Кузьменко В.И. Горные транспортные машины (теория и расчеты)

Подождите немного. Документ загружается.

161

ным ДНГА – ДГИ

= 0,5...0,6

)

Если выполняется условие

τ≥

.ен.в

r , (7.100)

то замена батареи в середине рабочей смены не потребуется.

Выбор основного оборудования зарядной и тяговой подстанции

Выбор оборудования зарядной подстанции

При индивидуальном способе заряда количество рабочих зарядных

устройств

u.у.з

, (7.101)

инвентарных

u.и.у.з

N1,1n

. (7.102)

Количество резервных зарядных устройств принимают не менее одного

при n

з.у.

< 10 и не менее двух при n

з.у.

> 10. При групповом способе заряда

батарей количество резервных агрегатов принимают n

з.у.рез.

=1 (иногда 2), а

их общее количество

.рез.у.з

.гр.бат

.и.у.з

n +













, (7.103)

где n

бат.гр.

– количество батарей, одновременно заряжаемых от одного пре-

образователя.

Суммарная мощность трансформаторов зарядно-преобразовательной

подстанции

.у.з.у.з.у.зcтр

P·n·KP

, (104)

где К

– коэффициент спроса, К

= 0,9…...1,1;

з.у.

– номинальная мощность зарядного устройства, кВ·А;

.у.з

– средний коэффициент мощности зарядного устройства.

162

Количество рабочих преобразовательных агрегатов тяговой подстанции

.н.в.п.т.эфпр

IIn

, (7.105)

где І

эф.т.п.

– эффективный ток тяговой подстанции, А;

в.н.

– номинальный выпрямительный ток преобразовательного агрегата, А.

Расчетное количество агрегатов округляют до большего целого числа.

Принятый к установке преобразователь проверяют на перегрузочную спо-

собность.

Эффективный ток тяговой подстанции

(

)

(

)

pдл0p.п.т.эф

N1·I·NI αρ++αρα=

, А, (7.106)

где

α – коэффициент, учитывающий ухудшение охлаждения двигателей

во время остановок,

α = 1,15;

– относительная продолжительность потребления электровозом тока

во время движения

=ρ

, (7.107)

где Т

– продолжительность потребления тока электровозом во время дви-

жения в груженом и порожняковом направлениях, мин.

двpт

T·KT

, мин., (7.108)

где Т

дв

– продолжительность движения за рейс, мин;

– коэффициент режима работы тяговых двигателей, К

= 1 – при непре-

рывной работе двигателей во время Т

дв

пгдв

ttT += , мин. (7.109)

7.3.8 Основные показатели электровозного транспорта

Производительность электровоза

Реальная сменная производительность рейсового электровоза при выво-

зе планового грузопотока

163

iсмiрейс.см

N·AQ













∑

, т·км,

(7.110)

где А

смі

– сменная производительность і-го маршрута, т/см;

– длина і-го маршрута, км.

∑

iсмi

·A l

– суммарная транспортная работа (нетто) по всем маршрутам

горизонта, т·км.

Расчетная месячная производительность рейсового электровоза

л.рсмрейс.смрейс.мес

n·n·QQ

, т·км, (7.111)

где n

см

– количество смен в сутки;

р.д.

– количество рабочих дней в месяц.

Расходы электроэнергии на электровозный транспорт

Расходы электроэнергии за рейс на шинах переменного тока преобразо-

вательной установки при транспортировании контактными электровозами

пcл.r.ц.n.ц

··aa ηηη= , кВт·ч., (7.112)

где

η – к.п.д. тяговой сети, = 0,9...0,95;

–к.п.д. преобразовательного агрегата,

= 0,86…0,92–для ртутного;

= 0,90…0,95–для полупроводникового;

= 0,75...0,80 – для двигателя-генератора.

При транспортировании аккумуляторными электровозами

.у.зэнл.к.ц.п.ц

··aa

, кВт·ч., (7.113)

где

эн

η – энергетический к.п.д. тяговой батареи,

эн

η = 0,47;

.у.з

– к.п.д. зарядного устройства (для полупроводниковых зарядных

устройств

у.з

= 0,85…...0,92).

Удельные расходы энергии на шинах переменного тока преобразователь-

164

ной установки, отнесенной к 1 т·км транспортируемого груза (нетто)

(

)

1пр.п.ц.уд.п

·zmaa l

, кВт·ч/т·км. (7.114)

где m

пр

– приведенная грузоподъемность вагонетки, т;

– длина маршрута, км.

Общие сменные расходы энергии на транспортирование

эмi.уд.п.эн.см

·Aaa l

∑

, кВт·ч. (7.115)

165

8 АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

8.1 Общие сведения

В последнее время автомобильный транспорт на карьерах получил до-

вольно широкое распространение. По объемам грузоперевозок он превос-

ходит железнодорожный. В особенности широко автомобильный транспорт

используют на карьерах, где добывают руды цветных металлов, железную

руду, горнохимическое сырье и сырье для строительных материалов.

