| Статистика |
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0 |
|
Каталог файлов
Эксплуатационный расчет самоходных машин
|
| 03.02.2012, 00:42 |
Эксплуатационный расчет
погрузочно-транспортных и самоходных транспортных машин сводится к определению
их технической и эксплуатационной производительностей, числа транспортных
машин, обеспечивающих бесперебойное транспортирование руды из одного или нескольких
забоев, а также: к тяговому расчету машин.
Исходными данными для расчета являются:
техническая характеристика применяемой машины, сменный грузопоток,
продолжительность смены, коэффициент неравномерности работы машины, длина
транспортирования, продольный профиль трассы и вид покрытия транспортных
выработок.
Эксплуатационная производительность (т/ч)
погрузочно-транспортной машины
где V — вместимость
грузонесущего органа (кузова или ковша), м3; tпогр, tдв, tраз — время
соответственно загрузки грузонесущей емкости, движения машины от забоя до
пункта разгрузки и обратно, разгрузки, с; kз — коэффициент заполнения ковша (k3 = 0,74÷0,8).
Время загрузки (с) для машин с грузонесущим
ковшом (типа ПД)
tпогр
= ξtц·kман
где ξ
= 1,15÷1,2 — коэффициент, учитывающий время, затрачиваемое на разборку негабарита
в забое; tц = 50 с — время
цикла черпания грузонесущим ковшом; kман = 1,2—
коэффициент, учитывающий время, затрачиваемое на маневры машины в забое.
Время загрузки (с) для машин с ковшом и
грузонесущим кузовом (типа ПТ)
где tц¢ — длительность цикла
погрузки, с; Vкуз — вместимость
кузова, м3; kз.к — коэффициент
загрузки кузова.
Время загрузки машины с грузонесущим ковшом
(типа ПД) гораздо меньше времени загрузки машины с грузонесущим кузовом (типа
ПТ).
Время движения машины (с)
где L — длина
транспортирования, м; vгр, vnoр — скорость движения
соответственно груженой и порожней машины, м/с; kс.х = 0,6 — коэффициент среднеходовой скорости движения.
Время разгрузки машины tраз = 15÷20 с.
Таким образом, часовая эксплуатационная
производительность (т/ч) погрузочно-транспортной машины с грузонесущим ковшом
а для машины с ковшом и кузовом (т/ч) —
Сменная эксплуатационная производительность
(т)
Qсм = Qэ Tcм kи (5.6)
где Tсм —
длительность смены, ч; kи = 0,7÷0,8 —
коэффициент внутрисменного использования машины, учитывающий
подготовительно-заключительные операции, заправку машины, перегон к месту работы и другие операции, не связанные с основной
работой по погрузке и транспортированию.
При одинаковой вместимости грузонесущей
емкости и одинаковых горно-технических условиях производительность
погрузочно-транспортной машины с грузонесущим ковшом больше, чем
производительность машины с грузонесущим кузовом. При увеличении длины
транспортирования производительность погрузочно-транспортной машины снижается
(рис. 5.10).
Рис. 5.10. График зависимости сменной
производительности погрузочно-транспортной машины от длины транспортирования
при грузоподъемности грузонесущего ковша: 1 — 4 т; 2 — 7,3 т; 3— 12
т.
Эксплуатационная сменная производительность
(т) одной транспортной машины (автосамосвала или самоходного вагона):
где kн — коэффициент неравномерности грузопотока (при отсутствии
аккумулирующей емкости kн = l,5, при наличии — kн = 1,25, при
транспортировании горной массы из проходческого забоя kн = 2); kи = 0,7÷0,8 — коэффициент использования машины.
Продолжительность (мин) одного рейса
транспортной машины
При работе машины в комплексе с ковшовым
погрузчиком или экскаватором время погрузки (мин)
а в комплексе с погрузочной машиной
непрерывного действия —
где Qт — производительность
погрузочной машины непрерывного действия, т/мин.
В рудных шахтах для погрузки горной массы в
автосамосвалы применяют погрузочные машины с нагребающими лапами типа ПНБ-3Д2 и
ПНБ-4Д.
