Плютов Ю.А., Карепов В.А., Щелконогов П.В. Транспортные машины. Учебное пособие для практических занятий
Подождите немного. Документ загружается.
1. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ
1.1. Расчет электровозного транспорта
Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий
-31-
А.194
07,26
25,24195,108,14625,2075,041
07,26
75,010948,34208,1069,229525,2109
05,1
)(
α
22222
22222
дв
2
эф
=
⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+
+⋅+⋅+⋅+⋅+⋅
⋅=
=
⋅∑
=
t
tI
I
ii
Двигатель не перегревается, если
ýô ç äë
I ÊI≤⋅
, А; 194 < 1,1·264;
194 < 290 – условие выполняется.
7. Общий расход электроэнергии за 1 рейс составляет
5,8075,370
мсдвобщ
=++=++= АААА
кВт·ч,
ч;кВт705001
000160
25,24195,108,14625,2075,041
000160
75,010948,34208,1069,229525,2109
000160
)(
срдв
⋅=⋅
⋅
⋅+⋅+⋅+⋅+⋅+
⋅
+⋅+⋅+⋅+⋅+⋅
=
=⋅
⋅
⋅∑
= U
tI
А
ii
5,37005,005,0
двс
=⋅=⋅= АА
кВт·ч;
7701,01,0
двм
=⋅=⋅= АА
кВт·ч.
8. Время рейса локомотивосостава вычисляем следующим образом:
07,9151807,2642
допрдвпр
=+++=+++= ttttТ
мин,
где
ö
ï
êý
12 105 0,5
42
10 2 0,75
nqt
t
VÊ
⋅⋅
⋅⋅
= = =
⋅γ⋅ ⋅ ⋅
мин;
183
2
12
2
р.вр
=⋅=⋅= t
n
t
мин.
9. Производительность одного локомотивосостава определяем по форму-
ле
т/смену640610512
07,91
86060
р
см
л.с
=⋅⋅
⋅
=⋅
⋅
= qn
Т
Т
Q
.
1. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ
1.1. Расчет электровозного транспорта
Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий
-32-
Отвал
Забой
0
00
− 1
00
ч.
1
00
− 2
00
ч.
2
00
− 3
00
ч.
Рис. 1.8. График движения поездов
1. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ
1.1. Расчет электровозного транспорта
Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий
-33-
10. Инвентарный парк локомотивов составил
62113
хозрезремрабл.инв
=+++=+++= NNNNN
,
где
28,2
6406
13012
25,1
лс
см
н.драб
===
Q
Q
КN
, принимаем
3
раб
=N
;
13012
3
305
1,11010
6
смраб
н.р
см
=
⋅
⋅⋅
=
⋅
⋅
=
nn
КА
Q
т/смену;
,45,0315,015,0
рабрем
=⋅=⋅= NN
принимаем
;1
рем
=N
,30,0310,010,0
рабрез
=⋅=⋅= NN
принимаем
.1
рез
=N
Определяем рабочий и инвентарный парк думпкаров:
;36312
рабв.раб
=⋅=⋅= NnN
.478,466,33,1
в.рабинвв.инв
≈=⋅=⋅= NКN
11. Рассчитываем пропускную и провозную способности желез-
нодорожных перегонов:
18
5,007,26
2830
τ
30
дв
псм
=
+
⋅⋅
=
+
⋅⋅
=
t
nТ
N
пар поездов/смену;
т/смену.054210512
1,1
18
рез
=⋅⋅=⋅= qn
К
N
М
По полученным результатам расчетов строим график движения поездов
(рис. 1.8
). При этом учитываем, что время на маневры
мин5
доп
=t
расходует-
ся следующим образом: в пункте погрузки − 3 мин, в пункте разгрузки –
2 мин. Кроме того, имеем в виду, что производится по одному разгону и од-
ному замедлению.
1. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ
Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий
-34-
1
1
.
.
2
2
.
.
Р
Р
а
а
с
с
ч
ч
е
е
т
т
т
т
е
е
п
п
л
л
о
о
в
в
о
о
з
з
н
н
о
о
г
г
о
о
т
т
р
р
а
а
н
н
с
с
п
п
о
о
р
р
т
т
а
а
Методика тягового расчета тепловозного транспорта имеет некоторые
отличия от методики тягового расчета электровозного транспорта. Она
включает в себя:
1) предварительный выбор типа подвижного состава;
2) определение массовой нормы поезда и числа вагонов в составе;
3) определение значений силы тяги (тормозной силы) скорости и вре-
мени движения поезда;
4) расчет тормозного пути;
5) определение расхода топлива.
