Расчёт электровозной откатки

3. Расчёт электровозной откатки

Исходные данные

Электровоз 7КР-1У

Вагонетка ВДК2,5

Уклон пути i = 4

Ускорение а = 0,04 м/с²

Начальная скорость торможения – 3,4 км/ч

L₁=2,5 км

L₂=3,5 км

L₃=2,8 км

Qч₁=Qч₂=Qч₃=1924,6 т/ч

g = 3 т/м³

Сменная производительность

, т

где Qч – часовая производительность, т/ч

т

Средневзвешенная длина откатки

где A₁, А₂, А₃ – сменные грузопотоки на каждом маршруте (производительности погрузочных пунктов), т;

L₁, L₂, L₃ – длина откаточных путей, м

км

Принимается локомотив АРП7-900

Вес порожней и грузовой прицепной части состава

, кН

где Рэ – масса электровоза, т;

g – ускорение свободного падение м/с²;

y – коэффициент сцепления колес локомотива с рельсами (принимается для рельс покрытых жидкой железорудной грязью с глинистыми примесями y=0,11);

w_п – основное удельное сопротивление движению порожних вагонеток, Н/кН (согласно таблице 4, w_п=10,5);

i– средневзвешенный уклон пути;

w_КР – коэффициент дополнительного сопротивления от криволинейности трассы, Н/кН;

а – ускорение при трогании состава с места, м/с²;

где S_Б – база вагонетки, м (согласно приложению 3, принимается 1,3);

S_К – колея рельсовых путей, м (принимается 0,9)

R – радиус криволинейности рельсового пути, м (для колеи в 900мм, R = 20);

К₁ – коэффициент, учитывающий состояние поверхности рельсов (К₁=0,45 – для мокрых рельс);

К₂– коэффициент, учитывающий влияние загрузки вагонеток (К₂,=1 – для порожних вагонеток).\

Н/кН

кН

, кН

где w_г– основное удельное сопротивление движению гружёных вагонеток, Н/кН (согласно таблице 4, w_Г=6);

где К₁ – коэффициент, учитывающий состояние поверхности рельсов (К₁=0,45 – для мокрых рельс);

К₂– коэффициент, учитывающий влияние загрузки вагонеток (К₂,=0,85 для гружёных вагонеток)

Н/кН

кН

Число вагонеток в составе

где Gг – вес груза в вагонетки, т

где g – насыпная плотность руды, т/м³;

Кз – коэффициент заполнения вагонетки (принимается 0,9);

Gв – масса порожней вагонетки, т.

 т

шт

где С – коэффициент тары, учитывающий часть налипшего груза в вагонетке (принимается 0,1).

шт

Ориентировочно принимается 12 шт.

Уточняется вес прицепного состава

кН

кН

Производим проверку допустимой массы состава по нагреву электродвигателей электровоза, для этого определяется тяговая сила на 1 электродвигатель.

где n– количество тяговых двигателей (для электровоза АРП-7-900,n=2)

 Н

Согласно электромеханической характеристике электродвигателя ЭГ-46 (рисунок 2) полученным значениям соответствуют токи I_Г = 42 А, I_П = 42А; скорости u_Г = 13,5 км/ч, u_П = 13,5 км/ч.

Время одного рейса

где t_П – время движения состава в порожнем направлении, мин;

t_Г – время движения состава в грузовом направлении, мин;

q – время загрузки, разгрузки состава, мин

где L – средневзвешенная длина откатки, км;

u_П, u_Г – скорость движения состава соответственно в порожняковом и грузовом направлении, км/ч;

 

мин

мин

где z – число вагонов в составе;

t_З – время загрузки одной вагонетки (принимается по таблице 5), мин;

t_Р – время разгрузки одной вагонетки (принимается по таблице 5), мин;

мин

мин

Эффективный ток

где a –коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев двигателей при выполнении манёвров в пунктах загрузки вагонеток (принимается 1,4 – для рудных шахт); I_Г, I_П – токи двигателя, соответственно при движении с гружёным и порожним составами, А; Тр – время рейса, мин.

А

;

где I_Ч – часовой ток двигателя, принимается по электромеханической характеристики, А.

А

Проверка веса поезда по торможению

Допустимая скорость

где u_ДОП – допустимая скорость гружёного состава под уклон при установившемся движении, км/ч;

– максимальный тормозной путь для грузового состава,= 40м;

– основное удельное сопротивление движению гружёных вагонеток, Н/кН;

Н

Н/кН

км/ч. Тогда

мин

мин

мин

Возможное число рейсов за смену 1-м электровозом.

рейсов

Потребное число рейсов

Потребное количество электровозов

шт

Фактическая производительность электровоза в смену

т×км/смену

Расход электроэнергии за 1 рейс

, кВт×ч

 кВт×ч

Расход электроэнергии за смену

 кВт×ч/смену

Удельный расход электроэнергии

 кВт×ч/т×км

Возможное число рейсов без замены батарей

, мДж

мДж

Определяется суммарная сменная производительность всех ортов откаточного горизонта

Qсм =Q₁ +Q₂ +Q₃,(1.176)

Qсм =600+1000+800 =2400 т

Определяется масса поезда при трогании на подъём на засоренных путях у погрузочных пунктов.

