1. Расчёт вибротранспортной установки
Исходные данные для расчёта
масса неуравновешенного груза - m = 16 кг;
радиус эксцентриситета - r = 12 см = 0,12м ;
частота колебаний n = 1750 мин-1;
амплитуда колебания А = 4 мм;
ширина стола В = 1,2м;
высота потока транспортируемого груза h = 0,45м;
насыпная плотность g = 3 т/м3;
угол наклона установки a = 140.
Угловая скорость
рад/с
где n – частота колебаний, мин-1
Сила возмущения
, Н
где g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;
m – масса неуравновешенного груза, кг;
r – радиус эксцентриситета, м;
w – угловая скорость, рад/с.
Н
Скорость движения груза по столу
, м/с
где A – амплитуда колебания, мм;
a – угол наклона установки, град;
n – частота колебаний, мин-1
Производительность виброустановки
, т/ч
где В – ширина стола, м;
h – высота потока транспортируемого груза (принимается 0,45 м)
g – насыпная плотность, т/м3
u – скорость движения груза по столу, м/с.
т/ч
Мощность привода
, кВт
где Кт – коэффициент транспортирования (принимается 1,5 – для абразивной массы);
h – кпд электродвигателя;
lэ – удельный расход энергии на транспортирование горной массы силой тяжести 1кН на расстояние 1м (принимается 1.75кН/м)
L – длина стола, ( принимается 6м);
Н – высота транспортирования, м
м
q – погонный вес перемещаемого груза по грузонесущему столу, Н/м
кВт
2. Расчёт ленточного конвейера
рис. 1 схема конвейера
ширина ленты B = 1200 мм;
угол наклона конвейера b = 00;
угол обхвата приводных барабанов a = 4000;
тип ленты РТЛО;
скорость движения u = 1,4 м/с;
длина конвейера L = 70м
часовая производительность 1924, 6 т/ч
Погонная масса груза на ленте qг , кг/м
кг/м
где Qч - часовая производительность, т/ч;
u - скорость движения, м/с;
Погонная масса ленты
где m- масса ленты т/м2 (принимается 25 кг);
В – ширина ленты, м
Погонная масса роликоопор порожней ветви
где lр.п – шаг порожних роликоопор, (принимается 2600мм);
Gр.п – масса порожней роликоопоры, (принимается 26 кг).
Расчёт тягового усилия методом обхода контура по точкам
S1 = Sсб
где Sсб – натяжение сбегающей ветви, Н
S2 = S1×kу = Sсб×1,01
где kу – коэффициент увеличения натяжения
S3 = S2+W2-3 = S2+(qл+qр.п)×LП×w×g
где qл – погонная масса ленты, кг/м;
qр.п. – погонная масса роликоопор порожней ветви, кг/м;
Lп – горизонтальная проекция длины конвейера, м.
w – коэффициент сопротивления движению (принимается 0,04)
g – ускорение свободного падения, м/с2
S4 = S3×kу = S3×1,01
S5 = S4 + W4-5 =S4 + (qг+ qл)×LГ ×w×g
Sнб(5) = Scб(1)×ema
где ema - тяговый коэффициент (для a =400°, ema = 8,14)
Sнб(5) = Scб(1)×8,14
Sнб(5) = Scб×1,01×1,01+qл×LП×w×g×1,01+ qр.п×LП×w×g×1,01+ qг×LГ×w×g+ qл×LГ×w×g
Sнб(5) = Scб×1,012 + 10868,11, Scб×8,14 = Scб×1,012 + 10868,11
Sнб = Scб×8,14 = 8,14×1526,44 = 12425,22 Н
F = Sнб - Sсб = 12425,22 - 1526,44 = 10898,7 Н
где F – тяговое усилие, Н
Мощность двигателя конвейера
Кз – коэффициент запаса (принимается 1,15)
h - КПД механической передачи (принимается 0,95)
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);
wп – основное удельное сопротивление движению порожних вагонеток, Н/кН (согласно таблице 4, wп=10,5);
i – средневзвешенный уклон пути;
wКР – коэффициент дополнительного сопротивления от криволинейности трассы, Н/кН;
а – ускорение при трогании состава с места, м/с2;
где SБ – база вагонетки, м (согласно приложению 3, принимается 1,3);
SК – 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
где wг– основное удельное сопротивление движению гружёных вагонеток, Н/кН (согласно таблице 4, wГ=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)
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.