Технические характеристики погрузочных машин
с нагребающими лапами
Типоразмер
ПНБ-3Д2
ПНБ-4Д
Техническая производительность, м3/мин
5
8
Размер куска максимальный, мм
800
Скорость передвижения, м/мин:
рабочая
10
маневровая
20
Установленная мощность, кВт
134
204
Габариты, мм:
длина
9000
10000
ширина
2700
высота
1900
Масса, т
27
36
Изготовитель
Ясногорский машзавод
Продолжительность (мин) движения машины в
грузовом и порожняковом направлениях
Скорость (км/ч) движения в грузовом νгр и порожняковом νпор направлениях определяется
либо принятием значений согласно практическим данным, либо по тяговым
характеристикам двигателей машин. Коэффициент, учитывающий среднеходовую
скорость движения, принимается в зависимости от длины транспортирования: при L<0,3 км kс.х = 0,6;
при L>0,3 км kс.х = 0,75.
Время разгрузки зависит от конструктивного
исполнения кузова транспортной машины: для автосамосвалов с опрокидным кузовом tраз = 0,7 мин, для самоходных вагонов с донным скребковым
конвейером tраз = 2÷3 мин.
Продолжительность (мин) маневров в забое tм.з. и у мест разгрузки tм.р зависит от
конкретных условий эксплуатации транспортных машин и определяется
хронометражными наблюдениями.
При движении нескольких машин в однополосной
транспортной выработке продолжительность (мин) ожидания машины на разминовках
где nразм — число
разминовок; t1 = 2 мин — продолжительность ожидания на разминовке.
Производительность и себестоимости погрузки и
транспортирования зависят от расстояния транспортирования и состава комплекса
машин — погрузочных, погрузочно-транспортных и транспортных (рис. 5.11). Так,
при длине транспортирования до 200 м наиболее эффективно применение
погрузочно-транспортных машин, свыше 400 м — погрузочных машин с нагребающими
лапами в комплексе с двумя автосамосвалами.
Рис. 5.11. Графики зависимости: а —
производительности комплекса машин от расстояния доставки; б — себестоимости погрузки и доставки 1 т руды от состава комплекса
и расстояния доставки; 1 и 1¢ — погрузочно-транспортная машина ПТ-5А; 2
и 2' — погрузочная машина ПНБ-3 с одним автосамосвалом типа МоАЗ; 3 и 3¢ тоже с двумя автосамосвалами МоАЗ
грузоподъемностью 22 т
При камерно-столбовой системе разработки и
проведении тоннелей загрузку автосамосвалов осуществляют ковшовыми погрузчиками
с дизельным приводом и пневмошинным механизмом передвижения. Аналогичные
ковшовые погрузчики применяют на открытых горных работах. Погрузчики этого типа
оборудованы ковшами вместимостью 1÷3,8 м3, имеют высокие (до 40
км/ч) скорость и маневренность. Сменная производительность погрузчика в
определенных условиях эксплуатации может достигать 120—1800 т.
Расчетное число рабочих транспортных машин на
эксплуатируемом участке
где Q1 — сменная
производительность участка, т.
Инвентарное число машин с учетом машин, находящихся
в резерве и ремонте,
где åп — общее число однотипных транспортных машин, работающих на
всех участках; kp — инвентарный коэффициент, учитывающий число машин в
резерве и ремонте, принимаемый в зависимости от режима работы транспорта и
категорий транспортных выработок. При двухсменном режиме работ kp = l,25÷1,3 при трехсменном — kр = 1,4÷1,5 (большие значения принимают для постоянных
транспортных выработок с покрытием, меньшие — для временных без покрытия).
Полученное по формуле (5.14) инвентарное число машин округляют до целого
значения.
Сменный пробег рабочих машин (км)
где kх = 1,1÷1,25 — коэффициент, учитывающий холостой пробег машины
на заправку, к пунктам обслуживания и т. д.
Тяговый расчет транспортной машины включает в
определение силы тяги при движении, предельного уклона, преодолеваемого
машиной, тормозного пути, расхода горючего.
