Будішевський В.О. Проектування транспортних систем енергоємних виробництв

Подождите немного. Документ загружается.

Зчіпна маса - 8 т.

Сила тяги:

годинна - 11500 Н;

тривала - 3250 Н.

Швидкість:

годинна - 7,2 км/година;

тривала - 12,0 км/година.

Тип двигуна - ДПТР-12.

Струм:

годинний - 113 А;

тривалий - 50 А.

Сумарна годинна потужність двигунів - 2×12(кВт).

Батареї 112 ТНЖШ-500.

Енергоємність батареї 65 кВт·година.

Для шахт, що реконструюються, для перевезення основно-

го вантажопотоку рекомендується використовувати вагонетки з

донним розвантаженням типу ВДК. До подальшого розрахунку

приймемо вагонетки ВДК 2,5-900 з наступними технічними ха-

рактеристиками:

довжина за буферами - 2,9 м;

місткість кузова – 2,5 м

;

маса вагонетки - 1,36 т.

Визначення величини состава поїзда.

За умовою зчеплення коліс електровоза з рейками.

Максимально припустима вага поїзда під час зрушення на-

вантаженого поїзда під мінімальний ухил за умовою зчеплення

коліс із рейками

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

++ω

′

≤ 1

110

1000

min

, кН;

12001

03,011022,11

2,01000

80 =

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

⋅+−

⋅

≤

Q кН,

де Р – зчіпна вага електровоза, Р = 80 кН;

191

'ω – пусковий опір руху вагонетки (під час зрушення з мі-

сця) – приймається в 1,3...1,5 рази більше ходового

опору;

ω – питомий опір навантажених вагонеток, = 8 Н/кН

для вагонеток ВДК – 2,5;

2,1184,1

⋅

′

Н/кН;

а – пускове прискорення, приймаємо а = 0,03 м/с

;

– коефіцієнт зчеплення, ψ

= 0,2 – з підсипанням піску

на вологі рейки (див. додаток 4).

Максимально припустима вага поїзда під час зрушення

порожнього поїзда на максимальний підйом

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

++ω

′

≤ 1

110

1000

max

пор

, кН;

6371

03,0110514

2,01000

80 =

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

⋅++

⋅

≤

пор

Q кН,

де – пусковий опір руху вагонетки (при рушанні з місця) –

приймається в 1,3...1,5 рази більше ходового опору;

пор

′

пор

ω – питомий опір навантажених вагонеток,

=10 Н/кН для вагонеток ВДК – 2,5;

пор

14104,1 =⋅=ω

′

пор

Н/кН.

За умовою гальмування електровоза, що рухається під

максимальний ухил

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

+ω−

≤

110

1000

рнт

PQ , кН,

де а

– уповільнення, м/с

192

14,0

402

33,3

⋅

а м/с

– швидкість початку гальмування, v

= 3,33 м/с;

– гальмовий шлях, згідно ПБ l

= 40 м;

– коефіцієнт зчеплення, ψ

= 0,17 – з підсипанням піску на

вологі рейки(див. додаток 4);

10171

5814,0110

17,01000

80 =

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

+−⋅

⋅

≤

Q кН.

За потужністю тягових двигунів (наведений у методичних

цілях)

()

српор

тр

пор

−

+ωζα

≤

6,0

, кН,

()

30780

1041016,0

25,3

=−

⋅+⋅

−

пор

Q кН,

де F

тр

– тягове зусилля в тривалому режимі, визначається за тех-

нічною характеристикою локомотива; для АМ8Д

тр

=3,25кН;

ζα в більшості випадків можна вважати, що 1=ζα .

З визначених Q

і Q

пор

обираємо мінімальне. У цьому ви-

падку мінімальним буде вага порожнього поїзда визначена за

умовою нагрівання тягових двигунів Q

пор

= 307 кН.

Визначаємо число вагонеток у поїзді

6,13

307

===

пор

вагонетки,

де G

– вага порожньої вагонетки, для ВДК – 2,5 приймаємо за її

технічною характеристикою G

=13,6 кН.

Уточнюємо вагу навантаженого і порожнього поїзда за

прийнятим числом вагонеток.

193

− Вага навантаженого поїзда (уважаємо, що коефіцієнт

заповнення вагонетки дорівнює 1)

(

)

758)6,1381,95,285,0(22)(

⋅

+= GVgnGGпQ

кН.

− Вага порожнього поїзда

2996,1322

⋅

nGQ

пор

кН,

Перевірка тягових двигунів на нагрівання.

Оскільки довжина відкочування перевищує 1000м для ви-

значення еквівалентного струму використовуємо метод сталих

швидкостей.

