ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ - РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОВОЗНОЙ ОТКАТКИ
создание документов онлайн
Документы и бланки онлайн

Обследовать

Администрация
Механический Электроника
биологии
география
дом в саду
история
литература
маркетинг
математике
медицина
музыка
образование
психология
разное
художественная культура
экономика Сельское хозяйство Строительство архитектура Финансы бизнес бухгалтерский учет одежда перевозки связи справедливость страхование торговля


ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ - РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОВОЗНОЙ ОТКАТКИ

перевозки


Отправить его в другом документе Tab для Yahoo книги - конечно, эссе, очерк Hits: 2548


дтхзйе дплхнеофщ

Схема оформления и методы решения задач транспортного типа
СКВОЗНАЯ ПРОГРАММА ПРАКТИК - Направление 190500 – Эксплуатация транспортных средств
ВЫБОР СХЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ И РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ СКЛАДСКИХ СООРУЖЕНИЙ
ВЫБОР ТИПА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ЗАДАННЫХ ГРУЗОВ
ВЫБОР СХЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ И РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ СКЛАДСКИХ СООРУЖЕНИЙ
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ И СКЛАДСКИХ ОПЕРАЦИЙ
ВЫБОР ТИПА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ЗАДАННЫХ ГРУЗОВ
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЫ ТРУДА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ МАШИН
 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет»

Кафедра стационарных и транспортных машин

ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОВОЗНОЙ ОТКАТКИ

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ

1.1. Организация откатки

На угольных шахтах для транспортирования угля, породы и вспомогательных грузов, а также для перевозки людей следует применять следующие виды подвижного состава:

– электровозы – рудничные, контактные, аккумуляторные исполнения РП или РВ (аккумуляторные), высокочастотные;

– дизелевозы;

– гировозы;



– секционные поезда с открывающимися днищами;

– вагонетки шахтные с откидными днищами, вагонетки с глухим кузовом, вагонетки для перевозки людей, специальные вагонетки (или платформы) для перевозки вспомогательных грузов и оборудования.

Для расчёта электровозной откатки шахты или горизонта и выбора оборудования необходимы следующие исходные данные:

– категорийность шахты по газу и пыли,

– проектная мощность шахты (горизонта),

– план и профиль откаточных выработок,

– количество и производительность погрузочных пунктов,

– сменный грузопоток от добычных и подготовительных участков,

– тип локомотивов и вагонеток,

– состояние рельсового пути,

– способ организации (однозвенная, двухзвенная с закреплением или без закрепления локомотивов за составами).

Если откатка двухзвенная, то расчёты следует вести отдельно для магистральной откатки и для сборочной откатки в пределах каждого пункта группировки грузопотока.

В расчётах откатки поездом именуется состав из вагонеток вместе с локомотивом. При расчётах откатки для вновь проектируемых шахт и горизонтов уклон профиля пути необходимо принимать 3-5 ‰.

Выбор локомотива следует производить с учетом типа грузов и условий откатки по рекомендациям табл. 1.

1.2. Определение спрямленных уклонов

Преобладающим называется максимальный уклон (более 5 ‰), протяженностью не менее длины состава плюс длина тормозного пути. При наличии нескольких преобладающих уклонов на маршруте расчёт ведётся по большему уклону.

Таблица 1

Область применения шахтных локомотивов

Категория шахт по
пыли и газу

Тип горной выработки

со свежей струёй воздуха

с исходящей струей

тупиковые

магистральные

участковые

Негазовые
и неопасные по пыли

К10; К14; 10КР;

14КР; К14М;

КТ14; КТ28

7КР;

10КР;

К10

7КР;

10КР;

К10

7КР;

10КР;

К10

Опасные
по пыли

или

I и I I

категории

по газу

К10; К14; 10КР;

14КР; К14М;

КТ14; КТ28;

8АРП3; АРП10;

АРП14; АРП28;

АМ8-2; АМ8Д;

2АМ8Д; В14

7КР; 10КР;

АК2У;

4,5АРП2;

 8АРП3;

АРП10;

АМ8-2;

АМ8Д

АРП7Б;

АРВ7Б;

8АРП3;

 АМ8-2;

АМ8Д;

2АМ8Д

АК2У;

4,5АРП2;

АРП7Б;

АРВ7Б;

8АРП3;

АРП10;

АМ8-2; 

АМ8Д

Опасные по внезапным выбросам и с суфлярными выделениями метана

АРВ7Б;

АРП7Б**;

8АРП3**;

АРП10**;

АРП14**;

АМ8-2**; АМ8Д**

2АМ8Д**; Д7

4,5АРП2**;

АРВ7Б;

АРП7Б**;

8АРП3**;

АРП10**;

АРП14**;

АМ8-2**;

АМ8Д**; Д7

АРВ7Б;

Д7

Г6

АРВ7Б;

Г6

Примечание: *) Для использования необходимо разрешение главного инженера угольной компании.

**) При условии подхода к очистным забоям на расстоянии не ближе 50 м.

При отсутствии преобладающего уклона расчет следует вести по спрямлённому уклону , величина которого определяется в зависимости от наличия исходных данных по формуле

;

или                                                     ,

где n – число маршрутов или спрямлённых участков;

 – уклон n-го участка пути;

 – длина n-го участка маршрута, м;

 – длина маршрута, м;

 – соответственно отметки уровня начала и конца спрямляемого участка (маршрута), м;

L – длина спрямляемого участка (маршрута), м.

