2. Карьерные автомобили и их основные компоновочные схемы.

Эффективным решением транспортной проблемы в карьерах является обеспечение горнодобывающей промышленности разнообразными специализированными карьерными автомобилями. Они должны быть максимально унифицированы и стоится на базе ограниченного числа агрегатов.

Выбор общей компоновочной схемы большегрузного автомобиля, соответствующей особенностям его работы в карьерных условиях, является важнейшим этапом проектирования.

Карьерный автомобиль должен иметь высокие маневровые качества, чтобы обеспечивать удобство маневрирования у экскаваторов, на отвале и вообще при работе в стесненных условиях. Кроме того, к карьерному автомобилю предъявляется требование хорошей проходимости и устойчивости ввиду сложности рельефа местности, неблагоприятных мест погрузки и отвалообразования. Как показал анализ работы карьерных автомобилей, более 60% из них работают на дорогах со скальным основанием.

Поэтому становится целесообразным все базовые автосамосвалы выпускать двухосными, что значительно упрощает их конструкцию, повышает долговечность, надежность, маневренность, снижает собственную массу, повышает тягово-динамические качества.

Наиболее распространенные схемы компоновки большегрузных карьерных автосамосвалов:

- классическая схема, при которой кабина располагается за двигателем;

- кабина рядом с двигателем; эти варианты являются развитием применяющейся схемы «кабина над двигателем». Размещение кабины рядом с двигателем обеспечивает более высокую компактность автомобиля, значительно уменьшают его длину и собственную массу.

При компоновке карьерного автомобиля большое значение имеет конструктивная схема шасси. Все базовые модели карьерных автосамосвалов выполнены с колесной формулой 4х2 с управлением передними колесами.

Для специальных автомобилей-рудовозов грузоподъемностью 110, 170, 250 т предложена оригинальная схема шасси, при которой управление автомобилем осуществляется путем поворота его осей относительно рамы под воздействием силового гидроцилиндра.

Интерес представляет конструкция шасси (на автомобилях РХ фирмы Юклинд), имеющая в раме шарнир, относительно которого поворачиваются две части «ломающейся» рамы.

Наиболее эффективным способом повышения производительности автомобилей является совершенствование конструкции их трансмиссии в направлении лучшего использования мощности двигателя при работе на подъемах.

На карьерных автомобилях имеются три вида трансмиссий: механическая, гидравлическая (гидромеханическая), электрическая (электромеханическая).

Механическая трансмиссия большегрузного автомобиля, состоящая их фрикционного сцепления и шестеренчатой коробки передач, мало отличается от трансмиссии транспортных автомобилей общего назначения. Работа трансмиссий такого типа показала, что они не соответствуют основным требованиям, предъявляемым к трансмиссии карьерных автомобилей.

Наиболее полно условиям работы в конструкции карьерных автомобилей удовлетворяют гидромеханические и электрические трансмиссии.

Вопрос о типе трансмиссии большегрузных карьерных самосвалов тщательно прорабатывается и за рубежом. На основании анализа работы автомобилей в карьерах установлено, что при грузоподъемности автомобиля до 20 т целесообразными могут быть механическая и гидромеханическая трансмиссии, при грузоподъемности от 20 до 50 т успешно конкурируют гидромеханическая и электромеханическая трансмиссии, при грузоподъемности более 50 т – электрическая.

Пример блок-схемы электрической трансмиссии базовых автосамосвалов БелАЗ даны на рис.:

- грузоподъемностью до 110 тонн:

- грузоподъемностью более 120 тонн:

На рисунках приняты обозначения: ПД – первичный двигатель; Р – редуктор (может отсутствовать или быть одноступенчатым и двухступенчатым); Г – генератор; СПЧ – статический преобразователь частоты (для двигателей на постоянном токе СПЧ отсутствует), Д – электродвигатель; РМК – редуктор мотор-колеса; К – колесо.

2. Производительность автомобильного парка.

   1. Транспортный процесс и его элементы.

Транспортный процесс – это процесс перемещения грузов, включая все подготовительные и заключительные операции: подготовку грузов, их погрузку и выгрузку, приемку грузов, подачу транспортных средств и др.

В результате транспортного процесса грузы транспортируются на определенное расстояние, и при этом совершается транспортная работа , равная произведению числа тонн груза на расстояние перевозки :

, т·км

Циклом транспортного процесса называется законченный комплекс операций, необходимых для доставки грузов.

На автомобильном транспорте под циклом транспортного процесса понимается оборот, время которого состоит из: времени погрузки груза ; времени перевозки (движение с грузом) , времени разгрузки и времени подачи транспортных средств для следующей погрузки (движение без груза) ;

, час

Если в полученную формулу ввести среднюю скорость за время оборота и общий пробег за оборот , равный сумме побегов в груженом и порожнем состоянии и , а также время выполнения грузовых операций , равное сумме и , то формула примет вид:

, час.

За каждую груженую ездку автомобиль перевозит количество груза , погруженного на него, и совершает транспортную работу, равную:

, т·км

Если автомобиль работает с постоянной нагрузкой и длина ездки с грузом не меняется , за некоторое количество оборотов он перевезет:

, тонн.

И выполнит транспортную работу:

, т·км.

Так как нагрузка автомобиля и длина ездки с грузом при перевозках меняется в зависимости от организации движения и дорожных условий, для расчетов транспортного процесса применяют их средние значения.

Средняя длина ездки с грузом определяется зависимостью:

Так как величина представляет собой общий пробег автомобиля с грузом за , то средняя длина ездки с грузом выражается:

или

Коэффициент использования грузоподъемности. Различают коэффициент статического использования грузоподъемности и коэффициент динамического использования грузоподъемности.

Коэффициент статического использования грузоподъемности равен отношению фактически перевезенного груза за один оборот к номинальной грузоподъемности автомобиля :

.

Коэффициент может быть рассчитан для одного автомобиля, группы автомобилей или всего парка за любое время работы. В этом случае он является отношением суммарного веса фактически перевезенного груза к грузоподъемности автомобиля суммарной по количеству оборотов :

или

(при автомобилях одинаковой грузоподъемности).

Коэффициент динамического использования грузоподъемности определяют отношением количества фактически выполненной транспортной работы (тонно·км) к количеству тонно·км, которые могли быть выполнены при полном использовании грузоподъемности автомобиля:

или

где – коэффициент динамического использования

грузоподъемности;

– фактически перевезенный груз за одну ездку, тонн;

- пробег с грузом , км.

Коэффициент по сравнению с коэффициентом дополнительно учитывает расстояния, на которых в той или иной степени использовалась грузоподъемность автомобиля.

Коэффициент использования пробега. Показателем, характеризующим степень использования пробега автомобиля в транспортном процессе, является коэффициент использования пробега. Этот коэффициент равен отношению пробега автомобиля с грузом к общему пробегу. За каждую ездку коэффициент использования пробега равен:

За несколько ездок:

За время наряда автомобиля определяется:

где – нулевой пробег автомобилей, км; это пробег от АТП до первого пункта погрузки и с последнего пункта разгрузки до АТП.

Техническая скорость. При совершении транспортного процесса скорость движения зависит от большого количества факторов и поэтому не является постоянной.

Технической скоростью называется средняя скорость движения, равная отношению пробега автомобиля к времени движения, включая время простоя в пути, связанного с регулированием движения.

За одну ездку:

За несколько ездок:

где – длина оборота автомобиля; км;

– время движения автомобиля за ездку, ч;

- средняя длина ездки с грузом; км

– количество оборотов автомобиля, км.