Funicularele

Cap. Caracterizarea generală a funicularelor

Noțiuni principale despre funicular

Funicularele sunt mijloace de transport utilizate in terenuri accidentate și care folosesc drept cale de rulare cabluri suspendate deasupra pămantului. Avantajul lor este ca se pot construi în orice situație de teren și pot fi exploatate în orice anotimp.

Aceste instalații cu cablu au adus contribuții importante la ridicarea productivității muncii, creșterea indicelui de utilizare a masei lemnoase, reducerea prețului de cost, reducerea eforturilor fizice depuse de muncitorii șsi a pierderilor de masă lemnoasă. Dacă luăm in considerare că, in cazul funicularelor sarcina de material lemnos parcurge drumul cel mai scurt, rezultă că eficiența economică a acestora este in totalitate asigurată.

Funicularele au insă dezavantajul că au puncte fixe(stații) de încărcare a materialelor. În cazul exploatărilor forestiere, pentru colectarea materialului lemnos la aceste puncte este necesar să se construiască rețele de drumuri.

Scurt Istoric

Încă de la inceputul dezvoltării civilizației, dinaintea apariției roții, oamenii foloseau funii flexibile pentru tragerea unor greutăți mari, traversarea rîpelor, apelor, trecătorilor inaccesibile, așa cum intâmpla in Egipt, China, Japonia, India.

Fig. Funii folosite la ridicarea si tragerea greutăților mari.

Paralel cu dezvoltarea civilizației antice, s-au dezvoltat și funicularele cu două cabluri (purtător și trăgător). Pe cablul purtator confecționat din piei crude se suspenda un carucior confecționat din lemn, iar acționarea lui se facea manual cu ajutorul cabului tragător confecționat din cânepă. Acest tip de funicular incă se mai foloseste si astăzi in tările calde si in cele in curs de dezvoltare, fiind confecționate din materiale moderne.

Părtile principale ale funicularului

Funicularul de tip normal este format din următoarele părți principale:

Grupul motor de acționare format din:

-motor;

-troliu;

-tambur;

Instalația propriu-zisă compusă din:

-cabluri;

-suporțti pentru susținerea căii funicularului;

-stațiile de incărcare si descărcare;

-cărucioare pentru sarcini;

-utilaje, instalații auziliare si construcții anexe;

Clasificarea funicularelor forestiere

Clasificarea se poate face in funcție de diferite criterii

Dupa numaru cablurilor:

-funiculare monocabluri, cu un singur cablu deschis sau în circuit închis;

-funiculare bicabluri, cu un cablu trăgător deschis sau în circuit închis și un cablu purtător;

-funiculare tricabluri, cu un cablu purtător în circuit închis si două cabluri trăgătoare;

2) După lungimea căii:

-funiculare pentru distanțe scurte (400-600 m);

-funiculare pentru distanțe mijlocii (600-1000 m);

-funiculare pentru distanțe lungi (peste 1000 m);

3) După felul mișcării cablului trăgător:

-funiculare cu mers pendular;

-funiculare cu mers continuu;

4) După modul de antrenare:

-funiculare cu acționare mecanică;

-funiculare gravitaționale (automotoare);

5) După durata de serviciu:

-funiculare permanente, se exploatează pe o perioadă de peste 10 ani;

-funiculare semipermanente, se folosesc de la 1…10 ani;

– funiculare cu caracter sezonier ( pasagere), se folosesc pe perioade scurte;

Alegerea traseului funicularului

Proiectarea si construirea funicularelor forestiere se realizează ținându-se seama de faptul ca ele nu reprezintă unități independente, ci sunt verigi mai mult sau mai puțin importante ale procesului de exploatare a masei lemnoase.

Traseul cel mai avantajos, atît din punct de vedere economic cît si tehnic, este cel care uneșste stațiile finale ale instalației printr-o linie dreaptă. Traseul funicularului trebuie să îndeplinească anumite cerințe tehnice, economice si de exploatare.

Factorii mai importanți care influențează traseul uni funicular sunt:

-destinația funicularului ( de transport materiale sau de colectare );

-dimensiunea, forma, natura si cantitatea de material transportat;

-condițiile naturale ale terenului;

Traseele trebuie să fie proiectate astfel încât sa cuprindă in desfășurarea lor cât mai multe puncte de concentrare a materialului lemnos. Mijloacele de adunat folosite pentru concentrarea materialului lemnos sub linie sau in apropierea acesteia sunt tractoarele, atelajele, sau chiar prin corhănire cand versanții sunt abrupți.

Configurația topografică a terenului reprezintă un factor de mare importanță in stabilirea unui traseu de funicular, deoarece aceasta definește forma, relieful terenului cât și prezentarea diferitelor obstacole naturale si artificiale.

În raport cu configurația generală a terenului putem distinge următoarele tipuri de trasee:

de vale, de versant, de traversare a văilor si culmilor combinate.

