Д.В. Стенин Карьерный транспорт. Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 150200

11

- наименьший износ шин (при движении на малых радиусах поворота повышенный износ шин).

Рекомендуемые радиусы поворота:

- Rп = ( 1,2 - 1,3	)Rmin - при петлевом заезде;
- Rп = ( 1,3 - 1,4	)Rmin - при тупиковом;
- Rп = ( 1,4 - 1,5	)Rmin - при маневрировании груженого автосамосвала.

где Rmin - конструктивный минимальный радиус поворота по переднему внешнему колесу.

4.3.3.Время маневра Для петлевой схемы заезда:

tМП = S M ,

vM

где SM – путь, проходимый автосамосвалом при маневрировании, км; vM – скорость движения автосамосвала при маневрировании, км/ч.

При расчете времени на погрузку и разгрузку автосамосвалов скорости их маневрирования рекомендуется принимать равными 10 км/ч при петлевом заезде, 9,4 км/ч - при тупиковом, 9 км/ч - для груженых автосамосвалов на разгрузке.

	SM = 4	πnо		R 6,98 10−5 noR,
		180 1000

где no – угол поворота автосамосвала, град; R – радиус поворота, м. Для тупиковой схемы заезда и при разгрузке:

				t МП =			S M			+t1,
							v M
	где t1 – время на переключение, ч, t1 = 2,8 10-3.
	S M =		2R	+		2πnо			R 5,14 10−3 R.
		1000			180 1000

4.3.4. Время погрузки:

tПОГР = nКtЦ ,

где tЦ – время цикла экскаватора, ч.

4.3.5. Время цикла экскаватора:

tЦ = tКОП + tПОВ + tВ

tПОВ = 8,08 10−5 3

12

где tКОП ,tПОВ,tВ = 0,8 с – соответственно, время копания, время по-

ворота стрелы экскаватора, время опоражнивания ковша, ч. 4.3.6. Время копания:

tКОП =VЭ kэkNрηкkF 36,72,

где kF – коэффициент удельного сопротивления копанию; N – мощность подъемного двигателя экскаватора, кВт; η = 0,45 – безразмерный

коэффициент.

4.3.7. Время поворота стрелы экскаватора:

I(1,37 +ηП2 )β2 ,

NmaxηП

где I – момент инерции вращающейся части экскаватора, тмс2; ηП – КПД механизма поворота; β - угол поворота, рад; Nmax – мощность

поворотного двигателя экскаватора, кВт. Момент инерции для одноковшового экскаватора:

I = 151 GЭ53 ,

Момент инерции для вскрышной лопаты:

I = 19 GЭ53 ,

где GЭ – масса экскаватора, т. 4.3.8. Время разгрузки

tРАЗГР =1,5(t1 + t2 ),

где t1 – время подъема платформы; t2 – время опускания платформы. 4.3.9. Время ожидания погрузки – разгрузки

tОЖ.П−Р = 0,5(tПОГР +t РАЗГР).

4.3.10. Время эксплуатационных простоев

tПРдр = 0,5tОЖ.П−Р.

4.3.11.Часовые переменные затраты

ЗПЕР = ЗТ + ЗСМ + ЗШ + ЗТО,ТР ,

где ЗТ , ЗСМ , ЗШ , ЗТО,ТР - часовые затраты на топливо, смазочные

материалы, шины и ТО и ТР автомобилей, соответственно, р./ч.

13

Затраты на топливо:

ЗТ = GТЦТ ,

где GT - часовой расход топлива, л/ч; ЦТ - цена единицы топлива, р. GT зависит от режима движения автомобиля:

Если автомобиль движется в тяговом режиме, т. е. f + i >= 0, тогда часовой расход топлива определяют из уравнения топливного баланса:

QS = gγеηе (NТД + N МД + NЭД + NТР + N f + Nα + Nw + N j ), 10 ТVT

где QS - путевой расход топлива, л/100 км; gе- удельный эффективный расход топлива, гр/кВт.ч; ηе - эффективный КПД двигателя; γ Т - плотность дизельного топлива, кг/л; VT - техническая скорость автомобиля,