Сила тяги погрузочно-транспортной машины или
автосамосвала
F =
(G + G0) g (ω0 ± i + ωкр +108а) + WB, (5.16)
где G0 и G — масса
соответственно машины и груза, т; ω0 — основное удельное
сопротивление движению машины, значение которого принимают в зависимости от
типа подземной дороги,. Н/кН (25 — для дорог с бетонным покрытием; 40 — для
щебеночных дорог с битумной пропиткой; 80÷100 — для дорог без покрытия, с
зачисткой; 150÷180 — для незащищенной почвы; ωкр = (0,05÷0,08)
ω0 — дополнительное сопротивление движению на криволинейных
участках, Н/кН; WB — дополнительное сопротивление воздуха [см. формулу
(2.12)], учитываемое только при движении машины со скоростью более 20 км/ч,
Н/кН; i — удельное
сопротивление на уклоне, принимаемое в зависимости от реального уклона, Н/кН; а
= 0,44÷0,5 м/с2 — ускорение трогания.
Максимальная сила тяги (Н) по условию
сцепления ведущих колес машины с дорогой:
Сцепной вес Рсц (кН) машины при всех ведущих колесах равен общему
весу машины, а при двух ведущих колесах, например, в автосамосвале типа МоАЗ,
Рсц =
0,6 (G + G0)g. (5.18)
Значения коэффициента сцепления y пневмошин с дорогой принимают в зависимости от состояния
дорожного покрытия (табл. 5.5).
Таблица 5.5
Значение коэффициента y сцепления пневмошин с дорогой
Дороги
Состояние дорожного покрытия
Чистое сухое
Мокрое, слегка загрязненное
Бетонные и асфальтовые
Щебеночные укатанные
Забойные, в крепких породах
Забойные, в относительно слабых породах
С основанием из каменной соли
0,7
0,7—0,75
0,6—0,7
0,4—0,5
0,48—0,5
0,45—0,4
0,5—0,4
0,25—0,4
-
Максимальная сила тяги (Н) ограничивается по
мощности двигателя:
где N — мощность двигателя машины, кВт;
v — скорость
автомобиля, км/ч; ηт = 0,72÷0,75 — КПД гидромеханической
трансмиссии; ηк = 0,95 — КПД колеса.
Скорость машины (км/ч) зависит от развиваемого
в конкретных условиях тягового усилия:
Предельный продольный уклон (‰),
преодолеваемый машиной при трогании на подъем,
Значения предельного уклона для основного и
вспомогательного самоходного транспорта выбирают в соответствии с Общесоюзными
нормами технологического проектирования подземного транспорта горно-добывающих
предприятий (табл. 5.6) или по номограммам, в зависимости от суммарной рабочей
массы mр, силы тяги F и скорости
движения v автосамосвала
(рис. 5.12).
Таблица 5.6
Продольный уклон i, преодолеваемый
основным и вспомогательным самоходным транспортом
Наименование и назначение транспортных выработок
i, %
нормальный
Максимальный
на коротких участках
Основные для транспортирования горной массы по горизонтам
17
70
Главные автотранспортные уклоны для транспортирования горной
массы на поверхность:
для грузового и двухстороннего движения
105
141
для порожнякового движения
141
176
Вспомогательные автотранспортные уклоны:
для перевозки людей, оборудования и материалов
141
176
для движения машин со всеми ведущими осями
176
213
Вспомогательные заезды на подэтажи для передвижения машин с грузом только своим ходом
213
268
Примечания.
1. Максимальный продольный уклон транспортных выработок необходимо проверять по
тяговым характеристикам применяемых транспортных
машин.
2. При обводненности наклонных транспортных
выработок значение продольного ук лона снижается на 25—30%.
3. Почва выработок, по которым осуществляется
движение самоходных вагонеток, должна быть малообводненной. Коэффициент
крепости породы почвы по шкале проф. М. М. Протодьяконова должен составлять не
менее 4, а коэффициент сцепления шин с почвой — не менее значений, приведенных
в таблице.
4. При слабых почвах необходимы мероприятия
по упрочнению дорожного полотна.
Рис. 5.12. Номограмма для определения предельного
уклона, преодолеваемого при трогании на подъем, в зависимости от
силы тяги, суммарной рабочей массы и скорости движения автосамосвалов
Тормозной путь — расстояние, пройденное
машиной от начала торможения до полной остановки, — определяют исходя из.
условия, что при торможении кинетическая энергия движущейся машины поглощается
работой сил сопротивления на пути торможения, т. е.