шт
где С – коэффициент тары, учитывающий часть налипшего груза в вагонетке (принимается 0,1).
Ориентировочно принимается 12 шт.
Уточняется вес прицепного состава
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)
Согласно электромеханической характеристике электродвигателя ЭГ-46 (рисунок 2) полученным значениям соответствуют токи IГ = 42 А, IП = 42А; скорости uГ = 13,5 км/ч, uП = 13,5 км/ч.
Время одного рейса
где tП – время движения состава в порожнем направлении, мин;
tГ – время движения состава в грузовом направлении, мин;
q – время загрузки, разгрузки состава, мин
где L – средневзвешенная длина откатки, км;
uП, uГ – скорость движения состава соответственно в порожняковом и грузовом направлении, км/ч;
мин
где z – число вагонов в составе;
tЗ – время загрузки одной вагонетки (принимается по таблице 5), мин;
tР – время разгрузки одной вагонетки (принимается по таблице 5), мин;
Эффективный ток
где a –коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев двигателей при выполнении манёвров в пунктах загрузки вагонеток (принимается 1,4 – для рудных шахт); IГ, IП – токи двигателя, соответственно при движении с гружёным и порожним составами, А; Тр – время рейса, мин.
А
;
где IЧ – часовой ток двигателя, принимается по электромеханической характеристики, А.
Проверка веса поезда по торможению
Допустимая скорость
где uДОП – 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;
км/ч. Тогда
Возможное число рейсов за смену 1-м электровозом.
рейсов
Потребное число рейсов
Потребное количество электровозов
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;
wГ – основное удельное сопротивление движению wГ = 5;
i – уклон пути, i = 4;
wКР – сопротивление движению на криволинейных участках, принимается wКР = 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 nДОП.ГР на расчётном преобладающем уклоне определяется по формуле, учитывая, что £ 40 м, BДОП = 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 nДВ – число тяговых двигателей электровоза, nДВ = 2;
g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с2
Согласно электромеханической характеристике электродвигателя ЭГ-46 рисунок 1 (2.112) полученным значениям соответствуют токи IГ = 30 А ; IП = 35А.
Время движения гружёного состава определяется исходя из допустимой по торможению скорости движения nДОП.ГР = 14,1 км/ч
где Lг – длина транспортирования гружёного состава, км;
kГ – коэффициент учитывающий снижение скорости в периоды разгона и торможения
а время движения порожнего состава – исходя из скорости движения nП.; согласно электромеханической характеристике (рисунок 1): при силе тока IП = 35 А скорость nП.= 18,35 км/ч. Таким образом,
где Lп – длина пути в порожняковом направлении, км;
kП – коэффициент учитывающий снижение скорости в периоды разгона и торможения kП = 0,8
Продолжительность пауз qЦ – включает продолжительность маневровых операций (таблица 10.4, 1.180) и резерв времени на различные задержки – 10 мин.
где tЗ – время загрузки одной вагонетки, мин;
tР – 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 tСМ – продолжительность смены, принимаем 6 ч;
kЭ – коэффициент учитывающий время подготовки электровоза к эксплуатации, принимаем kЭ = 0,8
потребное число рейсов за смену
где kН – коэффициент неравномерности поступления груза, принимаем 1,6 (при отсутствии аккумулирующей ёмкости; nЛ, nЛ – число рейсов на одно крыло соответственно с людьми и вспомогательным материалом.
число электровозов необходимых для работы
Принимаем резерв электровозов NРЕЗ = 2 (из условия, что NР от 12 —NРЕЗ=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 hЭ,hС,hП – КПД соответственно электровоза, тяговой сети и подстанции, принимается hЭ = 0,6; hЭ = 0,95; hЭ = 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