 

где P – масса электровоза, т;

j - коэффициент сцепления колёс электровоза с рельсами, j=0,2;

w_Г – основное удельное сопротивление движению w_Г = 5;

i – уклон пути, i = 4;

w_КР – сопротивление движению на криволинейных участках, принимается w_КР = 0;

а – ускорение, а = 0,04 м/с²

Масса вагонетки ВГ2 G₀ = 1,3, вместимость кузова Vв = 2м³. Тогда число вагонеток в составе определяется по формуле:

где g - насыпная плотность транспортируемой горной массы, g = 2,5;

принимается 13 вагонеток.

Определяются параметры состава:

масса груза в одном вагоне

действительная масса порожнего поезда

масса гружёного поезда без локомотива

длина поезда

где  - длина электровоза,  = 4500 мм, (4.311)

 - длина вагонетки,  = 3070 мм, (2.324)

Проверяется масса поезда по условию торможения. Допустимая скорость гружёного поезда n_ДОП.ГР на расчётном преобладающем уклоне определяется по формуле, учитывая, что £ 40 м, B_ДОП = 0 (на электровозе не установлены рельсовые электромагнитные тормоза) и

Таким образом, допустимая скорость

где  - тормозной путь от начала торможения до полной остановки поезда, м

Проверяется масса поезда по условию нагрева тяговых двигателей электровоза. Эффективный ток тягового двигателя Iэф электровоза 7КР-1У определяется по формуле, а длительно-допустимый ток Iдл = 50 А (по его технической характеристике (2.267)).

Предварительно по формулам определяется установившаяся сила тяги , отнесённая к одному двигателю в грузовом и порожняковом направлениях:

где n_ДВ – число тяговых двигателей электровоза, n_ДВ = 2;

g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²

Согласно электромеханической характеристике электродвигателя ЭГ-46 рисунок 1 (2.112) полученным значениям соответствуют токи I_Г = 30 А ; I_П = 35А.

Время движения гружёного состава определяется исходя из допустимой по торможению скорости движения n_ДОП.ГР = 14,1 км/ч

 

где Lг – длина транспортирования гружёного состава, км;

k_Г – коэффициент учитывающий снижение скорости в периоды разгона и торможения

а время движения порожнего состава – исходя из скорости движения n_П.; согласно электромеханической характеристике (рисунок 1): при силе тока I_П = 35 А скорость n_П.= 18,35 км/ч. Таким образом,

где Lп – длина пути в порожняковом направлении, км;

k_П – коэффициент учитывающий снижение скорости в периоды разгона и торможения k_П = 0,8

Продолжительность пауз q_Ц – включает продолжительность маневровых операций (таблица 10.4, 1.180) и резерв времени на различные задержки – 10 мин.

 

где t_З – время загрузкиодной вагонетки, мин;

t_Р – время разгрузки одной вагонетки, мин;

Определяется продолжительность одного рейса

Определяется эффективный ток

где a - коэффициент учитывающий дополнительный нагрев двигателей при выполнении манёвров, принимаем a = 1,2, (1.179) 23,1 < 50

По полученным результатам расчётов массы состава по условиям трогания, торможения и нагрева двигателей принимаем окончательное число вагонеток в составе z = 13.

Длина поезда составляет 44,41 м, следовательно длина разминовки для размещения поезда должна быть не менее 50 м.

Определяется число электровозов и их производительность:

число рейсов одного электровоза за смену

где t_СМ – продолжительность смены, принимаем 6 ч;

k_Э – коэффициент учитывающий время подготовки электровоза к эксплуатации, принимаем k_Э = 0,8

потребное число рейсов за смену

где k_Н – коэффициент неравномерности поступления груза, принимаем 1,6 (при отсутствии аккумулирующей ёмкости; n_Л, n_Л – число рейсов на одно крыло соответственно с людьми и вспомогательным материалом.

число электровозов необходимых для работы

Принимаем резерв электровозов N_РЕЗ = 2 (из условия, что N_Р от 12 —N_РЕЗ=3), (1.187). Инвентарное число электровозов

Определяется сменная производительность электровоза

Определяется расход энергии на электровозный транспорт.

Расход энергии за один рейс, отнесённый к колёсам электровоза

 

где Fг и Fп - сила тяги в грузовом и порожнем направлениях, Н

Расход электровозом энергии за рейс, отнесённый к шинам подстанции

где h_Э,h_С,h_П – КПД соответственно электровоза, тяговой сети и подстанции, принимается h_Э = 0,6; h_Э = 0,95; h_Э = 0,93;

Удельный расход энергии на шинах подстанции, отнесённый к 1 т*км транспортируемого груза

Общий расход энергии за смену

Потребная мощность тяговой подстанции при коэффициенте одновременности

и среднем токе

Таким образом потребная мощность тяговой подстанции

Список литературы

1.  Ю.С. Пухов Рудничный транспорт М., Недра, 1991

2.  Справочник подземный транспорт шахт и рудников. Под редакцией Г.Я. Пейсаховича М., Недра, 1985

3.  Справочник шахтный транспорт. Под редакцией И.Г. Штокмана М., Недра, 1964

4.  Справочник по шахтному транспорту. Под редакцией Г.Я. Пейсаховича М., Недра, 1977