Основные параметры карьерных тепловозов приведены в табл. 1.10
.
Массовая норма поезда при движении по руководящему уклону уста-
навливается по формуле (4)
, а при трогании поезда с места − по формуле (9).
При этом следует иметь в виду, что удельное основное сопротивление, Н/т,
движению определяется по следующим формулам:
для тепловозов
,υ0,530ω
дло
⋅+=
′
(41)
для четырехосных груженых вагонов
,υ0,432ω
дло
⋅+=
′′
(42)
для шестиосных и восьмиосных вагонов
,υ0,639ω
дло
⋅+=
′′
(43)
где υ
дл
− длительная скорость, км/ч.
Коэффициент сцепления колеса локомотива с рельсом при движении
принимается равным 0,22−0,24; при трогании с места − 0,28−30.
Число вагонов в составе рассчитывают по формуле (10)
.
Значения силы тяги (тормозной силы) тепловоза на каждом участке в
грузовом и порожняковом направлениях устанавливают по формуле (11)
.
1. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ
1.2. Расчет тепловозного транспорта
Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий
-35-
Таблица 1.10
Технические данные тепловозов
Основные параметры ТЭМ1 ТЭМ2 ТЭМ3
ТЭ3
(1 секция)
ТЭМ7
ТЭ 10М
(1 секция)
*
Ширина колеи, мм
1 520
Сцепная масса, т
120
122,4
120
127
180
138
Осевая формула
3
0
−
3
0
(
2
0
+ 2
0
) − (2
0
+ 2
0
)
3
0
−
3
0
Мощность дизеля, кВт
735
880
1 470
2 206
Длительный режим:
сила тяги, кН
скорость, км/ч
200
9
205,5
11
210
11,1
205,5
20
350
10,3
245
24,6
Мощность, кВт:
главного генератора
тягового двигателя
625
87
780
112
780
112
1 350
206
1 310
135
2 000
305
Длина по автосцепкам, мм
16 970
16 900
16 970
21 500
16 060
Запасы, кг:
6 000
2 300
6 500
1 445
топлива
5 440
песка
2 100
2 600
800
Поставщик − машиностро
и-
тельный завод
Брянский Луганский Людиновский Луганский
*
При соединении двух секций тепловозов обозначают 2ТЭ 10М, трех − 3ТЭ 10М.
1. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ
1.2. Расчет тепловозного транспорта
Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий
-36-
Значения скорости движения локомотивосостава
км/ч,,υ
i
на каждом
участке в грузовом и порожняковом направлениях при положительных зна-
чениях силы тяги определяют по формуле
спо.м
д.д
ηη
6,3
υ ⋅=
i
i
F
N
, (44)
где N
д.д
− мощность дизельного двигателя, кВт; F
i
− значение силы тяги на i-м
участке, Н; η
о.м
− коэффициент отбора мощности, η
о.м
= 0,88−0,90; η
с.п
− КПД
силовой передачи, η
с.п
= 0,68−0,72.
При отрицательных значениях силы тяги локомотива (т. е. когда дейст-
вует тормозная сила) скорости устанавливаются из условия обеспечения
безопасности движения и принимаются равными 30−40 км/ч.
Время движения локомотивосостава вычисляют по формуле (16)
.
Расчет тормозного пути выполняют по формулам (17)
, (18), (19), (20),
(21)
, (22), (23).
Для установления расхода топлива тепловозов за 1 рейс сначала следу-
ет определить работу на транспортирование груза А
тр
, Н·м. Для глубинных
карьеров (движение груза снизу вверх) ее рассчитывают по формуле
,ω))((
)
0001ω)((
пор
гр
отсцт
опрсцтр
qnМL
L
НgLММА
⋅+∑−+
+⋅+⋅+=
(45)
где ω
о
− удельное основное сопротивление движению поезда (определяют для
грузового
гр
о
ω
и порожнякового
пор
о
ω
направлений), Н/т,
прсц
просцо
о
ωω
ω
ММ
ММ
+
′′
+
′
=
;
L − расстояние транспортирования груза, м; Н − высота подъема груза, м;
ΣL
т
− сумма тормозных путей, м; q
т
− собственная масса вагона, т.
