II. Расчет параметров автомобильного транспорта

Требуется произвести расчет автомобильного транспорта.

Исходные данные: расчетная производительность карьера по руде – Q_К.Г =5,3 млн. т/год, тип экскаватора – ЭКГ – 4, профиль пути – уступ (i_y=5‰, L_y=1,3 км); траншея (i_T=65‰, L_T=0,9 км); поверхность (i_П=7‰, L_П=1,5 км), плотность разрыхленной руды γ=2 т/м³.

Транспорт руды осуществляется от забоев, расположенных по флангам карьера, до станции на поверхности. Главные дороги имеют гравийное покрытие. На уступах – дороги, выровненные и укатанные без покрытия.

Техническая характеристика экскаватора ЭКГ – 4 (основные данные): объём ковша V_К.Э=4 м³, время цикла t_Ц=24 с, коэффициент наполнения ковша K_H=0,75.

Обоснование типа автомобиля.

Тип автомобиля выбирается по насыпной плотности груза. Если γ≥1,3 т/м³, то целесообразно применять самосвал, если γ<1,3 – автомобиль-углевоз.

Марка автосамосвала выбирается по рациональному соотношению вместимостей кузова автомобиля V _к.а и ковша экскаватора V _к.э. При длине трассы автомобиля l_T=l_З+l_ТР+l_П ≤1,5 км, рекомендуется соотношение V _к.а/ V _к.э= 4 – 6, при 1,5 ≤ l_T ≤ 3 км, V _к.а/ V _к.э= 8 –12.

В нашем случае общая длина трассы l_T=1,3+0,9+1,5=3,7 км. Поэтому принимаем примерный объём кузова

V _к.а =(8 – 12)∙4=32 – 48 м³.

Полученному показателю соответствует автосамосвал БелАЗ – 75491.

Техническая характеристика самосвала БелАЗ – 75491: грузоподъёмность G=80 т; масса без груза G_о=72,5 т; объём кузова V _к.а= 35 м³; мощность двигателя N=750 кВт; наибольшая скорость движения с полной нагрузкой υ=50 км/ч.

В зависимости от типа дорожного покрытия выбирается удельное основное сопротивление движению автомобиля ω^/_о (табл. 2.1).

Для порожних автомашин приведенные в таблице 2.1 значения увеличиваются на 20 – 25%.

Таблица 2.1

Удельное основное сопротивление

Расчет скорости движения автомобиля.

Скорость движения автосамосвала может рассчитываться с помощью динамической характеристики.

1. Скорость движения автосамосвала по уступу.

Для укатанных естественных дорог удельное ходовое сопротивление ω_о равно 100 Н/кН.

Для груженой машины

D_Г= ω_о± ω_iy=100+5=105 Н/кН. (2.1)

По динамической характеристике (движение на второй передаче) находим υ_у=11 км/ч.

2. Скорость движения автосамосвала по траншее.

Для главных дорог с гравийным покрытием ω_о=25 Н/кН. Уклон траншеи i_T=65‰.

Динамический фактор

D= ω_о+ω_iT=25+65=90 Н/кН

По динамической характеристике (движение на второй передаче) получим υ_Т=13 км/ч.

3. Скорость движения автосамосвалов на поверхности.

ω_о=25 Н/кН, i_П=7‰ (уклон в сторону станции).

Динамический фактор

D= ω_о- ω_iП=25-7=18 Н/кН

По динамической характеристике (движение на второй передаче) находим υ_П=50 км/ч.

Сопротивление движению при установившейся скорости движения груженой машины на подъём по траншее

W=P∙(ω_о± ω_iT)∙g+W_B=152500(0,025+0,065)∙9,81=135000 Н, (2.2)

где P – масса автомобиля (P=G+G_o), кг; W_B – сопротивление воздушной среды, Н (при скоростях менее 15 км/ч его можно не учитывать, как это сделано в примере)

Скорость движения автосамосвала также может быть рассчитана из выражения

υ , (2.4)

где N – мощность дизеля автомобиля, кВт; η – КПД передачи; F – сила тяги для равномерного движения по рассматриваемому участку F=P(ω_о± ω_i).

