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

Подождите немного. Документ загружается.

181

Начальные данные для выполнения тяговых и эксплуатационных расче-

тов – тип и техническая характеристика экскаватора, которым загружают

автотранспорт; профиль и план дорог, по которым движутся автомобили;

характеристика дорог (временная или постоянная), тип покрытия и прочее;

насыпная плотность груза, который транспортируется.

Автосамосвал выбирают по соотношению вместимости ковша V

(м

) эк-

скаватора и вместимости автосамосвала V

(м

Далее уточняют массу груза в кузове, сравнивая ее с паспортной грузо-

подъемностью выбранного автомобиля. Для этого определяют число ков-

шей экскаватора, которыми можно загрузить автомобиль:

(

)

зэa

k·VVn= , (8.38)

где n – ближайшее меньшее целое число;

– коэффициент заполнения ковша горной массой, который зависит глав-

ным образом от крупности транспортируемого.

Крупность горных пород, мм a

max

>350 а

max

<350

1-0,5/0,86-1 0,92-1,08/0,8-0,96

Примечание. В числителе приведены значения k

для горных пород с плот-

ностью

= 2,2- 2,8 т/м

, в знаменателе – с плотностью

=2,8-3,6 т/м

Затем необходимо уточнить фактический объем и массу груза в кузове

автомобиля и сравнить с паспортными данными, при этом надо придержи-

ваться условия

≥

·k·V·nmm

зeф

, (8.39)

где m – паспортная грузоподъемность автомобиля, т;

– фактическая масса груза в кузове, т.

Если это условие не выполняется, то есть насыпная масса груза очень

большая (например, при перевозке железной руды, руд некоторых цветных

металлов и прочее), то автомобиль загружают не полностью. Правилами

технической эксплуатации допущена перегрузка автосамосвала до 10 %.

182

пгдопpпр

tttttT

, (8.40)

где t

и t

– соответственно время погрузки и разгрузки, мин;

доп

– продолжительность маневровых операций при погрузке и разгрузке,

мин;

и t

– соответственно время движения автомобиля с грузом и порожня-

ком, мин.

Время погрузки при ранее определенном числе ковшей n экскаватора,

которое можно разместить в кузове, определяют по формуле

нцп

k·t·nt =

, (8.41)

где t

– продолжительность цикла экскаватора, которая принимается по

его технической характеристике;

– коэффициент, учитывающий отличие паспортной продолжительнос-

ти цикла от фактической, которая связана с необходимостью произ-

водства вспомогательных операций при черпании горной массы и раз-

грузке.

Время разгрузки включает в себя время подъема кузова автомобиля при

разгрузке и время опускания, которое принимают 40-50 сек для автосамо-

свала и 35-40 сек для автопоездов.

Продолжительность маневровых операций при погрузке автосамосвала

при сквозной, петлевой и тупиковой схемах заезда составляет 0-10; 20-25 и

50-60 сек, а при разгрузке – 80-100 сек.

Время движения автомобиля с грузом и порожняком

(

)

.з.рп.српг.сргпг

k·VL60VL60tt +=+

, (8.42)

где L

и L

– длина пути движения автомобиля с грузом и порожняком

соответственно, м;

р.с

– коэффициент, учитывающий разгон и замедление автосамосвала в

процессе движения и принимается равным 1,1-1,2.

Скорость движения автомобиля определяют на разных участках, для чего

продольный профиль дороги разделяют на элементы с разными уклонами.

183

тием и маленьким уклоном, участок движения вдоль выездной траншеи с

хорошим покрытием и наибольшим уклоном и, наконец, участок движения

по постоянным дорогам на поверхности с хорошим покрытием и неболь-

шим уклоном. Пользуясь данными табл. 8.3 по формуле (8.3), определяют

полное удельное сопротивление движению от ветра и на поворотах дорог.

Из-за того, что сумма удельных сопротивлений движению численно рав-

на динамическому фактору (см. формулу (8.11), по динамической характе-

ристике (рис. 8.1) находят скорость движения автомобиля на каждом участ-

ке дороги. Из-за отсутствия динамических характеристик касательную силу

тяги определяют по выражению (8.9), а потом, используя формулу (8.14),

находят скорость движения автомобиля

кг.м.о

F·N·3600V ηη= (8.43)

Динамический фактор не должен превосходить максимального значения

по условиям сцепления ведущих колес с дорожным покрытием

(

)

GW·GGWG·GD

гсцгсцmax

−ψ=−ψ≤ , (8.44)

где G

сц

– сцепной вес автомобиля, кН;

G – полный вес автомобиля, кН.

