ремонт шбм. курсач%20тт. Учебное пособие по циклу практических занятий Расчеты транспортных машин открытых горных разработок

• Название: Учебное пособие по циклу практических занятий Расчеты транспортных машин открытых горных разработок
• Анкор: ремонт шбм
• Дата: 26.04.2023
• Размер: 4.35 Mb.
• Имя файла: курсач%20тт.docx
• Тип: Учебное пособие; #1091781
• страница: 2 из 10

Определение массовой нормы поезда. Массовая норма поезда М_пр, т, устанавливается из условия его равномерного движения по руководящему уклону:

(4)

где М_СЦ- сцепная масса локомотива, т; g- ускорение свободного падения, м/с²; ψ- коэффициент сцепления колеса локомотива с рельсом в процессе движения (табл. 1.7); ω_о^/, ω_о^//- удельное основное сопротивление движению, соответственно, локомотива и вагона, Н/т; i_р- величина руководящего уклона, ⁰/₀₀.
Таблица 1.7

Значения коэффициента сцепления колеса локомотива с рельсом

Способ соединения двигателей	Коэффициент сцепления
	при движении	при трогании с места
Последовательно-параллельное при ступенчатом регулировании скорости (EL2, EL1, 21E, 26E, ПЭ2М)	0,22-0,24	0,28-0,30
Параллельное при ступенчатом регулировании скорости (Д94, Д100М, ОПЭ1)	0,25-0,27	0,32-0,34
Параллельное при плавном регулировании скорости (ОПЭ2, ПЭ3Т, EL10)	0,27-0,29	0,34-0,36

При подсыпке песка под движущиеся колеса значение коэффициента сцепления следует увеличить на 10-15 ⁰/₀.

Удельное основное сопротивление движению, Н/т, определяют по эмпирическим формулам:

для карьерных электровозов при движении под током

(5)

при движении без тока

(6)

для четырехосных груженых вагонов

(7)

для шестиосных и восьмиосных груженых вагонов

(8)

где - соответственно, часовая и конструктивная скорости движения локомотива, км/ч

При движении порожняком значение ω_о^// следует увеличить на 20⁰/₀

Вычисленную по формуле (4) массу проверяют по условию трога-ния поезда с места:

(9)

где: Ψ_ТР- коэффициент сцепления колеса локомотива с рельсом при тро-гании поезда с места (см. табл. 1.6); ω_ТР- дополнительное удельное сопротивление при трогании поезда с места, ω_ТР= 40-70 Н/т; i_ТР- 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, q_Т- соответственно, грузоподъемность и собственная масса ваго-на, т; К_Т- коэффициент тары вагона. Полученное значение n округляют в меньшую сторону и производят пересчет значения М_ПР.

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); ω_R- удельное сопротивление движению поезда на криволинейных участках трассы, Н/т.
При радиусе кривой R< 300 мзначение ω_R 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 l_i - длина данного участка, м.
Общее время движения определяется по формуле

(16)

где: Σt_ГР, Σt_ПОР - общее время движения, соответственно, в грузовом и порожняковом направлениях, мин; t_Р.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 L_Т, м, складывается из предтормозного пути L_П.Т и действительного тормозного пути L_Д.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 υ_Н - скорость движения поезда в начале торможения, км/ч; t_П - время приведения тормозов в действие, с; i - величина уклона на участке, ⁰/₀₀;

ω_о – 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 υ_К - скорость движения поезда в конце торможения, км/ч; - удельная тормозная сила поезда, Н/т:

(21)

φ_К - 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 I_эф, А:

(24)

где α- коэффициент, учитывающий нагревание двигателей в процессе погрузки и разгрузки состава, а также при маневрах, α= 1,05- 1,10; I_i - ток двигателя на i-м участке пути, А; t_ДВ- 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; I_ДЛ - 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 А_общ, кВт·ч, за один рейс локомотивосостава рассчитывают по формуле

(26)

где: А_ДВ - расход электроэнергии на движение поезда, кВт·ч:

; (27)

(U_ср- средняя величина напряжения в контактной сети, В): А_с - расход электроэнергии на собственные нужды, кВт·ч:

(28)

А_м - 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 Т_р, мин, расчитывают по формуле

(30)

где: t_П - время погрузки вагонов, мин; t_р - время разгрузки состава, мин; t_ДОП - дополнительное время, затрачиваемое на маневры, мин.