При отсутствии динамических характеристик можно принимать следующие значения скорости движения по карьерным дорогам: по главным дорогам на поверхности υ=25 – 40 км/ч; по траншее при подъёмах υ=10 – 20 км/ч, при спусках υ=20 – 30 км/ч; по временным дорогам на уступах и на отливах υ=10 – 20 км/ч.

Тормозной путь.

Тормозной путь в зависимости от скорости движения автомобиля и дорожных условий определится следующим образом:

=15,8<[32,8 – 42,8] м, (2.5)

где υ_Н – скорость движения автомобиля в начале торможения; ψ – коэффициент сцепления колес автомобиля с дорожным покрытием; δ – коэффициент инерции вращающихся масс (δ=0,6); t₀ – время, затрачиваемое на реакцию водителя и срабатывание тормозов, с (принимается 0,6 – 0,7 с); ω_i – сопротивление движению от уклона.

Для рассматриваемого примера худший случай – это торможение порожнего автосамосвала при спуске в траншее по грязной дороге.

Тормозной путь допустимый

l_T=l_B – l_a=(40 – 50) – 7,2=[32,8 – 42,8] м,

где l_B – расстояние видимости (принимается l_B = 40 – 50 м – для карьеров с хорошими условиями видимости, l_B=30 м – для нагорных карьеров, l_B=20 м – для карьеров Крайнего Севера и Восточной Сибири); l_a – длина автомобиля. Фактическая скорость движения автомобиля υ_ф=υ∙к_с, где к_с – коэффициент скорости (принимается по таблице 2.3).

Таблица 2.3

Значение коэффициента к_с

Скорость движения автомобиля при движении по криволинейным участкам

, м/с,

где R – радиус поворота, м; f_CK – коэффициент бокового скольжения (f_CK=0,3 – 0,45); i_B - поперечный уклон (i_B=0,02 – 0,06).

Скорости движения автомобиля по участкам трассы не должны превышать значения скорости, допускаемой при движении по кривой.

Таблица 2.2

Коэффициенты сцепления колес с дорогой

Выбор рейса (оборота) автомобиля.

, мин, (2.7)

где Σ и Σ – суммарное время движения соответственно груженого и порожнего автосамосвала, мин;

t_ПОГР, t_РАЗГР – время соответственно загрузки и разгрузки автосамосвала, мин;

t_ДОП – дополнительное время (t_ДОП=3 – 5 мин).

=7,1+4,2+1,8=13,1 мин, (2.8)

где t_y, t_T, t_П – время движения груженого автосамосвала по уступу, траншее и поверхности.

Аналогично определяется Σ , только с увеличенными скоростями на 20%. При этом получается Σ = 10,9 мин.

При =5,3 мин (2.9)

При ,

где K_H – коэффициент наполнения ковша породой; К_Ш – коэффициент «шапки» (К_Ш≤ 1,2).

Принимаем время разгрузки автосамосвала t_РАЗГР=1 мин. Дополнительное время t_ДОП принимается равным 3 – 5 мин (принимаем t_ДОП=4 мин).

Время рейса (оборота) автомобиля для рассматриваемого примера составит

T=5,3+13,1+1+10,9+4=34,3 мин.

Эксплуатационный расчет автосамосвала.

Техническая производительность автосамосвала

=979,6 т/смену, (2.10)

где Т_СМ – время работы автомашины в смену, ч; G – грузоподъёмность, т;

=1

G_Ф – масса фактически загруженного груза, т

(G_Ф=V_К.А ∙ γ = 40∙2=80 т).

Эксплуатационная производительность автосамосвала

Q_Э=Q_T ∙K_И=979,6 ∙ 0,8 ≈ 784 т/смену, (2.11)

где K_И – коэффициент использования рабочего времени (принимается K_И=0,8).

Рабочий парк автосамосвалов

=12,9 ≈13 автомашин, (2.12)

где f_H – коэффициент неравномерности работы автотранспорта (f_H=1,15); Q_СУТ – суточная производительность карьера; n_CM – количество рабочих смен в сутки.

=17700 т/сутки, (2.13)

где Q_К.Г – расчетная (проектная) производительность карьера по руде.

Инвентарный парк автосамосвалов

=17,3 ≈18 автомашин,

где K_Г – коэффициент технической готовности автосамосвала (K_Г=0,7 – 0,8).

Поиск по сайту: