Тяговый и эксплуатационный расчеты

Кафедра геотехнологии и комплексного освоения месторождений полезных ископаемых.

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПО КУРСУ

 

«ТРАСПОРТНЫЕ МАШИНЫ»

 

Вариант №15

 

Выполнил: студент

гр. ГИЭ-08 Сафонов Е.В.

Проверил: профессор

Лев А. М.

 

Москва 2012 г.

Расчет автомобильного транспорта

 

Исходные данные

 

Тип погрузочного оборудования	ЭКГ-5
Емкость ковша, Е	5 м3
Плотность горных пород в целике, g	2,6 т/м3
Продолжительность смены, Тсм	11 ч
Число смен в сутки, nсм
Суточная производительность прииска по транспортированию горной массы, А	4100 м3/сут
Характеристика участков дороги:
I-ый участок - забойная дорога, покрытие грунтовое
Длина, l1	180 м
Уклон, i1	-3 о/оо
II-ой участок – выезд, покрытие щебеночное (не укатанное)
Длина, l2	120 м
Уклон, i2	45 о/оо
III-ий участок - главная откаточная дорога, покрытие щебеночное
Радиус закругления дороги, R	65 м
Угол поворота дороги, a	100 о
IV-ый участок - главная откаточная дорога, покрытие щебеночное
Длина, l4	2000 м
Уклон, i4	10 о/оо
V-ый участок - выезд на автомобильный отвал, покрытие грунтовое, укатанное
Длина, l5	100 м
Уклон, i5	50 о/оо
VI-ой участок - дорога на отвале, покрытие грунтовое, не укатанное
Длина, l6	120 м
Уклон, i6	4 о/оо
Подъезд к погрузочному устройству петлевой

 

Порядок расчета

Тяговый и эксплуатационный расчеты

1. Характеристики используемых механизмов.

Вместимость ковша погрузочного оборудования Е = 5 м³

Используемый автосамосвал - БелАЗ-548

Грузоподъемность V_ап = 40т

Масса без груза m_а = 29т

Мощность двигателя N = 367кВт

Колесная формула 4*2

 

2. Определение массы груза в кузове автосамосвала

Масса породы в ковше погрузочного оборудования

т

К_р = (1,1-1,4) - к-т разрыхления,

g - плотность породы в целике.

Число ковшей, которое можно загрузить в кузов автосамосвала

принимаем n = 4

Уточняем фактический объем и массу груза в кузове автосамосвала, сравнивая ее с паспортной

41,6<44

Перегрузка составляет меньше 10%, что допустимо.

 

3. Определение касательной силы тяги на участках

Wо-основное сопротивление, возникающее из-за трения в подшипниках, деформации дороги и шин;

Wi-сопротивление от уклона;

Wкр-сопротивление на криволинейных участках;

Wj-сопротивление, возникающее при действии силы инерции.

w-удельное сопротивление.

Вес автомобиля:

- груженого

- порожнего

I–ый участок

В груженом направлении:

- удельные сопротивления w_о1=120 Н/кН; w_i1=-3 Н/кН

- Динамический фактор Д=w_о1+w_i1=117 Н/кН

- Касательная сила тяги F_к=P_аг*Д=80950 Н

В порожнем направлении:

- удельные сопротивления w_о1=96 Н/кН; w_i1=3 Н/кН

- Динамический фактор Д=w_о1+w_i1=99 Н/кН

- Касательная сила тяги F_к=P_ап*Д=28135,8 Н

 

II–ой участок

В груженом направлении:

- удельные сопротивления w_о2=30 Н/кН; w_i2=45 Н/кН

- Динамический фактор Д=w_о2+w_i2=75 Н/кН

- Касательная сила тяги F_к=P_аг*Д=51891 Н

В порожнем направлении:

- удельные сопротивления w_о2=24 Н/кН; w_i2=-45 Н/кН

- Динамический фактор Д=w_о2+w_i2=21 Н/кН

- Касательная сила тяги F_к=P_ап*Д=5968,2 Н

 

III–ий участок

В груженом направлении:

- удельные сопротивления w_о3=30 Н/кН;

Н/кН

- Ориентировочный динамический фактор Д=w_о3+w_кр3=49,02 Н/кН

- Ориентировочная скорость устанавливается по динамической характеристике БелАЗа – 548

V₃ = 25 км/ч = 6,94 м/с

- Удельное сопротивление от сил инерции

Н/кН

g_и – к-т, учитывающий инерцию вращающихся масс и зависящий от типа трансмиссии.

Для груженого автосамосвала с гидромеханической трансмиссией

g_и =1,01

а - ускорение, возникающее при движении с постоянной скоростью на криволинейных участках.

- Уточненный динамический фактор Д=w_о3+w_кр3+w_j3=125,45 Н/кН

- Касательная сила тяги F_к=P_аг*Д=51891 Н

В порожнем направлении:

- удельные сопротивления w_о3=24 Н/кН;

Н/кН

- Ориентировочный динамический фактор Д=w_о3+w_кр3=70,31 Н/кН

- Ориентировочная скорость устанавливается по динамической характеристике БелАЗа – 548

V₃ = 18 км/ч = 5 м/с

- Удельное сопротивление от сил инерции

Н/кН

Для порожнего автомобиля с гидромеханической трансмиссией

g_и =1,077

- Уточненный динамический фактор Д=w_о3+w_кр3+w_j3=112,57 Н/кН

- Касательная сила тяги F_к=P_ап*Д=31991,2 Н

 

IV–ый участок

В груженом направлении:

- удельные сопротивления w_о4=30 Н/кН; w_i4=10 Н/кН

- Динамический фактор Д=w_о4+w_i4=40 Н/кН

- Касательная сила тяги F_к=P_аг*Д=27675,2 Н

В порожнем направлении:

- удельные сопротивления w_о4=24 Н/кН; w_i4=-10 Н/кН

- Динамический фактор Д=w_о4+w_i4=14 Н/кН

- Касательная сила тяги F_к=P_ап*Д=3978,8 Н

 

V–ый участок

В груженом направлении:

- удельные сопротивления w_о5=90 Н/кН; w_i5=50 Н/кН

- Динамический фактор Д=w_о5+w_i5=140 Н/кН

- Касательная сила тяги F_к=P_аг*Д=96863,2 Н

В порожнем направлении:

- удельные сопротивления w_о5=72 Н/кН; w_i5=-50 Н/кН

- Динамический фактор Д=w_о5+w_i5=22 Н/кН

- Касательная сила тяги F_к=P_ап*Д=6252,4 Н

 

VI–ой участок

В груженом направлении:

- удельные сопротивления w_о6=120 Н/кН; w_i6=4 Н/кН

- Динамический фактор Д=w_о6+w_i6=124 Н/кН

- Касательная сила тяги F_к=P_аг*Д=85793,12 Н

В порожнем направлении:

- удельные сопротивления w_о6=96 Н/кН; w_i6=-4 Н/кН

- Динамический фактор Д=w_о6+w_i6=92 Н/кН

- Касательная сила тяги F_к=P_ап*Д=26146,4 Н

 

4. Определение скорости движения автосамосвала на участках:

h_ом = 0,85 - коэффициент отбора мощности на вспомогательные механизмы;

h_т = 0,71 - КПД гидромеханической трансмиссии

 

Значение скорости движения автосамосвала на участках (км/ч)

- в груженом направлении:

	вычисленная	по динамической хар-ке	рекомендуемая	принятая
V1	9,85			9,85
V2	15,37			15,37
V3	9,19			9,19
V4	28,81			28,81
V5	8,23			8,23
V6	9,29			9,29

 

- в порожнем направлении:

	вычисленная	по динамической хар-ке	рекомендуемая	принятая
V1	28,34
V2	133,60
V3	24,92			24,92
V4	200,40
V5	127,53
V6	30,50

 

Проверяем скорость на криволинейном участке дороги, исходя из условий безопасности.

f_ск = 0,3 - к-т сцепления колес с дорожным покрытием при боковом скольжении;

i_в = 0,03 - поперечный уклон дороги на повороте.

В груженом направлении 9,19 < 47,24

В порожнем направлении 24,92 < 47,24

Условия выполняются.

 

5. Максимальное тяговое усилие, которое ограничивается условиями сцепления движущихся колес с дорожным покрытием.

Максимальная касательная сила тяги возникает при движении по 5-му участку с грузом. F_к5=96863,2 Н

К_сц = 0,65 - для БелАЗа-548 с колесной формулой 4*2;

y = 0,45 – к-т сцепления колес с полотном дороги.

F_к5 < F_max

96863,2 < 202581,4

Следовательно, движение осуществляется без пробуксовки.

 

6. Определение тормозного пути:

t_р = 0,5 - время реакции водителя на приведение тормозов в действие;

y₁ = 0,5 – к-т сцепления колес с полотном дороги.

Определяем тормозной путь на участке №4.

- в груженом направлении

- в порожнем направлении

 

Эксплуатационный расчет

 

Время полного рейса автосамосвала

t_п- время погрузки автосамосвала

t_п= n*t_ц = 25*4 = 100с =1,67мин

n – число ковшей;

t_ц- время цикла при загрузке автосамосвала, t_ц = 25с;

t_р- время разгрузки принимаем t_р = 50с = 0,83мин;

t_м- время маневров при погрузке – разгрузке:

- при погрузке 20с

- при разгрузке 80с

t_м = 20 + 80 = 100с = 1,67мин

tгр,tпор- время движения автосамосвала в груженом и порожнем направлениях.

Т_р =1,67 + 0,83 + 1,67 + 7,97 + 5,48 = 17,62мин = 0,294ч.

 

Парк автомашин.

 

Необходимый парк автосамосвалов для обеспечения заданного грузооборота по горной массе.

1. Техническая производительность одного автосамосвала в смену

К_г- к-т используемой грузоподъемности, К_г = 1.

2. Эксплуатационная производительность

К_в - к-т использования сменного времени, К_в = 0,7.

3. Рабочий парк автосамосвалов

А_с - суточная производительность предприятия по перевозимой горной массе;

К_п - к-т неравномерности работы предприятия, К_п = 1,15.

Принимаем N_р = 6.

 

4. Инвентарный парк автосамосвалов

К_тг - к-т технической готовности (0,7-0,9); К_тг = 0,8.

Принимаем N_инв = 8 шт.