Визначаємо силу тяги в сталому режимі, що припадає на

один двигун

()

(

)

7,1)48)(75880(

=−+⋅=−ω+⋅=

cpнн

дв

iQР

F кН;

()

(

)

7,2)410)(29980(

=++⋅=−ω+⋅=

cpпорпор

дв

пор

iQР

F кН,

де п

дв

– число двигунів електровоза, п

дв

=2.

Визначаємо струми і швидкості в сталому режимі роботи

двигуна ДПТР-12 (див. Додаток 5) за його електромеханічними

характеристиками.

і I

nop

– струм, споживаний електровозом за умов усталеного

руху відповідно з вантажем і порожняком

= 50 А; I

nop

= 70 А;

і v

пор

– сталу швидкість руху поїздів у вантажному і порож-

ньому напрямку

= 14,4 км/година; v

пор

= 9,5 км/година.

Визначаємо припустиму швидкість руху навантаженого

поїзда під ухил за фактором гальмування.

194

.км/година1,1248

75880

8017,01000

7,2

)(

1000

7,2

max

=−+

⋅⋅

=−ω+

≤ i

GGпР

ндоп

Відповідно до отриманого результату швидкість поїзда у

вантажному напрямку не повинна перевищувати 12,1 км/година.

Визначаємо еквівалентний (середньоквадратичний) струм

2530

17701350

05,1

⋅+⋅

θ+

α=

дв

порпорнн

ек

ТIТI

А,

де Т

та Т

пор

– час руху навантаженого і порожнього поїздів:

1,1275,0

602

75,0

⋅

Т хв.;

5,975,0

602

75,0

⋅

пор

хв.;

– тривалість рейсу:

= Т

+ Т

пор

=13+17=30 хв;

θ – тривалість маневрових робіт:

θ = θ

+ θ

=10+10+5 = 25 хв.,

θ – тривалість маневрів електровоза в пристовбурному

дворі,

=10 хв.;

θ – тривалість маневрів електровоза в пункті навантажен-

ня,

=10 хв.;

θ – тривалість додаткових зупинок у місцях перетинання

транспортних магістралей,

=5 хв.;

α – коефіцієнт, що враховує погіршення охолодження дви-

гуна під час зупинок, а також роботу двигуна під час

маневрів,

α= 1,05.

195

Оскільки умова

длeк

≤

виконується (I

дл

= 50 А), двигун

локомотива буде працювати без перегріву.

Інвентарне число електровозів

= N

+ N

рез

= 4 + 1 = 5,

де N

– число робочих електровозів;

рез

– число резервних електровозів,

N .

Примітка. Результат округляємо до найближчого більшо-

го цілого числа;

τ – число можливих рейсів одного електровоза,

2530

5,560

⋅

θ+

=τ

дв

рейсів.

Примітка. Результат округляємо до найближчого меншо-

го цілого числа;

– чистий час роботи електровозного відкочування в змі-

ну, прийняте на 0,5 годин менше тривалості зміни;

– повне число рейсів у зміну,

= τ

пг

+ τ

= 20+2 = 22 рейси;

пг

– необхідне число рейсів для виводу вантажу,

1,2122

7183,1

⋅⋅

⋅

==τ

GпR

змн

пг

рейсів.

Примітка. Результат округляємо до найближчого більшо-

го цілого числа;

– коефіцієнт нерівномірності видачі вантажу, k

= 1,3;

зм.Σ

– змінний сумарний вантажопотік;

– коефіцієнт заповнення вагонетки, R

= 1;

– необхідне число рейсів для перевезення людей, τ

= 2

для кожного крила шахти;

n – кількість вагонеток у складі.

196

Число резервних електровозів приймають:

рез

= 1 при N

= 3...6

Змінна продуктивність одного локомотива з вивезення

вантажу

2,2721,2226

⋅

nGQ

ел

т/зміна.

Розрахунок параметрів електропостачання.

Енергоємність батареї, необхідна для роботи електровоза в

плині зміни

(

)

,годинакВт8,496

100060

)17701350(129205,1

1060

⋅=⋅

⋅

⋅+⋅⋅⋅

⋅

+α

порпорннpдв

ТIТIUn

де U

– середня розрядна напруга батареї, U

= 129В.

Необхідне число робочих батарей на один електровоз у

зміну:

77,0

8,49

′

бр

батареї,

де A

′

– енергоємність батареї, A

′

= 65кВт·година.

Загальне число батарей на один електровоз:

211

збр

ттт батареї,

де m

– число батарей під зарядкою, m

=1.

Загальне число батарей

11152

⋅

ри

тNтт

батарей,

де m

– резервне число батарей(1 батарея на 10 працюючих).

Інвентарне число зарядних столів

725

ремиисз

пNт столів,

де п

рем

– додаткове число зарядних столів для обміну і ремонту

батарей (коли N

> 10 п

рем

=4).

