Выбор средств транспорта в условиях шахты

 

6.2. Определение  массы состава

6.2.1. Число вагонеток  в гружёном составе

Допустимая масса гружёного  состава Q_г (т) определяется для наиболее тяжёлого случая, возникающего в экстренных ситуациях – трогания на подъём. В связи с тем, что такой случай является экстраординарным, трогание осуществляется с учётом подсыпки песка, т.е. при максимальном коэффициенте сцепления колёс с рельсами  y_п = 0,24.

, т

где: Q_э – сцепная масса электровоза, т;

        a_min – минимальное ускорение состава при трогании с места, a_min =0,03 м/с²;

       w_г – удельное сопротивление движению гружёных вагонеток, даН/т;

       i_р – преобладающий (руководящий) уклон рельсового пути, i_р = 3,5 ⁰/₀₀ ;

        w_кр – дополнительное удельное сопротивление вагонеток при трогании на криволинейном участке, даН/т, w_кр = 0.

 т

Допустимая масса гружёного  состава из условия обеспечения  сцепления при установившейся скорости движения под уклон:

, т                    

где: y – коэффициент сцепления колёс с рельсами (выбирается в зависимости

              от состояния рельсового пути).

 т

Масса гружёного состава  Q_{г min} принимается по меньшему из двух значений  Q_г,  полученных выше. Принимаем Q_{г min} = 229,5 т

Количество гружёных вагонеток в поезде Z_г (шт) определяется по формуле:

, шт                    

где: V_к – ёмкость кузова вагонетки, м³;

       r_з – коэффициент заполнения вагонетки;

      g – насыпная плотность груза, т/м³;

       m_в – масса порожней вагонетки, т.

 шт

Принимаем число вагонеток Z_г = 56 шт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2.2. Число вагонеток в порожнем составе

Допустимая масса порожнего состава Q_п (т) определяется из условия обеспечения сцепления при установившейся скорости движения на подъём:

, т                     

где   w_п – удельное сопротивление движению порожних вагонеток, даН/т.

 т

Допустимая масса порожнего  состава из условия трогания с места на преобладающем (средневзвешенном) уклоне:

, т      

 т

Количество порожних вагонеток в поезде  Z_п (шт) определяется по формуле:

, шт

 шт

Окончательное количество вагонеток в поезде принимается по меньшему из значений  Z_г  и Z_п, которое округляется до ближайшего меньшего целого числа  Z. Принимаем число вагонеток Z = 56 штук.

 

 

 

 

 

 

 

6.2.3. Расчётная  масса состава

Масса гружёного и порожнего  состава уточняется по полученному числу вагонеток:

Тогда:

 т

,т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.3. Проверка  тяговых двигателей по нагреву

Проверка весовой нормы  поезда по нагреву тяговых двигателей производится методом эквивалентного тока. Условие, обеспечивающее нормальную работу тяговых двигателей без перегрева:

, А

где: I_эф – эффективный ток двигателя за рейс, А;

       I_дл – длительный ток двигателя, А.

Эффективный ток двигателя вычисляется по формуле:

, А

где: a – коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев двигателей при

            маневрах (для аккумуляторных электровозов  a = 1,05÷1,15);

I_г и I_п – ток электродвигателей электровоза при движении соответственно

            гружёного и порожнего составов, А;

t_г и t_п – время движения гружёного и порожнего составов на маршруте, мин;

Т_р – продолжительность рейса, мин.

Продолжительность рейса  вычисляется по формуле:

, мин

где: q₁ – продолжительность нахождения электровоза в околоствольном дворе

              (для составов вагонеток с глухим кузовом  15 мин);

       q₂ – продолжительность нахождения электровоза в пункте погрузки (для

              всех типов вагонеток 10 мин);

       q₃ – продолжительность дополнительных маневровых операций в местах

              пересечений транспортных магистралей и др. (5÷10минут).

 

Величина тока электродвигателей  и время его действия при движении поезда в грузовом и порожнем направлениях определяется по соответствующим значениям силы тяги (F_п¢  и F_г¢) электровоза.

, даН

даН

, даН

даН

Сила тяги, приходящаяся на один двигатель электровоза, соответственно будет равна:

 даН

 даН

Исходя из полученных значений силы тяги, по электромеханической характеристике электродвигателя ДРТ-23,5 (рис.9) определяем величину токов I_г и I_п, потребляемых электродвигателем, и скорость движения поезда V_г и V_п.