м/с; NТД - термодинамические потери мощности в двигателе,		кВт;
N МД - механические потери мощности в двигателе, кВт; NЭД -		экс-
плуатационные потери мощности в двигателе, кВт; NТР - потери мощ-
ности в трансмиссии, кВт;	N f - потери мощности на преодоление со-
противления качению, кВт;	Nα - потери мощности на преодоление со-

противления подъему, кВт; Nw - потери мощности на преодоление сопротивления воздушному потоку, кВт; N j - потери мощности на преодоление сопротивления сил инерции, кВт.

GT =	3,6	(NТД + N МД + NЭД + NТР + N f	+ Nα + Nw + N j ),
	γТHи

где Hи - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг.

NTД = NT − Ni = (1−ηi ) NT ,

где NT - мощность, эквивалентная низшей теплоте сгорания топлива, кВт; Ni - индикаторная мощность, кВт; ηi - индикаторный КПД двига-

теля.

N МД = Ni − Nе = (1−ηм) Ni ,

где Nе - эффективная мощность; ηм - механический КПД.

NЭД = Nе − Nэ = (1−ηэ) Nе,

где Nэ - эксплуатационная мощность, кВт; ηэ - эффективный КПД.

14

NТР = Nэ − Nк = (1−ηТР) Nэ,

где Nк - колесная мощность, кВт.

N f

=

(Ga + qγ )gf cosα

VT ≈

(Ga + qγ )gf

VT

,

1000

1000

N

α

=

(Ga +qγ )gisinα

V ≈

(Ga +qγ )gi

V

,

1000

T

1000

T

Nw

=

kFVТВ3

,

N j

= (Ga + qγ )δВР VT ja ,

1000

1000

где f - коэффициент сопротивления качению; α - угол продольного уклона дороги; VT - техническая скорость, м/с; i - продольный уклон дороги, %; kF - фактор обтекаемости автомобиля, δВР - коэффициент учета вращающихся масс; ja - ускорение автомобиля, м/с2; VТВ - ско-

рость воздушного потока, м/с.

VТВ - это геометрическая сумма векторов скорости ветра и скорости автомобиля, м/с.

VТВ = VТ +VВ +2VТVВ cosβВ , м/с

где βВ - угол между направлением движения автомобиля и направлением ветра.

GT =			3,6	(NТД + N МД + NТР + NЭД +
		γ ТHи
+	g(f +i)+ jaδвр				(Ga + qγ )VT +		kF	VTB	),
		1000				1000

jaδВР в расчетах не учитывают, т.к. на рассматриваемом участке авто-

мобиль движется равномерно.

Если автомобиль движется в режиме торможения, т.е.( f + i )<0:

GT =	3,6	(NТД + N МД + NЭД ).
	γТHи

15

Расчет часовых затрат на топливо

Таблица 4

Маршрут, мо-

Характерный

Направление

Режим

Уклон,

дель автосамо-

участок

движения

движения

град

свала

1

2

3

4

5

Продолжение табл.4

Текущее значе-

Удельный эффек-

Эффективная

Скорость вет-

ние скорости,

тивный расход

мощность

ра, м/с

км/ч

топлива, г/кВт.ч

двигателя, кВт

6

7

8

9

Продолжение табл.4

Направление

Часовой рас-

Стоимость то-

Часовые затраты

ветра, град

ход топлива,

плива, у.е./л

на топливо, у.е./ч

л/ч

10

11

12

13

Затраты на смазочные материалы:

ЗСМ = GT (

qмотЦмот +qтрансЦтранс +qспЦсп +qплЦпл ),

где qмот,qтранс,qсп,qпл - норма расхода моторного и трансмиссион-

ного масла, специальных и пластичных смазочных материалов, соответственно, л/л(кг) (прил.8); Ц - цена соответствующих смазочных материалов, р.(у.е.)/л(кг).