В случае закрепления электровозов за маршрутами и составами расчёт должен выполняться для каждого маршрута отдельно.

1.3. Средневзвешенные уклон и длина откатки

При не закреплении электровозов и отсутствии на всех маршрутах преобладающих уклонов, в расчётах можно пользоваться средневзвешенными значениями уклона.

Величина средневзвешенного уклона  (‰) определяется по формуле

iсв = (iс1ЧL1 + iс2ЧL2 +…+ i СnЧL Сn)/(L1 + L2 +…+ Ln) ,

где iс1, icn – спрямлённый уклон каждого из маршрутов, 0/00;

L1, Ln – длина откатки для каждого из маршрутов, м.

В этом случае в дальнейших расчётах принимается средневзвешенная длина откатки и суммарная сменная производительность.

Средневзвешенную длину откатки Lсв (м) рассчитывают по формуле

Lсв = (L1ЧA1 + L2ЧA2 +…+ LnЧAn)/(A1 + A2 +…+ An) ,

где А1, Аn – грузопоток на каждом из маршрутов, т/смену.

1.4. Производительность откатки

Сменная производительность откатки составляет

А = А1 + А2 +…+ Аn .

Если электровозы не закреплены за маршрутами и составами и на части маршрутов имеются преобладающие уклоны, а на остальных они отсутствуют, то расчёт для каждого маршрута с преобладающим уклоном выполняется отдельно, а маршруты, на которых отсутствуют преобладающие уклоны, объединяются в расчётные схемы со средневзвешенной длиной и уклоном и суммарным грузопотоком.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ СОСТАВА

2.1. Число вагонеток в груженом составе

Допустимая масса состава определяется из условий:

– трогания с места;

– обеспечения установившегося движения;

– проверки по нагреву тяговых двигателей;

– обеспечения нормативной величины тормозного пути.

Допустимая масса гружёного состава Qг (т) определяется для наиболее тяжёлого случая, возникающего в экстренных ситуациях – трогание 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 yп = 0,24 (табл. 2).

Qг = Qэ [1000 yп/(wг + iр + wкр + 110 amin ) – 1],

где Qэ – сцепная масса электровоза, т;

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

wг – основное удельное сопротивление движению гружёных вагонеток (секций), даН/т (табл. 3);

iр – преобладающий (руководящий) уклон рельсового пути, а при его отсутствии iр = iсв, ‰;

wкр – дополнительное удельное сопротивление вагонеток (секций), даН/т, при трогании на криволинейном участке, если такой случай имеет место быть. Если такого случая нет, то wкр = 0.

Таблица 2

Коэффициент сцепления колес электровоза с рельсами

Состояние рельсов

Коэффициент сцепления y

Покрыты жидкой угольной и породной грязью

0,06–0,08

Влажные, практически чистые

0,09

Мокрые, чистые

0,12–0,13

Сухие, практически чистые

0,17

Посыпанные песком

0,18–0,24

Покрыты песком, раздавленным в результате предшествующей поездки

0,14–0,18

Дополнительное удельное сопротивление движению состава при трогании на криволинейном участке пути определяется по формуле

wкр = [120Ч(Sб + k)ЧdЧb/r]Чlкр/lс ,

где Sб – жёсткая база вагонетки (секции), м;

k – ширина колеи, м;

d – коэффициент, учитывающий влияние загрузки вагонетки (секции), для гружёной d = 0,85; для порожней d = 1,0;

b – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности рельсов, для сухих b = 1,0; для мокрых b = 0,45;

r – радиус кривой, м;

lкр – длина кривой, м;

lс – длина состава, м.

При условии lc Ј lкр в расчётах следует принимать lкр/lс = 1.

Таблица 3

Удельное сопротивление движению шахтных вагонеток (секций)

Вместимость вагонеток

(секций), м3

Основное удельное сопротивление

движению, даН/т

wг

wП

Вагонетки 1,6 включительно

10

12

2,5

9

11

3,3

7

9

5,6

6

7

Секционный поезд 3,5

8

10

Допустимая масса гружёного состава из условия обеспечения сцепления при установившейся скорости движения под уклон Qг (т):

Qг = Qэ [1000 y/(wгiр ) – 1] ,

где y – коэффициент сцепления, выбирается в зависимости от состояния рельсового пути (табл. 2).

Масса гружёного состава Qг min принимается по меньшему из двух значений Qг, полученных выше.

Количество гружёных вагонеток в поезде Zг (шт.) определяется по формуле

Zг = Qг min/(VкЧrзЧg + mв) ,

где Vк – ёмкость кузова вагонетки (секции), м3;

rз – коэффициент заполнения вагонетки (секции). Для вновь проектируемых шахт принимается rз = 1,0; для действующих шахт – по результатам замеров;

g – насыпная плотность груза, т/м3;

mв – масса порожней вагонетки (секции), т.

При использовании секционного поезда для определения количества гружёных секций в поезде необходимо учесть массу тележки mт, на которую опирается первая секция. В этом случае

Zг = (Qг minmт)/(VкЧrзЧg + mв) .

Если первая секция секционного поезда опирается на вагонетку ВДК (масса которой mВДК, а объём кузова VВДК), то количество гружёных секций определится как

Zг = (Qг minmВДКVВДК ЧrзЧg)/(VкЧrзЧg + mв) .