 

А	А
км/ч	км/ч

Время движения гружёного  и порожнего поездов определяется соответственно по формулам:

 мин

 мин

Тогда:

 мин

 

 А

Так как условие I_эф £ I_дл не выполняется (91>61 А), то следует принять меньшее число вагонеток и повторить заново расчеты.

 

Рис.9 Электромеханическая характеристика электродвигателя ДРТ-23,5

 

 

Примем количество вагонеток Z = 25 штук.

 т

т

 даН

 

 даН

 даН

 даН

А	А
км/ч	км/ч

 мин

 мин

 мин

А

Условие I_эф £ I_дл выполняется (60,4<61 А), значит окончательно принимаем 25 вагонеток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.4. Допустимая  скорость и масса поезда по торможению

6.4.1. Допустимая скорость поезда по торможению

Проверка допустимой скорости поезда по условию обеспечения  тормозного пути производится при движении гружёного состава на преобладающем (средневзвешенном) уклоне вниз. Для этого в расчете необходимо определить допустимую скорость движения гружёного поезда  по формуле:

, км/ч

где: l_Т – длина безопасного тормозного пути, принимается в соответствии с

             действующими ПБ (для грузовых составов  l_т = 40 м);

       b_т – удельная тормозная сила поезда, даН/т.

Удельная тормозная сила поезда рассчитывается по формуле:

, даН

где: y_т – коэффициент сцепления колес локомотива с рельсами при

                торможении, y_Т=0,17;

       В_д – дополнительная тормозная сила, создаваемая рельсовыми

                электромагнитными тормозами (при их наличии), принимается по

                характеристике электровоза, даН.

, даН

где: S_{б эл} – жёсткая база электровоза, S_{б эл} = 1,655м;

        k_м – удельная сила прижатия рельсового тормоза к рельсу, k_м = 2500даН/м;

       n_рт – число рельсовых тормозов на локомотиве, n_рт = 2шт

 даН

 даН

 км/ч

Для безопасного торможения поезда должно выполняться условие             V_г £ V_доп (7,8 < 16,8). Так как оно выполняется, то работа электровоза АРП–14 с вагонетками ВГ–3,3 в количестве 25 шт. допустима.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.4.2. Допустимая масса поезда по торможению

Выполнить условие безопасного  торможения гружёного поезда можно без принудительного ограничения его скорости движения. Безопасное торможение может быть обеспечено за счёт уменьшения массы гружёного поезда (уменьшение вагонеток), при которой гарантируется безопасное торможение.

Допустимая масса поезда по торможению определяется по формуле:

 

Допустимое число вагонеток  определяется по формуле:

, шт

Должно выполняться условие Z ≤ Z_г.

Так как это условие  выполняется (25 < 260 шт), то работа электровоза    АРП-14 с вагонетками ВГ-3,3 в количестве 25 штук допустима.

 

 

 

 

 

 

 

6.5. Определение количества электровозов

Необходимое количество рейсов в смену для вывоза груза  R_рг (шт) следует определять по формуле:

, шт

где: k_н – коэффициент неравномерности выдачи груза, k_н = 1,35;

       А_пп – сменный суммарный грузопоток участка или горизонта, т/см.

шт

Примем R_рг = 16 рейсов

 

Необходимое число рейсов в смену для перевозки грузов и пассажиров R_р следует рассчитывать с учётом потребного числа рейсов для перевозки людей R_л: 

 

Число рейсов, которое  может совершить один электровоз в течение смены:

, шт

где: Т_о – чистое время работы электровозной откатки в смену, ч (принимается

              по нормам технологического проектирования на 30 мин меньше

              продолжительности смены)

 шт

Принимаем R_э = 6 рейсов.

 

 

Инвентарное количество электровозов N_и  определяется  с учётом их резервирования по формуле:

где: N_р – количество рабочих электровозов,  шт;

       N_рез – количество резервных электровозов, шт.

, шт

Примем N_р = 3, тогда количество резервных электровозов N_рез=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.6. Технико-экономические показатели откатки

6.6.1. Производительность  электровозов

Сменная производительность одного рабочего электровоза (локомотива) λ_р  определяется по формуле:

, т∙км

Сменная производительность одного инвентарного электровоза (локомотива)  l_и  определяется по формуле:

, т∙км