Расчет часовых затрат на смазочные материалы									Таблица 5
Маршрут, мо-		Характерный			Направление		Текущее значение
дель автосамо-		участок			движения		скорости, км/ч
свала
1		2			3				4
							Продолжение табл.5
Часовой рас-		Нормативы расхода смазочных материалов, л/л(кг)
ход топлива,
л/ч
		моторные	трансмиссион-			специаль-		пластичные
		масла		ные масла		ные масла			смазки
5		6		7			8		9

16

				Продолжение табл.5
Стоимость смазочных материалов, у.е./л(кг)				Часовые затраты на
				смазочные материа-
				лы, у.е./ч
мотор-	трансмис-	специаль-	пластич-
ные	сионные	ные масла	ные смаз-
масла	масла		ки
10	11	12	13	14

Затраты на шины:

Зш = GшфактЦш,

где Gшфакт - фактическое, для данных условий движения, значение часового расхода шин, у.е.(р.)/ч; Цш - стоимость одной шины, у.е.(р.).

Gшнорм = lccn ,

ctсмLн

где Lн - средний нормативный ресурс шины, км; n - количество шин на автомобиле; lсс - среднесуточный пробег автомобиля, км; c - число смен работы автомобиля; tсм - продолжительность одной смены, ч.

L= Lновnнов + Lвосстnвосст ,

нn

где Lнов, Lвосст - ресурс соответственно новой и восстановленной ши-

ны, км; nнов,nвосст - количество, соответственно, новых и восстановленных шин на автомобиле; n - общее число шин на автомобиле.

Фактический ресурс ( Lш) шины зависит от неровности дорожного полотна и скорости движения автомобиля по данной дороге:

Lш =102,3− 0,105VT − 0,149H − 0,08VТH,%

где VT - техническая скорость автомобиля, м/с; H - высота неровности дорожного полотна, м.

					17
Зш =				100GшнормЦш			.
		102,3		− 0,149H −VT (0,105+ 0,08H)
		Расчет часовых затрат на шины					Таблица 6
Маршрут, мо-	Характерный				Направление	Текущее значение
дель автосамо-			участок		движения	скорости, км/ч
свала
1		2			3		4
						Продолжение табл.6
Средняя высо-	Средненорма-				Стоимость од-	Часовые затраты
та неровно-	тивный ресурс				ной шины, у.е.	на шины, у.е./ч
стей, см			шин, км
5		6			7		8

Затраты на ТО и ТР автомобилей:

ЗТО,Р = ЗТОуд ,РVЭ,р./ч

где VЭ- эксплуатационная скорость автомобиля, км; ЗТОуд ,Р - удельные

затраты на ТО и Р автомобилей, р./км.

ЗТОуд, Р = ЗТОуд + ЗРуд,р./км

гдеЗТОуд ,ЗРуд- удельные затраты на ТО и Р автомобиля соответственно, р./км.

		n			m
Зуд	=	∑c	;	Зуд =	∑ c j	,
		i=1 i			j =1
ТО		n		Р	m
		∑lТО−i			∑ LР j
		i=1			j =1

где ci - стоимость i -го технического обслуживания, р.; lТО−i - пробег автомобиля до i - го технического обслуживания, км; cj - стоимость ремонта j -го агрегата или узла, р.; LРj - средний ресурс агрегата или

узла, км.

18

Все агрегаты и узлы автомобиля делят на две группы:

1) опорные металлоконструкции (рама, подвеска, диски колес, ступицы, мосты, подъемно-опрокидывающие механизмы, платформы); 2) все остальные агрегаты и узлы, ресурс которых не зависит от скорости движения автомобиля.

	к			x
	∑с			∑c
ЗР =	j=1	пост	+	j=1	м		100	, р.
	к	пост		х	м Lм
	∑ LР			∑ LP
	j=1			j=1

где спост,см - стоимость ремонта узла или агрегата, относящихся ко второй и к первой группе соответственно, р.; Lм -фактический ресурс узла или агрегата, %.

