Плютов Ю.А., Карепов В.А., Щелконогов П.В. Транспортные машины. Учебное пособие для практических занятий

Подождите немного. Документ загружается.

2. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

2.1. Тяговый расчет



Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий

-61-

Если значение динамического фактора отрицательное (Д < 0), ско-

рость должна составлять 30−40 км/ч по условию безопасности движения, а

тормозная сила при этом определяется по формуле

тро.м

дв

ηη

6003

⋅⋅

⋅

. (59)

Значения силы тяги на каждом участке трассы должны быть не меньше

соответствующих значений суммарного сопротивления движению автомоби-

ля (F ≥ W). Если условие не выполняется, то необходимо уменьшить ско-

рость движения автомобиля на данном участке до такой величины, при кото-

рой данное условие будет выполняться.

Максимальное значение силы тяги (тормозной силы) автосамосвала

max

, Н, проверяют по условию сцепления колеса с дорогой:

ψ0001

сцmax

⋅⋅≤ gМF

, (60)

где М

сц

= 0,67(q + q

) − сцепная масса автомобиля для автосамосвала с ко-

лесной формулой 4x2; ψ − коэффициент сцепления колеса с дорогой

(табл. 2.7

Если не выполняется первое условие, то необходимо соответствующим

образом увеличить скорость движения автомобиля на данном участке.

Таблица 2.7

Значения коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорогой

Дорога

Состояние дороги покрытия

Сухое

Мокрое

Постоянная:

щебеночная с поверхностной обработкой

0,75

0,50

асфальтобетонная и бетонная

0,70

0,45

Забойная или отвальная:

забойная укатанная

0,60

0,40-

−

0,50

отвальная укатанная

0,40

−

0,50

0,30

−

0,40

покрытая снегом

0,20−0,30 0,10−0,18

(обледенелая)

Расчет тормозного пути автосамосвала. Данный расчет произво-

дится для тех участков трассы, по которым автосамосвал движется на спуск.

Предтормозной путь автосамосвала определяют по формуле

ппт

υ278,0 tL ⋅⋅=

, (61)

где t

− время приведения тормозов в действие, t

= 0,4−0,7с.

Действительный тормозной путь автосамосвала рассчитывают по формуле

2. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

2.1. Тяговый расчет



Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий

-62-

)ψ(6,32

υ)γ1(

д.т

ККg

−+⋅⋅

⋅+

, (62)

где K

− коэффициент основного сопротивления движению автомобиля,

0001

=К

; K

− коэффициент сопротивления от уклона дороги,

0001

⋅

Полный тормозной путь L

, м, вычисляют по формуле

д.тптт

LLL +=

. (63)

Определение расхода топлива и смазочных материалов. Для ус-

тановления расхода топлива сначала определяется работа, затрачиваемая ав-

томобилем на транспортирование груза. При перемещении груза снизу вверх

(карьеры глубинного типа) работу A

тр

, Н⋅м, рассчитывают по формуле

срср

оттоттр

ω)()0001ω)(( LLqНgLqqА ∑−+⋅+⋅+=

, (64)

где ω

ср

− средневзвешенное удельное основное сопротивление движению ав-

томобиля, Н/т,

lll

+++

⋅++⋅+⋅

.....

ω.....ωω

о2о1о

ср

; L

−

расстояние транспорти-

рования груза, м; Н − высота подъема груза, м; ΣL

− сумма тормозных путей, м.

При перемещении груза сверху вниз (карьеры нагорного типа)

срср

ототтр

ω))(()0001ω( LLqqНgLqА ∑−++⋅+⋅=

. (65)

Расчетный расход топлива Е

, кг, определяют по формуле

дизт.с

трр

η1874

⋅

⋅=

АЕ

, (66)

где q

т.с

− теплотворная способность дизельного топлива, q

т.с

≈ 10 000, ккал/кг;

диз

− КПД дизельного двигателя, η

диз

= 0,43.

Фактический расход топлива вычисляют следующим образом:

в.нмзимрф

КККЕЕ ⋅⋅⋅=

, (67)

2. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

2.1. Тяговый расчет



Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий

-63-

где К

зим

− коэффициент, учитывающий повышение расхода топлива в зимнее

время, К

зим

= 1,05−1,10; К

− коэффициент, учитывающий расход топлива на

маневры, К

= 1,04−1,07; К

в.н

− коэффициент, учитывающий расход топлива

на внутригаражные нужды, К

в.н

= 1,04−1,06.