Trasee de vale: – se desfășoară pe văile principale pe toată lungimea lor sau pe diferite porțiunis, materialul lemnos gravitând cu ușurință la vale, traseul funicularului va trebuii sa urmărească cât mai aproape firul văii.

Trasee de versanți: – se desfățoară pe linia de cea mai mare pantă de la culme către vale. Aceste trasee sunt cele mai des întâlnite în practica deoarece la baza există o rețea de drumuri , iar transportul materialului lemnos se realizează gravitațional.

Trasee care traversează una sau mai multe văi: – aceasta situație este cea mai favorabila pentru construcția unei linii de funicular deoarece permit transportul materialului lemnos pe drumul cel mai scurt, alte soluții de transport fiind mai costisitoare.

Trasee ce traversează culmile: -în acest caz sunt folosite funiculare cu mișcare pendulară cu mai multe cărucioare, transportul facându-se gravitațional.

Fig. Diferite forme ale profilului longitudinal in funcție de forma tereneului: a-profil concav adâncit; b-profil concav sinuos; c-profil concav puțin adâncit; d-profil cu înclinare uniformă; e-profil convex; 1- coarda deschiderii; 2-curba cablului neîncărcat; 3-curba cablului încărcat;

Fig. Deschiderea unei păduri prin trasee radiale.

Trasarea liniei funicularului

Prin trasarea liniei unui funicular se înțelege operația prin care se determină înălțimea și locul de amplasare al pilonilor și al stațiilor de linie de-a lungul traseului, astfel încat să se asigure o exploatare indelungată a acestuia.

La conducerea cablului purtător sau purtător-trăgător, trebuie să se țină cont de următoarele principii:

-asigurarea unei așezări si stabilități bune a cablului purtător pe saboți;

-asigurarea unui mers liniștit al cărucioarelor si a sarcinii;

-asigurarea unei încărcări uniforme a transmisiei;

-adigurarea gabaritului de liberă trecere a cărucioarelor si a sarcinii;

Asigurarea unei așezări si stabilități bune a cablului purtător pe saboți

Se realizează atunci când înălțimea pilonilor asigură o apăsare din greutatea proprie a cablului purtător ( l1 si li+1) mai mare decât efortul de smulgere pe sabot.

Asigurarea unui mers liniștit al căruciorului si a sarcinii

Pentru realizarea acestui principiu trebuie să se asigure o amplasare a saboților pe piloni la înălțimi care să conducă la unghiuri mici de frângere a cablului purtător. Mărimea unghiurilor de frângere pe sabot pentru funicularele forestiere esde de 8-10%.

Numărul si înăltimea pilonilor se poate determina cu urmatoarea relație:

hi=

unde: n-numar de piloni;

i-numarul deschiderii;

hi-înălțimea pilonului din deschiderea “i”;

L-distanța dintre pilonii extremi;

h-diferența de nivel dintre pilonii extremi;

Ro-raza cercului circumscris saboților;

La profiilele concave unde apăsarea pe piloni este mică, saboții vor fi prevăzuți cu bride de retenție.

Asigurarea unei încărcări uniforme a transmisiei

Acest principiu se referă la funicularele cu mers continuu, cu mai multe sarcini de circulație. Distanța între piloni nu trebuie să coincidă cu distanța dintre doua vehicule in mișcare sau cu un multiplu al acesteia deoarece ar crește consumul de energie la trecerea simultană a mai multor vehicule peste suporți. Aceasta variază în funcție de forma terenului in profil longitudinal intre 80-120 m, iar înălțimea pilonilor între 8-12 m cu respectarea gabaritului de liberă trecere.

Asigurarea gabaritului de liberă trecere

Gabaritul de liberă trecere reprezintă spațiul necesar deplasării nestânjenite a vehiculelor încărcate si goale. Ținându-se seama de acțiunea transversală a vântului de intensitate maximă, de obstacolele din afara liniei (construcții, stânci) trebuie să rămână un spațiu intre 0,5-1,0 m până la coronamentul arborilor.

Calculul trasării liniei funicularului

Trasarea liniei funicularului de poate face prin calcularea efortului de tracțiune la fiecare pilon in parte, sau prin luarea in considerare a aceluiași efort de trasare pe intreg sectorul de întindere. Trasarea se face de la punctul extrem inferior la punctul extrem superior. Punctul extrem inferior corespunde cu efortul de tracțiune minim in timp ce punctul extrem superior corespunde cu efortul maxim.

Efortul maxim din cablul purtător se calculează cu următoarea relație:

Tmax==Tmin+qh+∆Tf

Unde: R-sarcina de rupere a cablului ( daN );

K-coeficient de siguranță;

Tmin-efortul de tracțiune in cablul purtătorin stația de jos;

q-greutatea cablului purtător (daN/m);

h-diferența de nivel între stațiile extreme (m);

∆Tf-forța de frecare pe saboți;