Причинами такого распространения автотранспорта является его высо-

кая маневренность, способность работать на дорогах с более или менее вы-

сокими уклонами: с грузом – до70-100 ‰, а порожняком – до 120 ‰. Автомо-

бильный транспорт наиболее приемлем по сравнению с другими видами ка-

рьерного транспорта при селективной выемке полезного ископаемого. Ав-

томобилями можно перевозить грузы с любыми физико-механическими свой-

ствами и разнообразной крупности. Вследствие малых радиусов кривых и

сравнительно небольших площадок, предназначенных для маневровых опе-

раций автомобилей возле экскаваторов, значительно снижаются затраты на

подготовку карьера к эксплуатации.

Вместе с тем автотранспорту присущи следующие недостатки: расходы

на перевозку грузов автотранспортом, как правило, выше, чем при исполь-

зовании железнодорожного и конвейерного транспорта; автотранспорт ха-

рактеризуется высокими эксплуатационными затратами, которые связаны с

большим числом водителей и обслуживающего персонала, и значительным

расходом шин, являющихся дорогим элементом автомобиля, а также нали-

166

чием выхлопных газов, в особенности в глубоких карьерах, что часто приво-

дит к вынужденным простоям вследствие загазованности атмосферы.

При разработке месторождений открытым способом применяют специ-

альные карьерные автомобили и автомобили общего назначения.

К карьерным автомобилям относят автосамосвалы, автопоезда и дизель-

троллейвозы.

Автосамосвалом называют автомобиль с усиленной грузовой платформой

и кузовом, разгружающимся посредством опрокидывания назад или набок.

Автопоезд – автомобиль-тягач с одним полуприцепом или с одним или

несколькими прицепами. Кузов прицепа или полуприцепа разгружается че-

рез дно, а также посредством опрокидывания назад или набок.

Условия эксплуатации карьерных автомобилей очень трудные, поэтому

к ним предъявляют ряд специфических требований.

Карьерные автомобили должны обеспечивать минимальную продолжи-

тельность погрузки и разгрузки; иметь высокую маневренность, устойчи-

вость и проходимость при движении по дорогам низшего качества, высо-

кую удельную мощность и способность преодолевать затяжные уклоны с

необходимой скоростью. Кроме того, они должны иметь высокоэффек-

тивную тормозную систему, комфортные условия для работы водителя,

выдерживать большие динамические нагрузки при погрузке экскаватором

и при движении по неровным внутренним карьерным дорогам, должны быть

легкоуправляемые. Все эти требования обусловили рациональное кон-

структивное исполнение автосамосвалов.

Сейчас основным типом карьерного автомобиля является двухосный са-

мосвал с задней разгрузкой, так как он отвечает почти всем перечисленным

выше требованиям. Если же необходима повышенная грузоподъемность, а

другие требования менее значительны, то используют автопоезда.

К основным параметрам автосамосвалов относят:

грузоподъемность – максимальная масса груза, перевозимая автосамо-

свалом;

вместимость кузова – максимально полезный объем кузова;

167

удельная мощность

– мощность двигателя, отнесенная к 1 кг массы авто-

самосвала;

колесная формула – числовое выражение, которое показывает общее чис-

ло колес и число ведущих колес. Например, колесная формула 4×2 означа-

ет, что автосамосвал имеет четыре колеса, причем два из них ведущие.

8.2 Теория движения автомобиля

При движении автомобиля с постоянной скоростью на него действу-

ют внешние силы сопротивления, которые препятствуют его перемещению.

К ним относят основное сопротивление W

(H), возникающее из-за трения в

подшипниках, деформации дороги и шин; сопротивление от уклона W

(H),

появляющееся при движении автомобиля по наклонной дороге; сопротив-

ление ветра W

(H), зависящее от скорости и направления ветра; сопротив-

ление на криволинейных участках дороги W

кр

(H).

При трогании с места и изменении скорости движения автомобиля на

него действует сила инерции или, как ее называют, динамическое сопротив-

ление W

(H). Таким образом, общее сопротивление, которое действует на

автосамосвал, может быть определено по формуле

jвкрi0

WWWWWW +++±=

∑

(8.1)

По аналогии с тем, как это делалось относительно локомотивного транс-

порта, выражение (8.1) можно записать в таком виде:

(

)

jкрв0a

wwwiwGW +++±=

∑

, (8.2)

где G

– вес автомобиля с грузом, кН;

, i, w

, w

кр

и w

– соответственно удельные сопротивления: основной, от

уклона, от ветра, на криволинейных участках дороги и от сил инер-

ции, Н/кН.