Расход масла составляет 4−6 % от расхода топлива, расход смазочных

материалов − 1−1,5 %.

Целью эксплуатационного расчета является определение рабочего и

инвентарного парка автосамосвалов.

Эксплуатационный расчет предусматривает:

1) определение времени рейса автосамосвала;

2) определение производительности автосамосвала;

3) расчет парков автосамосвалов;

4) определение пропускной и провозной способности карьерных авто-

дорог.

Определение времени рейса автосамосвала. Время рейса Т

, мин,

складывается из следующих составляющих:

допрдвпр

ttttТ +++=

, (68)

где t

− время погрузки автомобиля, мин,

эк

γ9,0 КV

⋅⋅⋅

⋅

(69)

− время цикла экскаватора, мин; V

− вместимость ковша экскаватора, м

;

γ − насыпная плотность груза, т/м

; К

− коэффициент экскавации);

дв

−

время

движения автосамосвала в грузовом и порожняковом направлениях, мин,













+=∑+∑=

∑ ∑

Кttt

поргр

р.зпргрдв

υ60

6,3

υ60

6,3

)(

(70)

(Σt

гр

, Σt

пор

− суммарное время движения автосамосвала, соответственно, в

грузовом и порожняковом направлениях, мин; К

р.з

= 1,10−1,12 − коэффици-

ент, учитывающий разгон и замедление автосамосвала при движении); t

−

2. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

2.2. Эксплуатационный расчет



Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий

-64-

время разгрузки автосамосвала, t

= 0,75−1,0 мин; t

доп

− время, затраченное на

маневры при подъезде автосамосвала к местам погрузки и разгрузки, мин:

Загрузка:

сквозная

0−0,20

петлевая

0,33−0,42

тупиковая

0,83−1,0

Разгрузка

1,34−1,72

Определение производительности автосамосвала. Сменную техни-

ческую производительность Q

см

, т, определяют по формуле

допр

см

Кq

tТ

Q ⋅⋅

−

, (71)

где Т

см

− продолжительность смены, ч; К

− коэффициент технической готов-

ности, характеризующий безотказность и ремонтопригодность автомобиля,

= 0,75−0,80.

Расчет парков автосамосвалов. Сначала вычисляют сменный грузо-

оборот карьера

см

′

, т:

смраб

н.р

см

КА

⋅

′

, (72)

где А − годовая производительность карьера, т; К

н.р

− коэффициент неравно-

мерности работы карьера, К

н.р

= 1,1−1,2; n

раб

− число рабочих дней в году; n

см

− количество смен в сутки.

Рабочий парк автосамосвалов определяют по формуле

см

н.драб

КN

′

⋅=

, (73)

где К

н.д

− коэффициент неравномерности движения автосамосвалов,

н.д

= 1,2.

Инвентарный парк автосамосвалов рассчитывают по формуле

2. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

2.2. Эксплуатационный расчет



Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий

-65-

раб

инв

N =

. (74)

Определение пропускной и провозной способности карьерных авто-

дорог. Пропускную способность N

, автомобилей в час, находят следующим

образом:

)(

υ0001

атн.д

ср.т

lLК

⋅

, (75)

где υ

ср.т

− среднетехническая скорость движения автосамосвала, км/ч,

поргр

ср.т

υυ

υ2υ

⋅

(здесь υ

гр

, υ

пор

− средние скорости движения автомобиля с

грузом и без груза, км/ч); L

− максимальный тормозной путь (определяется в

тяговом расчете), м; l

− длина автомобиля, м.

Провозную способность M

, т/ч, вычисляют по формуле

М ⋅=

рез

, (76)

где К

рез

− коэффициент резерва пропускной способности, К

рез

= 1,75−2,0.

Пример расчета. Выполнить тяговый и эксплуатационный расчеты ав-

тосамосвала, движущегося по трассе (рис. 2.20

), используя следующие ис-

ходные данные:

годовая производительность карьера А = 40 млн т;

коэффициент неравномерности работы карьера К

н.р

= 1,1;

число рабочих дней в году n

раб

= 305;

продолжительность смены Т

см

= 8 ч;

насыпная плотность груза γ = 2 т/м

;

расстояние транспортирования груза L = 4 км;

скорость ветрового потока υ

= 10 м/с (36 км/ч);

тип автосамосвала − БелАЗ-75132;

тип экскаватора − ЭКГ-15;

коэффициент экскавации К

= 0,75;

породы скальные.

2. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

2.2. Эксплуатационный расчет



Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий

-66-

Рис. 2.20. План и продольный профиль расчетной трассы

1. Суммарные силы сопротивления движению автосамосвала на 1-м

участке в грузовом и порожняковом направлениях определяем по формуле

5,178080535,17

гр1гр1гр1гр1гр1

вогр1

=++++=++++=

Rji

WWWWWW

кН;

61020063

пор1пор1пор1пор1пор1

вопор1

=+−++=++++=

Rji

WWWWWW

кН;

где

500117)105130(500ω

гр1гр1

оо

=+=⋅= МW

Н = 117,5 кН;

00063105600ω

пор1пор1

оо

=⋅=⋅= МW

Н = 63 кН;

23553

6,3

)3620(

405,5

6,3

υυ

ва

лппв

)(

гр1

⋅⋅=

⋅⋅= SW

Н = 53 кН;

2066,09,0

)105130)(081,9500(

10316003

ηη

)ω(

3600

тром

1о

дв

гр1

=⋅⋅

+⋅+

⋅

=⋅⋅

⋅+

⋅

Мig

км/ч;

пор1

, т. к.

)36(37)υ(υ

ва

пор1

−=−

< 35 км/ч;

3766,09,0

105)081,9600(

10316003

ηη

)ω(

3600

тром

дв

пор1

=⋅⋅

⋅⋅+

⋅

=⋅⋅

⋅+

⋅

Мig

км/ч;

пор1гр1

т. к. i

= 0 км/ч;

8Н755703,0)1,01)(105130(0001)γ1(0001

гр1и

гр1

==⋅++=⋅+= аМW

кН;

2. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

2.2. Эксплуатационный расчет



Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий

-67-

03,0

00016,3

6,3

гр1

р1

⋅

м/с

;

3102)02,0)(1,01(1050001)γ1(0001

пор1и

1пор

−=−+⋅=⋅+= аМW

Н = − 2кН;

02,0

00016.3

4037

6,3

υυ

пор1

пор2пор1

−=

⋅

−

⋅

−

аа

м/с

;

пор1гр1

, т. к. 1-й участок прямолинейный.

Результаты расчетов суммарных сил сопротивления движению автоса-

мосвала на каждом участке трассы в грузовом и порожняковом направлениях

сведены в табл. 2.8

Таблица 2.8

Суммарные силы сопротивления движению автосамосвала

Участок

, Н/т

, кН

W, кН

, км/ч

а, м/с

Грузовое направление

500

117,5

178,5

0,03

400

23,5

63,5

234

400

165

0,13

1 000

235

−24

376

−0,09

Порожняковое направление

1 200

126

27,5

137,5

0,10

480

−3

−0,03

480

10,5

69,5

0,02

600

−2

−0,02

2. Динамический фактор автосамосвала на 1-м участке составляет

53333500ωω

гр1гр1

огр1

=+=+=

Н/т;

57822600ωω

пор1пор1

опор1

=−=+=

Н/т,

где

3303,0)1,01(0001)γ000(11ω

гр1

=⋅+=⋅+= а

Н/т;

22)02,0()1,01(0001ω

пор1

−=−⋅+=

Н/т.

Воспользовавшись тяговой характеристикой автомобиля (рис. 2.21),

определяем значения

км/ч; 26υ

гр1

кН; 111

гр1

км/ч; 22,5υ

пор1

кН. 126

пор1

2. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

2.2. Эксплуатационный расчет



Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий

-68-

Рис. 2.21. Тягово-динамическая характеристика автомобиля

(к примеру расчета)

Данные по остальным участкам приведены в табл. 2.9.