Для нагорных карьеров (движение груза сверху вниз) работу вычисля-
ют по формуле
.ω))(()0001ω)((
грпор
опрсцтотсцтр
ММLLНgLqnМА +∑−+⋅+⋅⋅+=
(46)
Затем устанавливается расчетный расход топлива тепловозом за один
рейс Е
р
, кг:
,
η1874
дизт.с
тр
р
⋅
=
q
А
Е
(47)
где q
т.с
− теплотворная способность дизельного топлива (10 000 ккал/кг);
η
диз
− КПД дизельного двигателя, η
диз
= 0,43.
1. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ
1.2. Расчет тепловозного транспорта
Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий
-37-
Фактический расход топлива тепловозом за один рейс Е
ф
, кг, опреде-
ляют по формуле
,
манс.нзимрф
КККЕЕ ⋅⋅⋅=
(48)
где К
зим
− коэффициент, учитывающий повышения расхода топлива в зимний
период, К
зим
= 1,05−1,10; К
с.н
− коэффициент, учитывающий расход топлива
на собственные нужды, К
с.н
= 1,04−1,06; К
ман
− коэффициент, учитывающий
увеличение расхода топлива на маневры, К
ман
= 1,04−1,07.
Эксплуатационный расчет тепловозного транспорта производится ана-
логично расчету электровозного транспорта.
Пример расчета. Выполнить тяговый расчет локомотивосостава, дви-
жущегося на трассе (см. рис. 1.7
), при следующих исходных данных:
тип локомотива − тепловоз ТЭМ3;
тип вагона − думпкар 2ВС-105;
тип выемочно-погрузочного оборудования − экскаватор ЭКГ-10.
1. Массовую норму поезда при его движении по руководящему уклону
определяем по формуле
т7401
1581,946
)1581,93623,081,90001(120
ω
)ωψ0001(
ро
росц
пр
=
⋅+
⋅−−⋅⋅
=
⋅+
′′
⋅−
′
−⋅
=
ig
iggМ
М
,
где
Н/т3611,10,5300,530ω
дло
=⋅+=⋅+=
′
V
;
Н/т4611,10,6390,639ω
дло
=⋅+=⋅+=
′′
V
.
2. Массовую норму поезда по условию его трогания с места рассчиты-
ваем следующим образом:
.т2442
05,00801081,95046
)05,00801081,950363,081,90001(120
0801ωω
)0801ωωψ0001(
тртро
тртротр
пр
=
⋅+⋅++
⋅−⋅−−−⋅⋅
=
=
⋅+⋅++
′′
⋅−⋅−−
′
−⋅
=
аig
аigg
М
Для дальнейших расчетов принимаем
пр
М
= 1 740 т.
3. Определяем число вагонов в составе:
.4,11
25,47105
7401
т
пр
=
+
=
+
=
qq
М
n
Принимаем n = 11, тогда масса прицепной части поезда составит:
1. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ
1.2. Расчет тепловозного транспорта
Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий
-38-
с грузом
;т6751)25,47105(11)(
тпр
=+=+= qqnМ
без груза
.т52025,4711
тпр
=⋅=⋅= qnМ
Значения силы тяги (тормозной силы), скорости и времени движения
поезда на каждом участке трассы в грузовом и порожняковом направлениях
представлены в табл. 1.11
.
Время движения поезда на трассе составило
.мин84,49652,932,34
р.зпоргрдв
=++=∑+∑+∑= tttt
4. Тормозной путь поезда определяем на 1-м участке до полной оста-
новки порожнего состава:
м,5,78345,44
пор1
пор1
1
пор
дтптт
=+=+= LLL
где
м;5,44440278,0υ278,0
пнпт
пор1
=⋅⋅=⋅⋅= tL
м;34
081,94,518701
)040(6,41
ω
)υυ(6,41
22
1ок
2
к
2
н
дт
пор1
=
⋅−+
−
=
⋅−+
−
=
igв
L
Н/т8701
520120
4485
22,000010001
прсц
кк
=
+
⋅=
+
∑
ϕ⋅=
ММ
К
в
;
;22,0
100404,1
100
81,91006920
81,9100695
603,0
100υ4,1
100
10020
1005
603,0
н
к
=
+⋅
⋅
⋅+⋅
⋅+⋅
=
=
+
⋅
+
+
⋅=ϕ
gК
gК
Н/т448542011828
ваглок
=⋅+=∑⋅+∑=∑ КnКК
;
Н/т.4,51
520120
5205512036
ωω
ω
прсц
просцо
о
=
+
⋅+⋅
=
+
⋅
′′
+⋅
′
=
ММ
ММ
Полученное значение тормозного пути не превышает 300 м, что удов-
летворяет условию безопасного движения поезда.
1. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ
1.2. Расчет тепловозного транспорта
Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий
-39-
Таблица 1.11
Результаты расчетов тепловозного транспорта
Участок
Формула
Расчет
F (B), кН
υ, км/ч
t, мин
Грузовое направление
1
опросцгр1
ωω
′′
⋅+
′
⋅= ММF
46675136120 ⋅+⋅
81 25 3,60
2
)ω(
)ω(
2опр
2осцгр2
igМ
igМF
⋅+
′′
+
+⋅+
′
=
)1081,946(6751
)1081,936(120
⋅++
+⋅+
256 8 9,72
3
)ω(
)ω(
3опр
3осцгр3
igМ
igМF
⋅−
′′
+
+⋅−
′
=
)581,946(1675
)581,936(120
⋅−+
+⋅−
−6,6
40 1,80
4
)ωω(
)ωω(
4опр
4осцгр4
R
R
igМ
igМF
+⋅+
′′
+
++⋅+
′
=
)501581,946(6751
)501581,936(120
+⋅++
++⋅+
425 5 18,00
5
опросцгр5
ωω
′′
⋅+
′
⋅= ММF
46167536120 ⋅+⋅
81 25 1,20
32,34
гр
=∑t
Порожняковое направление
5
опросцпор5
ωω
′′
⋅+
′
⋅= ММF
5552036120 ⋅+⋅
33 60, принимаем υ = 40 0,75
4
)ωω(
)ωω(
4опр
4осцпор4
R
R
igМ
igМF
+⋅−
′′
+
++⋅−
′
=
)501581,955(520
)501581,936(120
+⋅−+
++⋅−
−29
40 2,25
3
)ω(
)ω(
3опр
3осцпор3
igМ
igМF
⋅+
′′
+
+⋅+
′
=
)581,955(520
)581,936(120
⋅++
+⋅+
64 31 2,32
2
)ω(
)ω(
2опр
2осцпор2
igМ
igМF
⋅−
′′
+
+⋅−
′
=
)501581,946(6751
)501581,936(120
+⋅++
++⋅+
-30 40 1,95
1
опросцпор1
ωω
′′
⋅+
′
⋅= ММF
5552036120 ⋅+⋅
33 60, принимаем υ = 40 2,25
52,9
гр
=∑t
1. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ
1.2. Расчет тепловозного транспорта
Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий
-40-
Для определения фактического расхода топлива Е
ф
тепловозом за
1 рейс сначала рассчитаем работу на транспортирование груза по формуле
м,Н102,104,51)25,4711120)(5,780006(
)5,2981,90001000645)(1675120(
ω))(()0001ω)((
8
отсцтопрсцтр
поргр
⋅⋅=⋅⋅+−+
+⋅⋅+⋅+=
=⋅⋅+∑−+⋅+⋅+= qnМLLНgLММА
где
Н/т;45
675
1120
16754612036
ωω
ω
прсц
просцо
о
гр
=
+
⋅+⋅
=
+
⋅
′′
+⋅
′
=
ММ
ММ
Н/т;4,51
520120
525512036
ωω
ω
прсц
просцо
о
пор
=
+
⋅+⋅
=
+
⋅
′′
+⋅
′
=
ММ
ММ
м5,29
0001
50005001152001530011050010
0001
)(
=
⋅+⋅+⋅−⋅+⋅
=
⋅∑
=
ii
li
Н
,
Н − высота подъема груза на расчетной трассе (см. рис. 1.7
).
Затем определяем расчетный расход топлива:
кг.57
43,0000101874
102,10
η1874
8
дизт.с
тр
р
=
⋅⋅
⋅
=
⋅
=
q
А
Е
Фактический расход топлива составит
кг.7107,106,11,157
манс.нзимрф
=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= КККЕЕ
По результатам тягового и эксплуатационного расчетов железнодо-
рожного транспорта и в соответствии с горно-техническими условиями про-
ектируемого предприятия выбирают типы и определяют количество вспомо-
гательного оборудования для механизации путевых работ.