи 3 укреплен башмак 1. Башмак при работе драги погружается в эфельный отвал. В верхней части смонтированы блоки 5 и 8 сваеподъёмного полиспаста. Для подъема и опускания свай используются барабаны маневровой лебедки. Свая перемещается в специальных направляющих, которые удерживают ее от кручения. Для смягчения толчков устанавливаются пружинные амортизаторы 6. Для предохранения кормы понтона от истирания предусмотрены нижние свайные упоры 2.

Поперечное сечение сваи имеет квадратную форму. Например, у

250- литровой драги длина сваи составляет 18 м, ее поперечное сечение 1 х 1 м, масса одной сваи 16 тонн.

Рис.13.7. Свая драги

1 – башмак; 2 – свайный упор; 3 – свая; 4 – верхний пояс суперструктуры;

5 – неподвижный блок; 6 – пружинный амортизатор; 7 – понтон;

8 – подвижный блок.

 

Во время работы драги она опирается на одну из двух свай, например на левую сваю в точке 1 (см. рис.13.8). Правая свая при этом поднята (точка 2). После выемки породы в забое драгу передвигают вперед, т.е. производят зашагивание. Для этого драгу поворачивают с помощью носовых лебедок к левому углу забоя 6 и переключают на обратный поворот в правую сторону. Одновременно с этим начинают подъем черпаковой рамы. При достижении рамой точки 7 поворот драги прекращают, опускают правую сваю в точке 4 и поднимают левую сваю (точка 3), продолжая подъем черпаковой рамы. Далее возобновляют поворот драги вправо, но уже вокруг правой сваи. В результате драга перемещается вперед на величину S₁. Драгу поворачивают до тех пор, пока черпаковая рама не подойдет к точке 8. В этом положении опять меняют сваи. Место опоры левой сваи будет находиться в точке 5, и драга опять переместится на величину S₂. Таким образом, драга перемещается на величину ухода S, равную S₁ + S₂.

Величина ухода драги зависит от углов поворота φ₁ и φ₂ драги.

 

Рис.13.8. Схема зашагивания драги