Таблица 2.9

Скорость движения и значения силы тяги автомобиля

Уча-

сток

Динамический фактор Д, Н/т

υ,

км/ч

кН

Формула Расчет

Резуль-

тат

Грузовое направление

гр1гр1

ωω

о j

500 + 33 533 26 111

2гр2гр2

ωωω

о Ri

400 + 9,81⋅10 + 270

768 17 168

ãð3 uð3 ãð3

ω ωω

−+

400 − 9,81⋅15 + 143

396 33 83

гр4гр4гр4гр4

ωωωω

о Rji

+++

1 000 − 9,81⋅25 − 99 +

262,5

1 408 8 333

Порожняковое направление

пор4пор4пор4пор4

ωωωω

о Rji

++−

1 200 − 9,81⋅25 + 11 +

262,5

1 172 12 258

пор3пор3пор3

ωωω

о ji

480 − 9,81⋅15 − 33

594 23 124

пор2пор2пор2пор2

ωωωω

о Rji

++−

480 − 9,81⋅10 + 22 − 270

684 21 156

гр1гр1

ωω

о j

−

600 − 22

578 22,5 126

2. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

2.2. Эксплуатационный расчет



Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий

-69-

Производим проверку по условию F ≥ W на каждом участке трассы. В

грузовом направлении на всех участках данное условие не выполняется, по-

этому, принимая

кН;180

гр1

кН; 235

гр2

кН; 170

гр3

кН, 380

гр4

по тяговой характеристике определяем

км/ч; 81υ

гр1

км/ч; 31υ

гр2

км/ч; 81υ

гр3

гр4

= 7 км/ч.

Максимальное значение силы тяги должно соответствовать условию

ψ;0001

спгр4max

⋅⋅≤= gМFF

;5,081,95,5710001000380 ⋅⋅⋅≤

538772000380 ≤

Н.

3. Тормозной путь груженого автосамосвала на 3-м участке определяем

по формуле

3,48,15,2

гргр3гр3

дтптт

=+=+= LLL

м,

где

5,25,018278,0υ278,0

пгр3пт

гр3

=⋅⋅=⋅⋅= tL

м;

8,1

)15,04,075,081,9(6,32

18)1,01(

)ψ(6,32

υ)γ1(

гр3и

дт

гр3

−+⋅⋅

⋅+

−+⋅⋅

⋅+

ККg

м;

75,0ψ =

(см. табл. 2.6);

4,0

0001

400

0001

гр3

===К

;

15,0

0001

81,9

0001

⋅

Проведя аналогичные расчеты для автосамосвала, движущегося по-

рожняком на 4-м и 2-м участках, получаем

;м9,2

пор4

.м4,5

пор2

2. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

2.2. Эксплуатационный расчет



Расчеты транспортных машин открытых горных разработок. Учеб. пособие для практических занятий

-70-

4. Для определения расчетного и фактического расходов топлива авто-

самосвалом за один рейс сначала находим работу на транспортирование груза:

,мН108,9667)6,120004(105

)5,3081,900010004667)(105130(

ω)()0001ω)((

оттоттр

срср

⋅⋅=⋅−+

+⋅⋅+⋅+=

=∑−+⋅⋅+⋅+= LLqНgLqqА

где

Н/т;667

000111017002001

00016001001480700480

200170010010001

200120012001000170040010014000001500

ср

+++

⋅+⋅+⋅

+++

⋅+⋅+⋅+⋅+⋅

∑

⋅∑

м5,30

0001

2001257001510011000010

0001

⋅+⋅−⋅+⋅

⋅∑

;

.м6,124,59,23,4

пор2пор4гр3

тттт

=++=++=∑ LLLL

Тогда

4,54

43,0000101874

108,9

η1874

дизт.с

тр

⋅⋅

⋅

⋅⋅

кг;

61,81,041,041,0554,4

внмзимрф

=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= КККЕЕ

кг.

Расход масла − 2,5 кг; расход смазочных материалов − 0,6 кг.

5. Время рейса автосамосвала определяем по формуле

1,382,20,17,312,3

допрдвпр

=+++=+++= ttttТ

мин,

где

2,3

75,02159,0

5,0130

γ9,0

эк

⋅⋅⋅

⋅

⋅⋅⋅

⋅

КV

мин;

мин;7,311,1

5,2260

00016,3

2160

10016,3

2360

7006,3

1260

20016,3

760

20016,3

1860

7006,3

1360

10016,3

1860

00016,3

)(

р.зпоргрдв

=⋅













⋅

=⋅∑+∑= Кttt

мин;

2,235,185,0

доп

=+=t

мин.