Касательная сила тяги должна удовлетворять условию (8.12). Чтобы по-

лучить более точные значения скорости на отдельных участках дороги, не-

обходимо учитывать сопротивление от ветра и на поворотах по формулам

(8.4), (8.6), (8.7) и по новым значениям динамического фактора получить ско-

рость движения автомобиля.

Полученные расчетные значения скорости необходимо скорректировать

с учетом требований правил безопасности (см. таблицу8.3).

При определении скорости движения автомобилей с электрической транс-

миссией необходимо руководствоваться соображениями, высказанными ра-

нее, и номограммой, которая показана на рис. 8.3. Кроме того, для автомо-

билей этого типа необходимо проверять нагрев тяговых электродвигателей

с помощью сравнения среднеквадратичного нагрузочного тока за время рей-

са с длительным номинальным током.

184

Таблица 8.3 – Техническая характеристика автомобилей

В случае невыполнения условия необходимо принять меньшую скорость

движения или, если это возможно, изменить профиль дороги. На криволи-

нейных участках дороги скорость при условии безопасности движения оп-

ределяют по формуле

(

)

всц.кр.доп

if·gR6,3V ±= , (8.45)

Автосамосвал

КрАЗ-

256

БелАЗ-

540

БелАЗ-

548

БелАЗ-

549

БелАЗ-

7519

БелАЗ-

7521

Колесная формула 6х4 4х2 4х2 4х2 4х2 4х2

Грузоподъемность, т 12 30 45 80 110 180

Мощность двигателя, кВт 175 265 367 770 955 1690

Вместимость кузова, м

10 15 21 35 44 70

База, мм 4780 3550 4200 4450 5300 6500

Радиус поворота вдоль

колеи переднего внешнего

колеса, м

11 8,5 10 11 12 15

Максимальная скорость,

км/час.

62 55 50 50 52 50

Рaзмер шин, дюйм 12.00-2018.00-2520.00-3427.00-4933.00-5140.00-57

Тип трансмиссии Гидромеханическая Электромеханическая

Условная мощность,

кВт/год.

15,35 12,6 12,6 11,67 11,24 11,65

Время подъема и опуска-

ния кузова, сек

20 20 30 30 40 40

Габариты, мм

8190

х2650

х2760

7250

х3480

х3580

8120

х3790

х3800

1025

х5360

х4750

11250

х6100

х5130

13580

х7640

х100

Масса, т 11,4 21 29 66 85 145

185

где

доп.ср

– допустимая скорость на повороте дороги, км/ч;

R – радиус поворота, м;

сц

– коэффициент сцепления колес с дорожным покрытием при боковом

скольжении, которое принимается 0,3-0,5;

– поперечный уклон дороги на повороте, равный 0,03-0,06.

Подставляем в формулу (8.42) значение скорости на каждом участке до-

роги и определяем время движения автомобиля на этом участке, а потом,

суммируя полученные данные, определим время движения автомобиля с гру-

зом и порожняком.

Потом устанавливают необходимый парк автомобилей. В инженерной

практике, которая принята в проектных институтах, число автомобилей оп-

ределяют на основании анализа функционирования экскаваторно-автомо-

бильных комплексов применительно к конкретному предприятию. Этот ана-

лиз основан на использовании разнообразных математических моделей вза-

имодействия погрузочных машин и автотранспорта.

Общеприняты детерминированные, аналитико-вероятностные и имита-

ционные модели.

Наиболее простой детерминированный метод основан на определении

числа автомобилей, необходимых для обслуживания заданного грузового

оборота по горной массе. С этой целью определяют техническую произво-

дительность одного автосамосвала за смену

pсмвсм

TT·k·mQ

, (8.46)

где Q

см

– сменная техническая производительность автомобиля; т/см;

– коэффициент использования грузоподъемности автомобиля;

см

– продолжительность смены, ч.

Коэффициент использования грузоподъемности автомобиля определя-

ют по формуле:

mmk

фв

, или

(

)

mnmk

pсмв

, (8.47)

где m

– фактическая масса груза в кузове, т;

см

– общая масса груза, перевезенного за смену автосамосвалом, т;

186

– число рейсов, которые выполняет автосамосвал за смену

Далее находят эксплуатационную производительность автомобиля за

смену

смсм.э.см

k·QQ = , (8.48)

где Q

см.э

– эксплуатационная сменная производительность автомобиля, т/см;

см

– коэффициент использования сменного времени, который определя-

ется по формуле

(

)

(

)

смсмпрсмсм

n·TTTk

−

, (8.49)

где T

пр

– продолжительность технологических простоев экскаватора и ав-

тосамосвала, получаемая на основании хронометражных наблюдений;

см

– число рабочих смен в сутки. По опыту эксплуатации известно, что

см

= 0,7-0,8.