2.2. Число вагонеток в порожнем составе

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

Qп = Qэ [1000 y/(wпiр ) – 1] ,

где wп – удельное сопротивление движению порожних вагонеток (секций), даН/т (табл. 3).

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

Qп = Qэ [1000 y/(wп + iр + 110 amin) – 1] ,

Количество порожних вагонеток в поезде Zп (шт.)

Zп = Qп min/mв ,

При определении количества порожних секций секционного поезда, в случае, если он комплектуется головной тележкой:

Zп = (Qп minmт)/mв ,

Если головная секция опирается не вагонетку ВДК, то число порожних секций поезда следует определять по формуле

ZП = (QП minmВДК)/mв ,

где Qп min – масса порожнего состава, принимаемая по меньшему из двух значений Qп полученных выше;

mВДК – масса вагонетки ВДК, т.

2.3. Число вагонеток в поезде

Окончательное количество вагонеток (секций) в поезде принимается по меньшему из значений Zг и Zп, которое округляется до ближайшего меньшего целого числа Z.

2.4. Расчетная масса состава

Масса гружёного и порожнего состава уточняется по полученному числу вагонеток:

Qг = ZЧ(VкЧrзЧg + mв) ,

Qп = ZЧmВ .

Масса гружёного и порожнего состава секционного поезда, если он комплектуется головной тележкой или вагонеткой ВДК, уточняется по полученному числу секций:

Qг = ZЧ(VкЧrзЧg + mв) + mт ,

Qп = ZЧmВ + mт  

или

Qг = ZЧ(VкЧrзЧg + mв) + VВДК ЧrзЧg,

Qп = ZЧmВ + mВДК .

3. ПРОВЕРКА ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПО НАГРЕВУ

3.1. Эффективный ток

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

Iэф Ј Iдл ,

где Iэф – эффективный ток двигателя за рейс, А;

Iдл – длительный ток двигателя, А (берётся из табличных данных технических характеристик электровозов).

Iэф = a Ц(Iг2Чtг + IП2ЧtП)/tР ,

где a – коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев двигателей при маневрах; для аккумуляторных электровозов a = 1,05-1,15; для контактных – a = 1,15-1,30;

IГ и IП – ток электродвигателей электровоза при движении соответственно гружёного и порожнего составов, на маршруте со средневзвешенным уклоном, А;

tГ и tП – время движения гружёного и порожнего составов на
маршруте, мин;

ТР – продолжительность рейса, мин.

ТР = tГ + tП + q1 + q2 + q3 ,

где q1 – продолжительность нахождения электровоза в околоствольном дворе (для составов вагонеток с глухим кузовом 15 мин, с донной разгрузкой 10 мин, для секционных поездов 7 мин;

q2 – продолжительность нахождения электровоза в пункте погрузки (для всех типов вагонеток 10 мин, для секционных поездов 7 мин);

q3 – продолжительность дополнительных маневровых операций в местах пересечений транспортных магистралей и др., 5-10 мин.

Указанные значения времени могут быть рекомендованы для ориентировочных расчётов.

Для определения продолжительности операций, выполняемых магистральным электровозом в конечных пунктах маршрута, предварительно необходимо установить реальную схему движения электровоза и организацию работы. Подсчитывать продолжительность маневровых операций необходимо с учетом следующих рекомендаций:

скорость движения электровоза, м/с

в хвосте состава при заталкивании

1,0

в голове состава

гружёного

1,25

порожнего

1,5

без состава

2,0

при прохождении стрелок и вент. дверей

1,0 ё 1,5

в процессе разгрузки составов из вагонеток

с глухим кузовом

0,8 ё 1,0

с донной разгрузкой

1,2

секционных поездов

1,6 ё 2,0

продолжительность операций, с

проезд одной стрелки или съезда

20

прицепка или отцепка электровоза

10

перемена хода электровоза

20

перевод централизованных стрелок и подготовка диспетчером маршрута

10

3.2. Силы тяги состава

Величина тока электродвигателей и время его действия при движении поезда в грузовом и порожняковом направлениях определяется по соответствующим значениям силы тяги (FГў и FПў, даН) электровоза.

FГў = (QЭ + QГ)Ч(wГ + iКРiСВ) ,

FПў = (QЭ + QГ)Ч(wП + iКР + iСВ) .

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

FГ = 0,5ЧFГў    и          FП = 0,5ЧFПў.

При использовании спаренных электровозов (2АМ8Д, АРП-28, КТ-28 и др. прил. 3 и 4) силы тяги, приходящиеся на один электродвигатель, будут равны:

FГ = 0,25ЧFГў и          FП = 0,25ЧFПў.

Исходя из полученных значений силы тяги, по электромеханической характеристике электродвигателя (см. приложения с 6 по 25) определяется величина токов IГ и IП, потребляемых электродвигателем, и скорость движения поезда vГ и vП. Для аккумуляторных электровозов скорость движения определяется по графику с учётом снижения напряжения батареи (непрерывная кривая).

3.3. Время движения поезда

Время движения гружёного и порожнего поездов определяется соответственно по формулам:

tГ = 60ЧLСВ/0,75ЧvГ               и                     tП = 60ЧLСВ/0,75ЧvП .

Рассчитать IЭФ с учётом установленных значений IП, IГ, tП и tГ. Если в результате IЭФ > IДЛ, то необходимо или увеличивать время рейса за счет (q1 + q2 + q3),  или уменьшать количество вагонеток (секций) в поезде Z и повторить расчёты, начиная с п. 3.1. Расчёты IЭФ следует повторять до тех пор, пока не будет выполняться условие IЭФ Ј IДЛ.

Чтобы избежать нескольких повторений такого перерасчёта, следует воспользоваться формулой для определения массы гружёного состава с учётом нагрева тяговых двигателей до допустимой величины:

QГнагр = FДЛ/[aЧ(wГiР)t1/2] – QЭ ,

где FДЛ – сила тяги длительного режима, определяемая по электромеханической характеристике в соответствии с IДЛ;

t – относительная продолжительность движения:

t = (tГ + tП)/TР.

По полученной величине QГнагр определяется количество вагонеток (секций) Zнагр в поезде по условию допустимого нагрева тяговых двигателей и расчёт повторяется до определения значения IЭФ.

4. ДОПУСТИМые СКОРОСТЬ И МАССА
ПОЕЗДА ПО ТОРМОЖЕНИЮ

4.1. Допустимая скорость 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 VДОП (км/час) по формуле

,

где  – длина безопасного тормозного пути, принимается в соответствии с действующими Правилами безопасности (для грузовых составов  = 40 м);

 – удельная тормозная сила поезда, даН/т.

Удельная тормозная сила поезда рассчитывается по формуле

bТ = (1000ЧQЭЧyТ + ВД)/(QЭ + QГ) ,

где yТ – коэффициент сцепления колес локомотива с рельсами при торможении (табл. 2);

ВД – дополнительная тормозная сила, создаваемая рельсовыми электромагнитными тормозами (при их наличии), принимается по характеристике электровоза, даН.

ВД = (0,08–0,10)SБ ЭЛЧКМЧnРТ ,

где SБ ЭЛ – жесткая база электровоза, м;

КМ – удельная сила прижатия рельсового тормоза к рельсу, следует принимать 2500–3000 даН/м;

nРТ – число рельсовых тормозов на локомотиве, шт.

Для безопасного торможения поезда в расчете следует выполнить условие

vГ Ј VДОП.

Если скорость движения поезда vГ, установленная по тяговой характеристике электровоза, оказалась больше допустимой скорости, то в этом случае следует ограничить скорость до величины, не превышающей VДОП (vГ = VДОП), и произвести перерасчёт tГ и ТР.

Для электровозов, оборудованных тиристорной системой управления тяговыми двигателями, плавное регулирование скорости осуществляется эффективно в широких пределах.

4.2. Допустимая масса поезда по торможению

Выполнить условие безопасного торможения груженого поезда можно без принудительного ограничения его скорости движения, как показано выше. Безопасное торможение может быть обеспечено за счёт уменьшения массы груженого поезда (уменьшения числа вагонеток). Масса груженого поезда, при которой гарантируется безопасное торможение, может быть определена как

QГ = (1000ЧQЭЧj + ВД)/[(4,17ЧvГ2/lТ) – wГwКР + iСВ].

По полученной  величине QГ определяется число вагонеток или секций в составе, как это представлено в п. 2.1.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ЭЛЕКТРОВОЗОВ

5.1. Необходимое число рейсов

Необходимое количество рейсов в смену для вывоза груза RРГ (шт.) следует определять по формуле

RРГ = kНЧAПП/(vКЧzЧrЗЧg) ,

где kН – коэффициент неравномерности выдачи груза. При отсутствии аккумулирующих ёмкостей kН = 1,5 (при наличии ёмкости kН определяется расчётом, но принимается равным не менее 1,25);

АПП – сменный суммарный грузопоток участка или горизонта (уголь, порода, материалы и оборудование), т/см.

В случае использования секционных поездов ПС с головной вагонеткой ВДК необходимое количество рейсов определяется по формуле

RРГ = kНЧAПП/(vКЧzЧrЗЧg + vВДКЧrЗЧg) .

Перевозка подземных рабочих является обязательной по действующим правилам безопасности [6], если расстояние от околоствольного двора до погрузочного пункта выемочного участка более одного километра. Поэтому необходимое число рейсов в смену для перевозки грузов и пассажиров RР (шт.) следует рассчитывать с учётом потребного числа рейсов для перевозки людей RЛ (шт.):

RР = RРГ + RЛ.

5.2. Возможное число рейсов

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

RЭ = 60ЧТОР ,

где ТО – чистое время работы электровозной откатки в смену, ч.

Принимается по нормам технологического проектирования на 30 мин меньше продолжительности смены.

5.3. Количество электровозов

Инвентарное количество электровозов NИ (шт.) определяется с учётом их резервирования по формуле

NИ = NР + NРЕЗ ,

где NР – количество рабочих электровозов, шт.;

NРЕЗ – количество резервных электровозов, следует принимать выполняя условия:

при NР Ј 3             

NРЕЗ = 1

при NР = 4-6

NРЕЗ = 1

при NР = 7-12      

NРЕЗ = 2

при NР і 13

NРЕЗ = 3-4

NР = RР/RЭ.

6. Технико-экономические ПОКАЗАТЕЛИ ОТКАТКИ

6.1. Производительность электровозов

Сменная производительность одного рабочего электровоза (локомотива) lР (тЧкм) определяется как

lР = LЧAПП/NР.

Сменная производительность одного инвентарного электровоза (локомотива) lИ (тЧкм) определяется как

lИ = LЧAПП/NИ.

6.2. Расход энергии на откатку

Расход энергии за цикл, отнесённый к ободу колёс электровоза (локомотива) аЦК (кВтЧч) следует определять по формуле

аЦК = 2,72Ч10 –3Ч(FГў + FПў)Ч(LСВ + lМ) ,

где lМ – приведенное расстояние маневрирования за цикл (для условий угольных шахт по опытным данным lМ = 0,4-0,5 км).

Расход энергии за цикл на шинах переменного тока преобразовательной установки при откатке контактными электровозами:

аЦП = аЦК/hЭЛЧhСЧhП ,

где hЭЛ – КПД электровоза с учётом потерь в передаче, двигателях, реостате и на пробуксовку (по опытным данным hЭЛ = 0,5-0,6);

hС – КПД тяговой сети (принимаем hС = 0,9-0,95);

hП – КПД преобразовательного агрегата (принимаем для двигатель-генераторных агрегатов 0,75-0,8; для полупроводниковых 0,9-0,95).

Расход энергии за цикл на шинах переменного тока преобразовательной установки при откатке аккумуляторными электровозами:

аЦ.П = аЦ.К/(hЭЛ ЧhЭН ЧhЗУ) ,

где hЭН – энергетический  КПД  тяговой батареи (hЭН = 0,47);

hЗУ – КПД зарядного полупроводникового выпрямителя (принимается 0,85-0,92).

Удельный расход электрической энергии на 1 тЧкм транспортной работы (кВтЧч/тЧкм, нетто)

аПУД = аЦП/ZЧVкЧrзЧgЧLСВ .

Общий расход энергии на откатку за смену (кВтЧч)

аСМ = аПУДЧАППЧLСВ .

7. Краткий пример расчета

электровозной откатки

7.1. Исходные данные

1. Сменные грузопотоки

А1

т/см

600

А2

т/см

1000

2. Насыпная плотность угля

g

т/м3

0,85

3. Модель электровоза

2АМ8Д

4. Прицепной состав           

2ПС 3,5-900

5. Состояние рельсов:

поверхность катания

сухая, практически чистая

коэффициент сцепления

y

0,17

6. Криволинейность пути

количество и протяженность криволинейных участков менее 5 % протяженности маршрута

принято в расчёте

wКР

даН/т

0

7.2. Техническая характеристика электровоза 2АМ8Д

1. Сцепная масса

QЭ

т

16

2. Ширина колеи

SР

мм

900

3. Аккумуляторная батарея

2ґ112ТЖН-500

4. Тяговый двигатель:

модель

ДПТР-12

число двигателей

nДВ

4

длительный ток

IДЛ

А

50

номинальное напряжение

U

В

140

5. Габаритные размеры:

длина

LЭЛ

мм

9470

ширина

ВЭЛ

мм

1345

высота

НЭЛ

мм

1415

7.3. Техническая характеристика секционного поезда 2ПС 3,5-900

1. Вместимость кузова секции

VК

м3

3,5

2. Грузоподъёмность секции

mГР

т

5,95

3. Масса линейной секции

mВ

т

1,385

4. Масса тележки

mТ

т

0,577

5. Габаритные размеры секции:

длина

LС

мм

2807

ширина

ВС

мм

1350

высота

НС

мм

1600

6. Коэффициент удельного сопротивления движению:

гружёной секции

wГ

даН/т

8

порожной секции

wП

даН/т

10

7.4. Схема откатки

Схема маршрутов локомотивной откатки рабочего горизонта, приведенная на рис. 1, предусматривает поступление угля с двух участков на погрузочные пункты ПП1 и ПП2. В магистральных выработках уложены две колеи рельсовых путей со съездами на погрузочных пунктах и на квершлаге перед околоствольным двором.

Рис. 1. Схема магистрального транспорта

Спрямленный уклон на маршруте №1

iK = (S inЧln)/(S ln) ,

i1 = (2Ч70 + 5Ч300 + 4Ч1200)/(70 + 300 + 1200) = 4,10 ‰.

Спрямленный уклон на маршруте №2

i2 = (2Ч70 + 5Ч300 + 4Ч1200 + 3Ч2000)/(70 + 300 + 1200 + 2000) = 3,48 ‰.

Средневзвешенное значение уклона

iСВ = (4,10Ч1570 + 3,48Ч3570)/(1570 + 3570) = 3,67 ‰.

Сменная производительность откатки

А = А1 + А2 = 600 + 1000 = 1600 т/смену.

Средневзвешенная длина откатки

LСВ = (L1ЧА1 + L2ЧА2)/(А1 + А2) =

= (1570Ч600 + 3570Ч1000)/(600 + 1000) = 2820м = 2,82 км.

Допустимая масса груженого состава для нехарактерного, но самого тяжелого случая – трогания на подъем при подсыпке на рельсы песка yП = 0,24 и аmin = 0,03 м/с2.

QГ = QЭ[1000ЧyП/(wГ + iСВ + 110Чаmin) – 1] =

= 16[1000Ч0,24/(8 + 3,67 + 110Ч0,03) – 1] = 240,5 т.

Допустимая масса гружёного состава из условия обеспечения сцепления при установившемся движении под уклон

QГ = QЭ[1000Чy/(wГiСВ) – 1] = 16[1000Ч0,17/(8 – 3,67) – 1] = 413,6 т.

Допустимая масса порожнего состава из условия обеспечения сцепления при установившейся скорости движения на подъём

QП = QЭ[1000Чy/(wП + iСВ) – 1] = 16[1000Ч0,17/(10 + 3,67) – 1] = 183 т.

Количество гружёных секций в поезде

ZГ = (QГ minmТ)/(VКЧrЗЧg + mВ) =

= (240,5 – 0,577)/(3,5Ч1,0Ч0,85 + 1,385) = 55 шт.

Количество порожных секций в поезде

ZП = (QПmТ)/mВ = (183 – 0,577)/1,385 = 131,7

Принимает количество секций в поезде Z = 55 шт.

Уточняем массу гружёного и порожнего составов:

QГ = Z/(VКЧrЗЧg + mВ) + mТ =

= 55(3,5Ч1,0Ч0,85 + 1,385) + 0,577 = 240,4 т;

QП = ZЧmВ + mТ = 55Ч1,385 + 0,577 = 76,8 т.

Силы тяги электровоза при движении в гружёном и порожняковом направлениях:

FГў = (QЭ + QГ)(wГiСВ) = (16 + 240,4)(8 – 3,67) = 1110,2 даН;

FПў = (QЭ + QП)(wП + iСВ) = (16 + 76,8)(10 + 3,67) = 1268,6 даН.

Силы тяги, приходящиеся на один двигатель спаренного электровоза 2АМ8Д:

FГ = FГў/nДВ = 1110,2/4 = 277,6 даН;

FП = FПў/nДВ = 1268,6/4 = 317,15 даН.

По тяговой характеристике двигателя ДПТР-12 из приложения 22 устанавливаем:

IГ = 75А;                               vГ = 8,5 км/ч;

IП = 80А;                               vП = 8,2 км/ч.

Время движения груженого и порожнего составов:

tГ = 60ЧLСВ/(0,75ЧvГ) = 60Ч2,82/(0,75Ч8,5) = 26,5 мин;

tП = 60ЧLСВ/(0,75ЧvП) = 60Ч2,82/(0,75Ч8,2) = 27,5 мин.

Продолжительность одного рейса

ТР = tГ + tП + Q1 + Q2 + Q3 = 26,5 + 27,5 + 7 + 7 + 10 = 78 мин.

Эффективный ток двигателя за рейс

 

.

Так как Iэф > IДЛ – 71 > 50, необходимо уменьшить число секций в поезде. Примем Z = 30 и повторим расчеты:

QГ = 30(3,5Ч1,0Ч0,85 + 1,385) + 0,577 = 131,4 т;

QП = 30Ч1,385 + 0,577 = 42,1 т;

FГў = (16 + 131,4)(8 – 3,67) = 638,2 даН;

FПў = (16 + 42,1)(10 + 3,67) = 792,8 даН;

FГ = 638,2/4 = 159,6 даН;         FП = 792,8/4 = 198,2 даН;

IГ = 53 А;      vГ = 11,5км/ч;      IП = 59 А;     vП = 10,6 км/ч;

tГ = 60Ч2,82/(0,75Ч11,5) = 19,6 мин;

tП = 60Ч2,82/(0,75Ч10,6) = 21,3 мин;

ТР = 19,6 + 21,3 + 7 + 7 + 10 = 64,8 мин;

.

Iэф < IДЛ – 49 < 50, так как условие выполняется, примем окончательно число секций в составе Z = 30 шт.

Удельная тормозная сила поезда

вТ = 1000ЧQЭЧy/(QЭ + QГ) = 1000Ч16Ч0,17/(16 + 131,4) = 18,45 даН/т.

Допустимая скорость движения гружёного поезда при длине тормозного пути lТ = 40 м

Условие безопасной работы vДОП > vГ. Так как 14,7 > 11,5, поэтому работа электровоза 2АМ8Д с секционным поездом  2ПС3,5-900, состоящим из 30 секций, допустима.

Необходимое число рейсов в смену при коэффициенте неравномерности грузопотока КН = 1,5:

RРГ = КНЧА/(ZЧrЗЧmЧg) = 1,5Ч1600/(30Ч1Ч3,5Ч0,85) = 26,9.

Примем RРГ = 27 рейсов.

Необходимое число рейсов в смену с учетом одного рейса для перевозки людей RЛ = 1:

RР = RРГ + RЛ = 27 + 1 = 28 шт.

Число возможных рейсов одного электровоза в течение смены

RЭ = 60ЧТ0Р = 60Ч5,5/64,8 = 5,09, примем RЭ = 5 шт.

Количество рабочих электровозов

NР = RР/RЭ = 28/5 = 5,6, примем NР = 6 шт.

Принимаем число резервных электровозов – NРЕЗ = 2 шт.

Общее инвентарное количество электровозов на рабочем горизонте, необходимое для выполнения планового задания (1600т/смену)

NР = NР + NРЕЗ = 6 + 2 = 8 шт.

Сменная производительность одного рабочего электровоза

lР = LЧА/NР = 2,82Ч1600/6 = 752 тЧкм.

Сменная производительность одного инвентарного электровоза

lИ = LЧА/NИ = 2,82Ч1600/8 = 564 тЧкм.

Расход энергии за один цикл, отнесенный к ободу колес электровоза, при усредненной величине пути маневрирования lМ = 0,4км

аЦ К = (FГў + FПў)(LСВ + lМ)/(3,6Ч102) =

= (638,2 +792,8)(2,82 + 0,4)/(3,6Ч102) = 12,9 кВтЧч.

Расход энергии за один цикл на шинах полупроводниковой преобразовательной зарядной установки

аЦ П = аЦ К/(hЭЛ ЧhЭН ЧhЗУ) = 12,9/(0,6Ч0,47Ч0,9) = 50,8 кВтЧч.

Удельный расход энергии на  1 тЧкм  транспортной работы

аП УД = аЦ П/(ZЧVКЧrЗЧgЧLСВ) =

= 50,8/(30Ч3,5Ч1Ч0,85Ч2,82) = 0,2 кВтЧч/тЧкм.

Общий расход энергии на откатку за смену

аСМ = аП УДЧАЧLСВ = 0,2Ч1600Ч2,82 = 910,7 кВтЧч.

Список литературы

1. Основные положения по проектированию подземного транспорта для новых и действующих угольных шахт. – М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1986. – 355 с.

2. Подземный транспорт шахт и рудников / под общ. ред. Г. Я. Пейсаховича, И. П. Ремизова. – М.: Недра, 1985. – 564 с.

3. Волотковский С. А. Рудничная электровозная тяга. – М.: Недра, 1981. – 388 с.

4. Транспорт на горных предприятиях / под общ. ред. Б. А. Кузнецова. – М.: Недра, 1976. – 650 с.

5. Тихонов Н. В. Транспортные машины горных предприятий. – М.: Недра, 1985. – 336 с.

6. Правила безопасности в угольных шахтах. ПБ 05-618-03. – М.: НТУ по безопасности в промышленности Госгортехнадзор, Россия, 2004. – 296 с.


ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Характеристики вагонеток для угольных шахт

Модель

VК, м3

mГ,

т

SР,

мм

L,

мм

B,

мм

H,

мм

SБ,

мм

mВ,

кг

с глухим неопрокидным кузовом

ВГ-1,0

1,0

1,8

600

1500

850

1300

500

520

ВГ-1,2

1,2

2,2

575

1800

850

1300

550

585

ВГ-1,3

1,3

2,3

600

2000

850

1300

550

610

ВГ-1,4

1,4

2,5

600

2400

850

1230

650

675

ВГ-1,6

1,6

3,0

600

2700

850

1200

800

710

ВГ-2,5

2,5

4,5

900

2800

1240

1300

800

1150

ВГ-3,3

3,3

6,0

900

3450

1240

1300

1100

1280

с донной разгрузкой

ВД-3,3

3,3

6,0

900

3575

1350

1400

1100

1600

ВД-5,6

5,6

10,0

900

4900

1350

1550

1500

2580

ВШ-8А

3,1

6,0

900

3295

1405

1220

900

1245

ВДК-1,5

1,5

2,7

600

2400

950

1450

1200

820

3ВС

2,5

4,5

900

2800

1240

1400

1100

1465

ВДК-2,5

2,5

4,5

900

2900

1240

1500

1650

1360

ПС-1,5

1,5

1,8

600

2000

950

1450

1050

770

ПС-3,5

3,5

4,2

900

3130

1350

1600

2200

1410


ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Характеристики вагонеток для рудных шахт

Модель

VК, м3

mГ,

т

SР,

мм

L,

мм

B,

мм

H,

мм

SБ,

мм

mВ,

кг

с глухим неопрокидным кузовом

ВГ-1,2

1,2

2,5

600

1850

1000

1300

600

756

ВГ-1,2

1,2

2,5

750

1850

1000

1300

600

783

ВГ-5,0

2,0

5,0

750

3220

1250

1200

1000

1800

ВГ-5,5

2,2

5,5

750

2925

1200

1300

1000

1790

ВГ-4,5А

4,5

13,5

750

4100

1350

1550

1250

3880

ВГ-4,5А

4,5

13,5

900

4100

1350

1550

1250

3940

ВГ-9,0А

9,0

27,0

750

8000

1350

1550

4000

8640

ВГ-9,0А

9,0

27,0

900

8000

1350

1550

4000

8750

ВГ-10,0

10,0

30,0

750

7450

1800

1600

4000

9360

ВГ-10,0

10,0

30,0

900

7450

1800

1600

4000

9470

с откидным бортом

ВБ-1,6

1,6

5,0

750

2800

1300

1300

750

2030

ВБ-4,0

4,0

12,0

750

4590

1350

1550

1250

4715

с опрокидным кузовом

ВО-0,4

0,4

1,0

600

1300

870

1250

400

490

ВО-0,8

0,8

2,0

600

1900

1000

1250

600

640

ВО-0,8

0,8

2,0

750

1900

1000

1250

600

650


ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Характеристики рудничных аккумуляторных электровозов

модель

mЛ,

т

SР,

мм

nдв ґ Nдв,

шт. ґ кВт

Тип аккумуляторной батареи

LґBґH,

м

SБ,

мм

модель двигателя

IЧ,

А

IДЛ,

А

4,5АРП2

4,5

600

900

2 ґ 6

66ТЖН-300

3,3ґ1,0ґ1,3

3,3ґ1,3ґ1,3

900

ЭДР-6

93

40

4,5АРП2М

4,5

600

900

2 ґ 7

66ТЖН-300

3,8ґ1,0ґ1,3

3,8ґ1,3ґ1,3

900

ЭДР-7П

105

45

АРП-7

7,0

600

900

2 ґ 10

90ТЖН-550

102ТНЖ-550

4,2ґ1,05ґ1,45

4,2ґ1,35ґ1,45

1200

ДРТ-10

ДРТ-10А

116

48

АРВ-7

7,0

600

900

2 ґ 10

88ТНК-400

88ТНК-400

4,2ґ1,05ґ1,45

4,2ґ1,35ґ1,45

1200

ДРТ-10

116

48

8АРП1

8,4

8,9

600

900

2 ґ 9,1

2 ґ 11,2

80ТЖН-350

96ТЖН-350

4,73ґ1,05ґ1,4

4,73ґ1,35ґ1,4

1200

ЭДР-10Б

115

50

8АРП3

7,9

8,8

600

900

2 ґ 9,1

2 ґ 12,7

80ТЖН-350

108ТЖН-350

4,5ґ1,05ґ1,43

4,5ґ1,35ґ1,43

1200

ЭДР-10Б

115

50

АМ8-1

8,5

900

2 ґ 11,2

96ТЖН-350

4,5ґ1,35ґ1,42

1200

ЭДР-10П

115

50

АМ8-2

9,1

900

2 ґ 13,8

112ТНЖ-350

4,5ґ1,35ґ1,42

1200

ЭДР-10П

115

50

АМ8Д

8,0

600

900

2 ґ 12

2 ґ 14,2

96ТЖН-500

112ТНЖШ-550

4,5ґ1,05ґ1,42

4,5ґ1,35ґ1,42

1200

ДПТР-12

ДРТ-13

125

50

2АМ8Д

16,0

900

4 ґ 14,2

2х112

ТНЖШ-550

9,47ґ1,35ґ1,42

1200

ДПТР-12

ДТР-13

125

50

АРП-10

10,7

600

2 ґ 13

112ТНЖШ-550

5,52ґ1,06ґ1,51

1400

ДРТ-13

122

50

АРП-14

14,0

900

2 ґ 23,5

161ТНКШ-550

5,86ґ1,36ґ1,75

1655

ЭТ-23,5

ДРТ-23,5

150

152

60

61

АРП-28

28,0

900

4 ґ 26

2х182ТНЖК-650

10,87х1,35х1,5

1650

ЭТ-26

144

58


ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Характеристики рудничных контактных и высокочастотных электровозов

модель

mЛ,

т

SР,

мм

nдв ґ Nдв,

шт. ґ кВт

LґBґH,

м

SБ,

мм

модель двигателя

IЧ,

А

IДЛ,

А

FДЛ,

кH

VДЛ,

км/ч

4КР

4,0

600

750

900

2 ґ 7

3,12ґ1,0ґ1,52

3,12ґ1,15ґ1,52

3,12ґ1,3ґ1,52

900

ДТН-12

58,5

33

3,8

8,0

7КРМ1

7,2

7,9

7,9

600

750

900

2 ґ 20

4,6ґ1,05ґ1,5

4,6ґ1,35ґ1,5

4,6ґ1,35ґ1,5

1200

ДТН-33

152

90

4,4

20,0

7КР-1У

7,0

600

900

2 ґ 25

4,5ґ1,03ґ1,5

4,5ґ1,32ґ1,5

1200

ЭДР-25Б

115

50

4,4

16,2

10КР-1

10,0

600

2 ґ 25

4,5ґ1,05ґ1,5

1200

ЭДР-25Б

115

50

4,4

16,2

10КР-2

10,0

900

2 ґ 25

4,5ґ1,35ґ1,5

1200

ЭДР-25Б

115

50

4,4

16,2

К10

10,0

600

900

2 ґ 31

4,92ґ1,05ґ1,65

4,92ґ1,35ґ1,65

1200

ЭТ-31

142

62

4,8

18,0

14КР-1

14,0

600

2 ґ 44

4,9ґ1,05ґ1,65

1700

ДК-809А

200

80

6,5

18,4

14КР-2

14,0

900

2 ґ 44

4,9ґ1,35ґ1,65

1700

ДК-809А

200

80

6,5

18,4

К14

14,0

900

2 ґ 45

5,6ґ1,35ґ1,65

1800

ЭТ-46

204

122

6,5

18,4

К14М

14,0

750

900

2 ґ 45

4,8ґ1,35ґ1,65

1700

ЭТ-46

204

122

14,0

14,4

КТ14

14,0

750

900

2 ґ 45

5,8ґ1,35ґ1,65

1800

ЭТ-46

204

122

6,5

14,0

КТ28

28,0

750

900

4 ґ 45

12,0ґ1,35ґ1,65

1800

ЭТ-46

204

122

6,5

14,0

В14

14,0

900

2 ґ 23,5

5,8ґ1,36ґ1,87

1,65

ЭТ-23,5

150

60

3,65

18,0


ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Характеристики рудничного гировоза Г6-900

1. Масса

т

6,6

2. Параметры номинального
режима

угловая скорость маховика:

максимальная

1/с (об/мин)

314 (3000)

минимальная

1/с (об/мин)

104 (1000)

3. Сила тяги:

рабочая

Н (кгс)

2400 (250)

максимальная

Н (кгс)

11560

4. Скорость средняя:

на первой передаче, при угловой скорости маховика 314–209 1/с

м/с (км/ч)

1,9 (6,85)

на второй скорости, при угловой скорости маховика 209–104 1/с

м/с (км/ч)

1,85 (6,65)

5. Время зарядки маховика

мин

не более 16

6. Клиренс

мм

не менее 90

7. Жесткая база

мм

900

8. Величина пробега по горизонтальному пути

км

не менее 1,0

9. Габаритные размеры:

длина

мм

3620

ширина

мм

1310

высота

мм

1430