Преобразуем формулу (8.2) через массу автомобиля m

(т) и его грузо-

подъемность m (т)

(

)

(

)

jкрв0a

wwwiw·mmgW +++±+=

∑

, (8.3)

где g – ускорение свободного падения, м/с

168

Удельное основное сопротивление

при других равных условиях зависит от

состояния и качества дорожного покрытия и может приниматься на основа-

нии экспериментальных данных, приведенных в табл. 8.1.

Таблица 8.1 – Удельное основное сопротивление

Удельное сопротивление от уклона так же, как и при железнодорожном

транспорте, принимают равным уклону дороги в ‰.

Удельное сопротивление от ветра (Н/кН) определяют по формуле

(

)

вaлобв

GVV·S·w ±λ=

, (8.4)

где

об

λ – коэффициент обтекаемости автомобиля, который для карьер-

ных автосамосвалов принимают равным 5,5-7;

– общая площадь лобовых поверхностей автосамосвала, м

;

– скорость движения автомобиля, км/ч.;

– скорость ветра или параллельной направлению движения автомоби-

ля составляющей скорости ветра

β= ·cosVV

aв

, (8.5)

где

– угол между направлением движения автомобиля и ветра.

Общую площадь лобных поверхностей автомобиля определяют прибли-

женно как произведение высоты автомобиля на ширину колеи.

Удельное сопротивление на криволинейных участках дороги с радиусом

Вид дороги

Тип

дорожного покрытия

Удельное

основное

сопротивление

Н/кН

Главные, выездные

бетонное, асфальтобетонное,

гудронизированное, брусчатое,

гравийное

щебеночное

15-20

25-30

30-45

Забойные грунтовое, укатанное 50-80

Отвальные то же самое до 150

Забойные и отвальныегрунтовое, неукатанное 250-300

169

R =50-80

м приближенно можно определить по формуле

кр

200

R200

·300w

−

, (8.6)

где R– радиус кривой, м.

При больших радиусах сопротивления находят из выражения

(

)

jкр

w·08,005,0w

−

, (8.7)

где w

- сопротивление от сил инерции, Н/кН, определяемое по формуле

··

10w

=γ

(8.8)

где

γ – коэффициент, который учитывает инерцию вращающихся масс и

зависит от типа трансмиссии.

Для груженых автомобилей с гидромеханической трансмиссией

γ = 1,03-1,01;

для таких же автомобилей, но без груза

γ = 1,085-1,07, для самосвалов с

электрической трансмиссией

γ = 1,1- 1,15.

Выражение

крjвi0к

WWWWWWF +++±==

∑

(8.9)

называют уравнением движения автомобиля, из которого видно, что в лю-

бой момент времени касательная силы тяги F

равняется сумме всех сопро-

тивлений, действующих на автомобиль.

С учетом формул (8.2),(8.3) и (8.4) выражение (8.9) будет иметь вид:













γ++±=

−

··

wiw

кр0

вк

(8.10)

Разность в числителе левой части выражения (8.10) называют избыточ-

ной силой тяги, а отношение избыточной силы тяги к полному весу автомо-

биля с грузом – удельной избыточной силой тяги или динамическим факто-

ром и обозначают D. Тогда выражение (8.10) будет иметь вид:













γ++±=

··102wiwD

0кр0

(8.11)

170

Из выражения (8.11) видно, что динамический фактор имеет размерность

Н/кН, однако в справочной литературе иногда его выражают в ‰ или в %

от полного веса автомобиля.

Касательная сила тяги автомобиля ограничивается одним из двух усло-

вий. При скользкой дороге условием, которое ограничивает касательную

силу тяги, является сила сцепления ведущих колес автомобиля с дорожным

покрытием, то есть

ψ≤

сц

G·10F

, (8.12)

где G

сц

– сцепной вес автомобиля, кН;

– коэффициент сцепления ведущих колес с дорожным покрытием.

Сцепной вес автомобиля определяется по формуле

(

)

gmmG

aсц

+ξ= , (8.13)

где

– коэффициент, который учитывает часть веса автосамосвала с гру-

зом, приходящегося на ведущие колеса;

и m – соответственно масса автосамосвала и груза в кузове, т.

Коэффициент

в основном зависит от колесной формулы. Для груженых

автомобилей с колесной формулой

65,024

, для автомобилей с колесной

формулой

4,046

, а для автопоезда с колесной формулой

7,046

Коэффициент сцепления принимают на основании экспериментальных

данных, приведенных в табл. 8.2

Таблица 8.2 – Коэффициент сцепления

Вид дороги

Коэффициент сцепления ψ

при состоянии дороги

сухая мокрая

Постоянная откаточная с покрытием;

асфальтобетонные или бетонные;

щебеночные с битумной обработкой

0,7

0,75

0, 45

0,5

Забойная укатанная 0,6 0,5

Отвальная укатанная 0,4-0,5 0,3-0,4