Рабочий парк автомобилей N

получают из выражения

.э.смнсутр

Qk·QN =

, (8.50)

где Q

сут

– суточный грузовой оборот карьера по горной массе, которая

перевезена автотранспортом, т;

– коэффициент неравномерности работы карьера, который принимает-

ся равным 1,1-1,15. Инвентарный парк автомобилей N

ин

должен быть

больше рабочего, так как часть автомашин находится на техобслу-

живании или в ремонте

тгpин

kNN

, (8.51)

где k

тг

– коэффициент технической готовности автопарка, который равня-

ется отношению числа исправных автомобилей N

к списочному со-

ставу N

ин

. По нормативам принимают k

тг

= 0,7-0,9, причем чем новее

машины, тем коэффициент технической готовности выше.

187

Тип дороги

Фактическая скорость для некоторых

типов автосамосвалов , км/час

БелАЗ-540 БелАЗ-548 БелАЗ-549

Постоянная на поверхности

с щебеночным покрытием

с бетонным покрытием

32/42

45/48

32/38

38/47

30/42

34/48

На выезде из карьера:

с бетонным покрытием

при і=20‰

при і=80‰

со щебеночным покрытием

при і=20‰

при і=80‰

30/50

18/35

20/50

14/30

25/49

16/34

20/48

14/30

24/48

16/32

18/48

14/30

Временная:

в забое

на отвале

13/14

17/19

11/14

16/18

12/14

14/16

Таблица 8.4 – Фактическая скорость автосамосвалов

188

9 КАНАТНАЯ ОТКАТКА

9.1 Общие сведения

Принцип действия концевых канатных откаток заключается в переме-

щении вагонеток (скипов) вдоль рельсовой колеи при помощи канатов, ко-

торые приводятся в движение подъемными машинами.

Канатную откатку применяют в наклонных выработках, где другой вид

транспорта по горногеологическим и техническим условиям не может быть

использован, а также в комбинации с конвейерным транспортом для дос-

тавки материалов, оборудования, породы и перевозки людей.

Канатный транспорт может работать в выработках с волнистым профи-

лем и искривленной в плане трассой при углах наклона от 6° до 80°.

Перевозка грузов вагонетками в наклонных выработках осуществляется

при углах от 6° до 30°, при углах более 30° применяют скипы.

Перевозка людей этим транспортом разрешается только в специальных

вагонетках.

На рис.9.1 показаны основные схемы канатных откаток.

К оборудованию концевой канатной откатки относят рельсовый путь,

одно- или двухбарабанные лебедки или малые подъемные машины, тяговые

канаты, прицепные и предохранительные устройства, поддерживающие и

отклоняющие ролики, оборудование заездов и подвижной состав. На дей-

ствующих шахтах находятся в эксплуатации грузолюдские лебедки типов

БЛ и ЛГЛ и малые подъемные машины типа БМ, которые постепенно заме-

няются более совершенными малыми подъемными машинами стандартно-

189

го ряда (ГОСТ 18114-72) Ц1,2х1; Ц1,6х1,2; Ц2х1,5; Ц2,5х2; Ц3х2,2 (первая

цифра после буквы Ц определяет диаметр барабана, вторая – ширину бара-

бана в м).

Рисунок 9.1 – Схемы канатной откатки: а – одноконцевая;

б – двухконцевая; в – одноконцевая с хвостовым канатом;

г – двухконцевая с хвостовым канатом; д – бесконечная

190

двойной свивки с линейным и точечно-линейным касанием проволок по

ГОСТам 3077-80, 3079-80, 7668-80.

Канаты подразделяются по таким признакам:

а) по назначению:

– грузопассажирские – ГЛ;

– грузовые – Г;

б) по механическим свойствам проволоки:

– высшей марки – В;

– первой марки – І;

– второй марки – ІІ (с согласия потребителя);

в) по виду покрытия поверхности проволоки:

– из проволоки без покрытия;

– из оцинкованной проволоки:

1) для очень жестких агрессивных условий работы – ОЖ;

2) для жестких агрессивных условий работы – Ж;

3) для средних агрессивных условий работы – С;

г) по направлению свивки:

– правой;

– левой – Л;

д) по соединению направлений свивки элементов каната:

– крестовой;

– односторонней – О;

е) по способу свивки:

– нераскручивающиеся – Н;

– раскручивающиеся – Р.

По ГОСТ 3077-80 изготавливается канат двойной свивки типа ЛК-О кон-

струкции 6х19 (1+9+9) + 1 о.с.

Примеры условного обозначения:

Канат 16,5-Г-І-Л-О-Р- 1770 ГОСТ 3077-80.