Lм =101,2 +0,038VT +0,01H −0,084HVT ,

уд

пост

100ЗРм

ЗР

= ЗР

+

,

р./км;

101,2 +0,01H +VT (0,038 −0,084H)

ЗТОуд, Р = ЗТОпост, Р +

100ЗТОм , Р

, р./км;

101,2

+

0,01H +VT (0,038 −0,084H)

VЭ

=

lЕ

=

1

, км/ч

Тдв

+

Тпр

1

+

Тпр

V

T

l

Е

где Тдв - время движения автомобиля, ч; Тпр - время простоя автомобиля, ч; VT - техническая скорость автомобиля, км/ч; lЕ - общая длина ездки автомобиля, км.

З

=

Зпост

+

100Зм

.

ТО, Р

ТО, Р

ТО, Р

1

T

1

Т

пр

+

пр

+

(101,2

+0,01H +VT (0,038

−0,084H))

VT

lЕ

lЕ

VT

19

Таблица 7 Расчет часовых затрат на техническое обслуживание и ремонт автосамосвалов

Маршрут, мо-		Характерный	Направление		Текущее значение
дель автосамо-		участок	движения		скорости, км/ч
свала
1		2	3		4
					Продолжение табл.7
Средняя высота		Общее время простоя		Часовые затраты на ТО и
неровностей, см		автосамосвала в течение		ремонт автосамосвала,
		одного рейса, ч			у.е./ч
5		6			7
					Таблица 8

Расчет оптимальных скоростей движения автосамосвалов, перевозящих вскрышные породы

Маршрут, мо-			Характерный				Направление			Текущее значение
дель автосамо-			участок				движения				скорости, км/ч
свала
1			2					3		4
										Продолжение табл.8
			Удельные затраты, у.е./ткм
на топли-	на смазоч-				на шины			на ТО и			на амортизацию
во	ные мате-							ремонт
		риалы
5		6				7		8			9
										Продолжение табл.8
Затраты постоянные							Себестои-			Оптимальная ско-
							мость, у.е./т-км				рость, км/ч
часовые, у.е./ч			удельные,
			у.е./т-км
10			11					12		13

4.3.12. Перевозка полезных ископаемых Оптимальная скорость движения автосамосвалов, перевозящих

полезные ископаемые, будет соответствовать максимальной прибыли от совершения транспортного процесса за данный промежуток времени, который определяется как разница между доходом и транспортными издержками.

20

Условие оптимизации:

П = Д − SТQ = max Vопт,

где ST - себестоимость перевозок, р./т;

Д - доход, р.; Q - объем пере-

возок, т; Vопт - оптимальная скорость движения, км/ч.

ST =

ЗПЕР + ЗПОСТ + ЗП−РWT + ЗДWТКМ

или

WT

S

T

=

ЗПЕР

+

ЗПОСТ

+ З

П−Р

+ З

l , р./т

WT

WT

Д ЕГ

где ЗП−Р - затраты на погрузочно-разгрузочные работы, р.; ЗД - затраты на содержание дорог, р.; lЕГ - длина ездки с грузом, км;

WТ ,WТКМ - производительность, соответственно, в т/ч и в т-км/ч.

Q =WT T, т

где T - рассматриваемый промежуток времени, ч.

Д = QЦПИ , р.

где ЦПИ - стоимость полезного ископаемого, р.

П=WT T(ЦПИ − ST ) или

П= Т(WT ЦПИ − ЗПЕР − ЗПОСТ − ЗП−РWT − ЗДlЕГWT ), р.

4.4. Расчет скоростных ограничений Максимально возможную скорость движения автосамосвала на

подъем рассчитывают при условии, если (f + i)>0.

Максимально возможная скорость движения на подъем зависит:

-от тягово-динамических свойств автомобиля, т.е. от его удельной мощности;

-от дорожных условий (продольных уклонов, сопротивления качению и т.д.);

-от климатических условий (температуры окружающего воздуха, влажности и т.д.).

Максимально возможную скорость движения на подъем определяют из уравнения мощностного баланса: