Файл: Учебное пособие по циклу практических занятий Расчеты транспортных машин открытых горных разработок.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 170
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
// следует увеличить на 200/0
Вычисленную по формуле (4) массу проверяют по условию трога-ния поезда с места:
(9)
где: ΨТР- коэффициент сцепления колеса локомотива с рельсом при тро-гании поезда с места (см. табл. 1.6); ωТР- дополнительное удельное сопротивление при трогании поезда с места, ωТР= 40-70 Н/т; iТР- величина уклона участка, на котором поезд трогается с места, 0/00; а - ускорение поезда при трогании с места а = 0,05 м/с2.
Из двух значений Мпр для дальнейших расчетов принимают меньшее, по которому определяется число вагонов в составе:
, 
(10)
где q, qТ- соответственно, грузоподъемность и собственная масса ваго-на, т; КТ- коэффициент тары вагона. Полученное значение n округляют в меньшую сторону и производят пересчет значения МПР.
Определение значений скорости и времени движения поезда.
Сначала на каждом участке трассы в грузовом и порожняковом направ-лениях определяется значения силы тяги (тормозной силы) локомотива по формуле:
(11)
где i- величина уклона на соответствующем участке трассы, 0/00; (знак «+» - при движении на подъем; знак «-» - при движении на спуск); ωR- удельное сопротивление движению поезда на криволинейных участках трассы, Н/т.
При радиусе кривой R< 300 мзначение ωR определяется по формуле
(12)
при радиусе кривой R≥ 300 м – по формуле
(13)
При движении в порожняковом направлении масса прицепной части поезда принимается равной
Максимальное значение силы тяги локомотива необходимо про-верить по условию сцепления колеса с рельсом:
(14)
Если данное условие не выполняется, то следует уменьшить число вагонов в составе и пересчитать массу прицепной части поезда, восполь-зовавшись формулой (10) таким образом, чтобы условие выполнялось.
(15)
где li - длина данного участка, м.
Общее время движения определяется по формуле
(16)
где: ΣtГР, ΣtПОР - общее время движения, соответственно, в грузовом и порожняковом направлениях, мин; tР.З - поправка, вводимая в случаях остановок поезда на раздельных пунктах и составляющая 2 мин на ка-ждый разгон и 1 мин на каждое замедление.
Расчет тормозного пути поезда. Полный тормозной путь LТ, м, складывается из предтормозного пути LП.Т и действительного тормозного пути LД.Т:
(17)
Предтормозной путь при движении поезда по участкам трассы с уклоном до 20 0/00 определяется по формуле:
(18)
а при уклоне более 20 0/00 – по формуле
(19)
где υН - скорость движения поезда в начале торможения, км/ч; tП - время приведения тормозов в действие, с; i - величина уклона на участке, 0/00;
ωо – удельное основное сопротивление движению всего поезда, Н/т,
Время приведения тормозов в действие при использовании пнев-матических тормозов составляет 4-5 с, при использовании электропнев-матических тормозов - 0,5 с.
Действительный тормозной путь определяют по формуле
(20)
где υК - скорость движения поезда в конце торможения, км/ч;
- удельная тормозная сила поезда, Н/т:
(21)
φК - действительный коэффициент трения тормозной колодки о колесо:
для чугунных стандартных колодок
; (22)
для композиционных колодок
;
К- сила нажатия тормозной колодки на колесо (табл. 1.8), кН; ΣК - суммарная сила нажатия всех тормозных колодок на колеса поезда, кН.
Таблица 1.7
Значения сил нажатия тормозных колодок на колеса
Примечание: В числителе приведены данные для чугунных колодок, в знаменателе - для композиционных.
Суммарная сила нажатия всех тормозных колодок на колеса поез-да ΣК, кН, складывается из суммарной силы нажатия тормозных колодок на колеса локомотива суммарной силы нажатия тормозных колодок на колеса всех вагонов в составе ( табл. 1.8):
(23)
Общая длина тормозного пути для карьерных условий не должна превышать 300 м, в противном случае следует уменьшить скорости дви-жения на данных участках трассы.
Проверка тяговых электродвигателей на нагревание. Цель про-верки - убедиться, что мощность двигателей принятого локомотива дос-таточна для данных условий работы.
Проверка производится по значению эффективного тока Iэф, А:
(24)
где α- коэффициент, учитывающий нагревание двигателей в процессе погрузки и разгрузки состава, а также при маневрах, α= 1,05- 1,10; Ii - ток двигателя на i-м участке пути, А; tДВ- время движения по i-му участку пути, мин.
Двигатели не перегреваются при условии:
(25)
где: Кз - коэффициент запаса, учитывающий увеличение температуры двигателя в отдельные периоды с большими нагрузками Кз =1,1-1,2; IДЛ - длительный ток двигателя ( см. табл. 1.2-1.4), А.
Если данное условие не выполняется, то необходимо либо выбрать более мощный локомотив, либо уменьшить число вагонов в составе.
Определение расхода электроэнергии. Общий расход электро-энергии Аобщ, кВт·ч, за один рейс локомотивосостава рассчитывают по формуле
(26)
где: АДВ - расход электроэнергии на движение поезда, кВт·ч:
; (27)
(Uср- средняя величина напряжения в контактной сети, В): Ас - расход электроэнергии на собственные нужды, кВт·ч:
(28)
Ам - расход электроэнергии на маневры, кВт·ч:
. (29)
По результатом проведенного тягового расчета окончательно выбирается подвижной состав железнодорожного транспорта.
1.1.2. Эксплуатационный расчет
Цель эксплуатационного расчета является определение рабочего и инвентарного парков локомотивов и вагонов.
Эксплуатационный расчет предусматривает:
1) определение времени рейса и производительности одного ло-комотивосостава;
2) расчет локомотивного и вагонного парков;
3) определение пропускной и провозной способности карьерных железнодорожных перегонов.
После выполнения эксплуатационного расчета производится по-строение графика движения поездов.
Определения времени рейса локомотивосостава. Время рейса локомотивосостава Тр, мин, расчитывают по формуле
(30)
где: tП - время погрузки вагонов, мин; tр - время разгрузки состава, мин; tДОП - дополнительное время, затрачиваемое на маневры, мин.
Для одноковшовых экскаваторов время погрузки вагонов вычисляют по выражению
, (31)
здесь tЦ - время цикла экскаватора, мин; VК - вместимость ковша экска- ватора, м3; γ - насыпная плотность груза, т/м3; Кэ- коэффициент экска-вации, Кэ= 0,75-0,6- для скальных и полускальных пород.
Для многоковшовых экскаваторов
; (32)
где Qэ- техническая производительность экскаватора, м3/ч; КИ - коэф-фициент использования экскаватора во времени, Ки= 0,72-0,80.
Время разгрузки tР зависит от числа вагонов в составе и времени разгрузки каждого вагона tР.В (tР= n·tР.В ). При одновременной разгрузке вагонов tР= tР.В, при попарной
В летних условиях время раз-грузки каждого вагона составляет 1,5-2 мин, в зимних- 3-5 мин.
Время на маневры tДОП определяется схемой путевого развития и способом связи между раздельными пунктами. Для расчетов рекомендуются принимать эту величину в пределах 5-10 мин.
Вычисленную по формуле (4) массу проверяют по условию трога-ния поезда с места:
(9)где: ΨТР- коэффициент сцепления колеса локомотива с рельсом при тро-гании поезда с места (см. табл. 1.6); ωТР- дополнительное удельное сопротивление при трогании поезда с места, ωТР= 40-70 Н/т; iТР- величина уклона участка, на котором поезд трогается с места, 0/00; а - ускорение поезда при трогании с места а = 0,05 м/с2.
Из двух значений Мпр для дальнейших расчетов принимают меньшее, по которому определяется число вагонов в составе:
, (10)где q, qТ- соответственно, грузоподъемность и собственная масса ваго-на, т; КТ- коэффициент тары вагона. Полученное значение n округляют в меньшую сторону и производят пересчет значения МПР.
Определение значений скорости и времени движения поезда.
Сначала на каждом участке трассы в грузовом и порожняковом направ-лениях определяется значения силы тяги (тормозной силы) локомотива по формуле:
(11)где i- величина уклона на соответствующем участке трассы, 0/00; (знак «+» - при движении на подъем; знак «-» - при движении на спуск); ωR- удельное сопротивление движению поезда на криволинейных участках трассы, Н/т.
При радиусе кривой R< 300 мзначение ωR определяется по формуле
(12)при радиусе кривой R≥ 300 м – по формуле
(13)При движении в порожняковом направлении масса прицепной части поезда принимается равной
Максимальное значение силы тяги локомотива необходимо про-верить по условию сцепления колеса с рельсом:
(14)Если данное условие не выполняется, то следует уменьшить число вагонов в составе и пересчитать массу прицепной части поезда, восполь-зовавшись формулой (10) таким образом, чтобы условие выполнялось.
| По полученным значениям си-лы тяги, пользуясь электромеханиче-ской или тяговой характеристикой выбранного локомотива, находят значения скорости движения и тока двигателя поезда на каждом участке. В ряде случаев можно пользоваться универсальной электромеханической характеристикой электровозов (рис. 1.6 ). На участках, где значения F отрицательны ( т. е. действует тор-мозная сила B), скорость прини-мается равной 30-40 км/ч. (по условию безопасности движения поезда), а ток I=0. По полученным значениям скорости  на каждом участке трас-сы в грузовом и порожняковом на-правлениях определяются значения времени движения поезда t, мин: |  Рис. 1.6. Универсальная характери-стика карьерных электровозов |
(15)где li - длина данного участка, м.
Общее время движения определяется по формуле
(16)где: ΣtГР, ΣtПОР - общее время движения, соответственно, в грузовом и порожняковом направлениях, мин; tР.З - поправка, вводимая в случаях остановок поезда на раздельных пунктах и составляющая 2 мин на ка-ждый разгон и 1 мин на каждое замедление.
Расчет тормозного пути поезда. Полный тормозной путь LТ, м, складывается из предтормозного пути LП.Т и действительного тормозного пути LД.Т:
(17) Предтормозной путь при движении поезда по участкам трассы с уклоном до 20 0/00 определяется по формуле:
(18)а при уклоне более 20 0/00 – по формуле
(19)где υН - скорость движения поезда в начале торможения, км/ч; tП - время приведения тормозов в действие, с; i - величина уклона на участке, 0/00;
ωо – удельное основное сопротивление движению всего поезда, Н/т,
Время приведения тормозов в действие при использовании пнев-матических тормозов составляет 4-5 с, при использовании электропнев-матических тормозов - 0,5 с.
Действительный тормозной путь определяют по формуле
(20)где υК - скорость движения поезда в конце торможения, км/ч;
- удельная тормозная сила поезда, Н/т: (21)φК - действительный коэффициент трения тормозной колодки о колесо:
для чугунных стандартных колодок
; (22)для композиционных колодок
;К- сила нажатия тормозной колодки на колесо (табл. 1.8), кН; ΣК - суммарная сила нажатия всех тормозных колодок на колеса поезда, кН.
Таблица 1.7
Значения сил нажатия тормозных колодок на колеса
| Подвижной состав | Действительные нажатия, кН, при давлении в тормозном цилиндре, МПа | ||||
| 0,4 | 0,14 | ||||
| К | ΣК | К | ΣК | ||
| Электровозы с осевой формулой 20+20+20 и тепловозы с осевой формулой 30 – 30 | 69 | 828 | 20 | 240 | |
| Электровозы с осевой формулой 20+20 или 20-20 | 69 | 552 | 20 | 160 | |
| Тепловозы с осевой формулой (20+20)-(20+20) | 69 | 1104 | 20 | 320 | |
| Тяговые агрегаты | 43/19 | 2064/912 | 12/5 | 576/240 | |
| Вагоны: четырехосные шестиосные восьмиосные | 37/24 35 38/22 | 296/192 420 608/352 | 11/5 11 12/7 | 88/72 132 192/112 | |
Примечание: В числителе приведены данные для чугунных колодок, в знаменателе - для композиционных.
Суммарная сила нажатия всех тормозных колодок на колеса поез-да ΣК, кН, складывается из суммарной силы нажатия тормозных колодок на колеса локомотива суммарной силы нажатия тормозных колодок на колеса всех вагонов в составе ( табл. 1.8):
(23)Общая длина тормозного пути для карьерных условий не должна превышать 300 м, в противном случае следует уменьшить скорости дви-жения на данных участках трассы.
Проверка тяговых электродвигателей на нагревание. Цель про-верки - убедиться, что мощность двигателей принятого локомотива дос-таточна для данных условий работы.
Проверка производится по значению эффективного тока Iэф, А:
(24)где α- коэффициент, учитывающий нагревание двигателей в процессе погрузки и разгрузки состава, а также при маневрах, α= 1,05- 1,10; Ii - ток двигателя на i-м участке пути, А; tДВ- время движения по i-му участку пути, мин.
Двигатели не перегреваются при условии:
(25)где: Кз - коэффициент запаса, учитывающий увеличение температуры двигателя в отдельные периоды с большими нагрузками Кз =1,1-1,2; IДЛ - длительный ток двигателя ( см. табл. 1.2-1.4), А.
Если данное условие не выполняется, то необходимо либо выбрать более мощный локомотив, либо уменьшить число вагонов в составе.
Определение расхода электроэнергии. Общий расход электро-энергии Аобщ, кВт·ч, за один рейс локомотивосостава рассчитывают по формуле
(26)где: АДВ - расход электроэнергии на движение поезда, кВт·ч:
; (27)(Uср- средняя величина напряжения в контактной сети, В): Ас - расход электроэнергии на собственные нужды, кВт·ч:
(28) Ам - расход электроэнергии на маневры, кВт·ч:
. (29)
По результатом проведенного тягового расчета окончательно выбирается подвижной состав железнодорожного транспорта.
1.1.2. Эксплуатационный расчет
Цель эксплуатационного расчета является определение рабочего и инвентарного парков локомотивов и вагонов.
Эксплуатационный расчет предусматривает:
1) определение времени рейса и производительности одного ло-комотивосостава;
2) расчет локомотивного и вагонного парков;
3) определение пропускной и провозной способности карьерных железнодорожных перегонов.
После выполнения эксплуатационного расчета производится по-строение графика движения поездов.
Определения времени рейса локомотивосостава. Время рейса локомотивосостава Тр, мин, расчитывают по формуле
(30)где: tП - время погрузки вагонов, мин; tр - время разгрузки состава, мин; tДОП - дополнительное время, затрачиваемое на маневры, мин.
Для одноковшовых экскаваторов время погрузки вагонов вычисляют по выражению
, (31)здесь tЦ - время цикла экскаватора, мин; VК - вместимость ковша экска- ватора, м3; γ - насыпная плотность груза, т/м3; Кэ- коэффициент экска-вации, Кэ= 0,75-0,6- для скальных и полускальных пород.
Для многоковшовых экскаваторов
; (32)где Qэ- техническая производительность экскаватора, м3/ч; КИ - коэф-фициент использования экскаватора во времени, Ки= 0,72-0,80.
Время разгрузки tР зависит от числа вагонов в составе и времени разгрузки каждого вагона tР.В (tР= n·tР.В ). При одновременной разгрузке вагонов tР= tР.В, при попарной
В летних условиях время раз-грузки каждого вагона составляет 1,5-2 мин, в зимних- 3-5 мин. Время на маневры tДОП определяется схемой путевого развития и способом связи между раздельными пунктами. Для расчетов рекомендуются принимать эту величину в пределах 5-10 мин.