Питома витрата енергії

197

(

)

[

]

[]

48,814)810(64,0805,155

−

⋅

−

ωλ+ωα=

cpнпорн

iа

Вт

⋅година/т⋅км;

Абсолютна витрата енергії

А = аQ

зм

L = 81,48·718·2 = 117005 Вт·година,

де

λ - коефіцієнт тари, λ=0,64.

6.4. ПРИКЛАД РОЗРАХУНКУ ЛОКОМОТИВНОГО ВІДКОЧУВАННЯ

ПІД ЧАС ТРАНСПОРТУВАННЯ ДОПОМІЖНОГО ВАНТАЖОПОТОКУ

Як приклад, розглянемо шахту «Красноармійська-Західна

№1» блок 6 польовий відкаточний штрек, де локомотивний

транспорт застосовується для відкочування допоміжних матері-

алів. Схема гірничих виробок шахти показана на рис.4.17. Ло-

комотив закріплений за ділянкою. Розглядається транспорт від

пристовбурного двору до заїзду на 3 північний вентиляційний

штрек. Особливістю цього розрахунку є те, що локомотивним

відкочуванням виконується транспортування допоміжних мате-

ріалів на підйом, а порожній поїзд рухається під ухил.

Вихідні дані до розрахунку.

Категорійність шахти з газі і пилу - зверхкатегорійна.

Сумарний змінний вантажопотік допоміжних матеріалів

зм

= 90 т/зміну.

Число навантажувальних пунктів - 1.

Довжина відкочування L = 800 м.

Мінімальний ухил рейкового шляху i

min

= 2 ‰.

Середній ухил рейкового шляху i

ср

= 4 ‰.

Максимальний ухил рейкового шляху i

max

= 5 ‰.

Схема відкочування дана на рис. 6.2.

ОД

=800 м

Рисунок 6.2. Схема електровозного відкочування

198

З урахуванням категорійності шахти, довжини транспор-

тування, змінного вантажопотоку приймаємо для переміщення

вантажу акумуляторний електровоз АМ8Д - 900.

Технічні характеристики електровоза.

Зчіпна маса - 8 т.

Сила тяги:

годинна - 11500 Н;

тривала - 3250 Н.

Швидкість:

годинна - 7,2 км/година;

тривала - 12,0 км/година.

Тип двигуна - ДПТР-12.

Струм:

годинний - 113 А;

тривалий - 50 А.

Сумарна годинна потужність двигунів - 2

×12(кВт).

Батареї 112 ТНЖШ-500.

Енергоємність батареї 65 кВт·година.

Вибір транспортного засобу.

Як транспортну посудину приймемо наявні на шахті ваго-

неточні платформи ПВГ2,5 з наступними технічними характе-

ристиками:

довжина за буферами - 2,76 м;

вантажопідйомність - 6,0 т;

маса платформи - 0,66 т.

Примітка. При визначенні ваги вантажу на платформі

будемо вважати, що вона, у середньому, завантажена масою

40 кН.

Визначення величини поїзда.

За умовою зчеплення коліс електровоза з рейками.

Максимально припустима вага поїзда за умовою зчеплення

коліс із рейками під час зрушення навантаженого поїзда на мак-

симальний підйом

199

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

++ω

′

≤ 1

110

1000

max

кН;

8781

03,011054,8

2,01000

80 =

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

⋅++

⋅

≤

Q кН,

де Р – зчіпна вага електровоза, Р = 80 кН;

′

– пусковий опір руху вагонетки (при рушанні з місця) –

приймається в 1,3...1,5 рази більше ходового опору;

ω – питомий опір навантажених вагонеток, = 6 Н/кН для

платформ ПВГ2,5

4,864,1

⋅

′

Н/кН;

а – пускове прискорення, приймаємо а = 0,03 м/с

;

– коефіцієнт зчеплення, ψ

= 0,2 – з підсипанням піску

на вологі рейки (див. додаток 4).

Максимально припустима вага поїзда під час зрушування

порожнього поїзда під мінімальний ухил

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

+−ω

′

≤ 1

110

1000

min

пор

, кН;

9661

03,0110214

2,01000

80 =

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

⋅+−

⋅

≤

пор

Q кН,

де – пусковий опір руху вагонетки (при рушанні з місця)–

приймається в 1,3...1,5 рази більше ходового опору;

пор

′

пор

ω – питомий опір навантажених вагонеток, = 10 Н/кН

для платформ ПВГ2,5

пор

14104,1 =⋅=ω

′

пор

Н/кН.

За умовою гальмування електровоза, який рухається під

максимальний ухил

Примітка. У розглянутому прикладі під максимальний

ухил рухається порожній поїзд.

200