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
/>рад/с
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
/>Н
/>кВт
2. Расчёт ленточного конвейера
Исходные данные для расчёта
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;
/>кг/м
Погонная масса ленты
/>
где m — масса ленты т/м2 (принимается 25 кг);
В – ширина ленты, м
/>кг/м
Погонная масса роликоопор порожней ветви
/>
где lр.п – шаг порожних роликоопор, (принимается 2600мм);
Gр.п – масса порожней роликоопоры, (принимается 26 кг).
/>кг/м
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)--PAGE_BREAK--
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
/>Н
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
/>, кВт
где F – тяговое усилие, Н
u — скорость движения, м/с;
Кз – коэффициент запаса (принимается 1,15)
h — КПД механической передачи (принимается 0,95)
/>кВт
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
/>, 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)
/>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); продолжение
--PAGE_BREAK--
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 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
/>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;
/>мин
/>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.
/>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;
/>
/>
/>Н
/>Н/кН
/>км/ч. Тогда
/>мин
/>мин продолжение
--PAGE_BREAK--
/>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;
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 G= 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 продолжение
--PAGE_BREAK--
/>
/>
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 загрузкиодной 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
/>
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
/> продолжение
--PAGE_BREAK--
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 NРот 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
Ю.С. Пухов Рудничный транспорт М., Недра, 1991
Справочник подземный транспорт шахт и рудников. Под редакцией Г.Я. Пейсаховича М., Недра, 1985
Справочник шахтный транспорт. Под редакцией И.Г. Штокмана М., Недра, 1964
Справочник по шахтному транспорту. Под редакцией Г.Я. Пейсаховича М., Недра, 1977