Подставив в формулу (5.19) вместо тормозной
силы Вт ее значение по условию сцепления (G
+ G0)gy, определим тормозной путь (м) до полной остановки машины (νк = 0):
где kин — коэффициент
инерции вращающихся масс для машин с гидромеханической передачей (в режиме
движения с грузом kин = 1,03÷1,01,
в режиме движения порожняком kин = 1,085÷1,07); vн — скорость движения машины в начале торможения, км/ч.
Значения ω0 и i подставляют
в формулу (5.23) не как удельные величины, а соответственно как коэффициент
основного сопротивления движению и уклон (превышение в метрах на 1000 м пути).
Полный тормозной путь (м) с учетом времени
реакции водителя и действия тормозов tp = 0,5÷0,6 с:
Lп = Lт + Lр.в
где Lр.в — путь, пройденный за время реакции водителя, м:
Таким образом, полная длина тормозного пути
(м),
Тормозной путь самоходной машины в подземной
выработке на прямолинейном участке не должен превышать 20 м, а на криволинейном
участке — видимого расстояния, равного 1,5 радиуса кривой.
Расход горючего для самоходных машин с
дизельным приводом определяют по паспортным данным машины на 100 км пробега.
Пример
1. Определим сменную эксплуатационную
производительность погрузочно-транспортной машины ПД-5Б для следующих условий:
система подземной разработки полиметаллических руд с подэтажным обрушением с
торцовым выпуском; плотность руды в насыпке γ
= 2,5 т/м3.
Исходные данные: длина доставки от забоя до
рудоспуска L = 220 м; средние скорости движения по квершлагу и штреку —
νгр = 8 км/ч (2,2 м/с), νпop = l2 км/ч (3,3 м/с); вместимость ковша машины Vк = 2,5 м3; коэффициент заполнения ковша kз = 0,8;
длительность стены Тсм = 6 ч.
Часовую производительность
погрузочно-транспортной машины определяем по формулам (5.1) — (5.4):
время погрузки ковша
tпогр = ξtц·kман = 1,15·50·1,2 = 69 с.
время движения машины
время разгрузки ковша tраз = 15 с;
часовая производительность [см. формулу (5.1)]
При коэффициенте использования машины kи = 0,7 сменная эксплуатационная производительность машины
[см. формулу (5.6)]
Qсм = 50·6·0,7 = 210 т.
Пример
2. Определим скорость установившегося
движения груженого автосамосвала типа МоАЗ-7405-9586 по прямолинейной выработке
с уклоном i = 0,105 (105‰, что
соответствует углу наклона выработки β
= 6°.
Исходные данные: мощность двигателя
автосамосвала N = 140 кВт; паспортная
грузоподъемность G = 22 т; действительная грузоподъемность с учетом коэффициента загрузки kз = 0,9, G = 20 т; масса
машины G0 = 19,5 т; ускорение а = 0; ωкр = 0; основное удельное сопротивление по уклону с
укатанным щебеночным покрытием ω0
= 40 Н/кН; сопротивление воздуха не учитывается, т. е. Wв = 0.
Силы тяги, развиваемая машиной на уклоне при
движении вверх [см. формулу (5.16)],
F = 9,81 (20 + 19,5) (40+105) = 56 550 Н.
Максимальная сила тяги, которую способна
развить машина на укатанной, мокрой, слегка грязной дороге при y = 0,4, определяем по формуле (5.17) с учетом формулы
(5.18):
Fmax = 1000·0,6 (20 +
19,5)9,81·0,4 = 118 800 Н.
Так как Fmax>F, машина может перемещаться на данном уклоне. Скорость
движения автосамосвала по уклону вверх [см. формулу (5.20)]
Пример 3.
Определим полную длину тормозного пути автосамосвала при спуске вниз по тому же
уклону i = 0,105 (см. пример 2) на
скорости νн = 15 км/ч. Коэффициент сцепления колес
с дорогой y = 0,4, коэффициент сопротивления ω0 = 0,04.
Полная длина тормозного пути [см. формулу
(5.24)]
что значительно меньше допустимой длины
тормозного пути, равной 20 м.
|
|
Категория: ТИПЫ И ПАРАМЕТРЫ САМОХОДНЫХ МАШИН
|
| Просмотров: 3487 | Загрузок: 172
| Комментарии: 2
| Рейтинг: 5.0/1 |
|