Для одноковшовых экскаваторов время погрузки вагонов вычисляют по выражению

, (31)

здесь t_Ц - время цикла экскаватора, мин; V_К - 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 Q_э- техническая производительность экскаватора, м³/ч; К_И - коэф-фициент использования экскаватора во времени, Ки= 0,72-0,80.

Время разгрузки t_Р зависит от числа вагонов в составе и времени разгрузки каждого вагона t_Р.В (t_Р= n·t_Р.В ). При одновременной разгрузке вагонов t_Р= t_Р.В, при попарной В летних условиях время раз-грузки каждого вагона составляет 1,5-2 мин, в зимних- 3-5 мин.

Время на маневры t_ДОП определяется схемой путевого развития и способом связи между раздельными пунктами. Для расчетов рекомендуются принимать эту величину в пределах 5-10 мин.

Определение производительности одного локомотивосостава

Сменная производительность локомотивосостава Q_л.с, т, определяется по формуле

(33)

где Т_см - производительность смены, ч.

Расчет локомотивного и вагонного парков. Инвентарный парк локомотивов, необходимый для работы карьера с заданным объемом перевозок, определяется из выражения

, (34)
где N_РАБ, N_РЕМ, N_РЕЗ, N_ХОЗ- число локомотивов, занятых, соответственно, на поездной работе по перевозке горной массы находящихся в ремонте, в резерве и занятых на хозяйственных работах.

Для определения N_РАБ сначала находят грузооборот карьера в сме- ну Q_см, т:

(35)

где А- годовая производительность карьера, т; К_н.р - коэффициент не-равномерности работы карьера К_н.р = 1,1-1,2; n_РАБ- число рабочих дней в году; n_СМ- число смен в сутки.

Тогда

, (36)

где К_Н.Д= 1,25- коэффициент неравномерности движения поездов.

По практическим данным



Количество рабочих вагонов определяется из выражения

. (37)

Инвентарный парк вагонов определяется по формуле

, (38)

где К_ИНВ - коэффициент, учитывающий вагоны, находящиеся в ремонте, резерве и пр., К_ИНВ = 1,25-1,30.

Определение пропускной и провозной способностей карьерных железнодорожных перегонов. Пропускная способность железнодо-рожного перегона N, пар поездов/смену, рассчитывают по формуле

, (39)

где n_П- число путей на перегоне (1 или 2); τ- время на связь между раз- дельными пунктами, ограничивающими железнодорожный перегон, мин. При телефонном способе связи τ= 3-4 мин; при радиосвязи τ= 1-2 мин; при электрожезловой связь τ= 0,5 мин; при полуавтоматической блоки-ровке τ= 0,1 мин; при автоблокировке τ= 0:

Провозную способность железнодорожного перегона, М, т/смену, определяется по формуле:

(40)

где К_рез - коэффициент резерва провозной способности, К_рез = 1,1-1,2.
Построение графика движения поездов. График движения поездов представляет собой масштабную сетку, на которой условно прямыми наклонными линиями изображается движение каждого поезда. Горизонтальные линии сетки графика соответствуют осям раздельных пунктов, вертикальные линии - часовым полосам с подразделением на десятиминутные интервалы.

Для составления графика движения устанавливаются следующие основные элементы:

время погрузки и разгрузки состава каждым экскаватором;

время движения поезда на отдельных участках трассы;

время затрачиваемое на маневры;

приемная способность каждого отвала.

Пример расчета. Выполнить тяговый и эксплуатационный расчеты локомотивосостава, движущегося по трассе (рис. 1.7), при следующих исходных данных:

годовая производительность карьера А=10 млн.т; коэффициент неравномерности работы карьера КН.Р.=1,1; число рабочих дней в году nРАБ=305; число смен в сутки nСМ=3; продолжительность смены ТСМ=8 ч; тип локомотива-электровоз 26Е; тип вагона- думпкар 2ВС-105; тип выемочно-погрузочного оборудования- экскаватор ЭКГ-10; насыпная плотность транспортируемого груза γ=2т/м3; породы полускальные; число путей на перегоне nП=2.

Рис. 1.7. План и продольный профиль расчетной трассы

1. Массовая норма поезда при его движении по руководящему уклону определяем по формуле



где: (табл. 1.7);





- максимальный уклон на трассе.

2. Массовую норма поезда по условию его трогания с места рас-считываем по формуле:



где ( см. табл. 1.7); - уклон участка, на котором производится трогание поезда с места.

Для дальнейших расчетов принимаем М_ПР=1 903т.

3. Число вагонов в составе находим следующим образом:



Принимаем n=12, тогда масса прицепной части поезда составит:

с грузом

без груза

4. Определяем значение силы тяги (тормозной силы) локомотива, скорости и времени движения поезда на одном участке расчетной трасы в грузовом и порожняковом направлениях.

На первом участке:



где: - величина уклона на 1 участке; - удельное основное сопротивление движению вагонов без груза ( на 20% больше, чем с грузом).

С помощью универсальной электромеханической характеристики ( см. рис. 1.6) определяем значение скоростей и токов двигателя на 1 участке:







(ограничиваем по условию безопасности движения поезда



>200%>2.

По условию безопасности движения поезда

Время движения поезда на 1-м участке составит:

в грузовом направлении



в порожняковом направлении



Результаты расчетов по остальным участкам представлены в виде табл. 1.9.

Рассчитываем время движения поезда на трассе:



где: - поправка, учитывающая два разгона и два замедления поезда в пунктах погрузки и разгрузки.

5. Тормозной путь поезда определяем на 1-м участке до полной остановки порожнего состава:





( - время приведения в действие пневматических тормозов);






Таблица 1.9

Значения силы тяги (тормозной силы) локомотива, тока двигателя, скорости и времени движения поезда

Участок	Формула	Расчет		F(B), кН		I, А		υ, км/ч		t, мин
	Грузовое направление
1.				96		109		40		2,25
2.				293		295		29		2,69
3.				-3,2		0		40		1,80
4.				492		420		26		3,48
5.				96		109		40		0,75
	Порожняковое направление
5.				42		41		40		0,75
4.				-31		0		40		2,25
3.				77		46		40		1,80
2.				-32		0		40		1,95
1.				42		41		40		2,25

(см. табл. 1.8);



(см. табл. 1.8);



Полученное значение тормозного пути не превышает 300 м, что удовлетворяет условию безопасного движения поезда.

6. Эффективный ток двигателя определяется по формуле:

Двигатель не перегревается, если

194<1,1·264; 194<290 – условие выполняется.

7. Общий расход электроэнергииза 1 рейс составляет







8. Время рейса локомотивосостава вычисляем следующим образом:


где



9. Производительность одного локомотивосостава определяем по формуле



10. Инвентарный парк локомотивовсоставил


где

принимаем


принимаем
принимаем

Определяем рабочий и инвентарный парк думпкаров:


11. Рассчитываем пропускную и провозную способности желез-нодорожных перегонов:

пар поездов/смену;




Рис. 1.8. График движения поездов

По полученным результатам расчетов строим график движения поездов (рис. 1.8). При этом учитываем, что время на маневры расходуются следующим образом: в пункте погрузки - 3 мин, в пункте разгрузки – 2 мин. Кроме этого, имеем ввиду, что производится по одному разгону и одному замедлению.