Тех.экспл.карьерного тр. Стенин
.pdfФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования ©Кузбасский государственный технический университет®
Кафедра эксплуатации автомобилей
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ КАРЬЕРНОГО ТРАНСПОРТА
Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 190601 ©Автомобили
и автомобильное хозяйство® всех форм обучения
Составители Д. В. Стенин М. В. Дадонов
Утверждены на заседании кафедры Протокол № 7 от 17.09.2009 Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 190601 Протокол № 1 от 21.09.2009
Электронная копия находится в библиотеке ГУ КузГТУ
Кемерово 2009
1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1.Цели и задачи курсового проектирования
Цель выполнения курсового проекта – закрепление знаний, полученных студентами при изучении дисциплин: ©Техническая эксплуатация карьерного транспорта® и ©Организация перевозочного процесса®.
1.2. Состав и объем курсового проекта Курсовой проект состоит из пояснительной записки и гра-
фической части.
Примерное содержание пояснительной записки:
-титульный лист;
-содержание, перечень графического материала;
-выбор типа и марки автосамосвала;
-выбор параметров карьерных технологических автодорог;
-расчет скоростных режимов движения автосамосвалов по заданным маршрутам;
-расчет величины парка автосамосвалов, необходимого для перевозки заданного объема горной массы;
-технологический расчет производственно-технической базы для эксплуатации данного парка автосамосвалов;
-список используемой литературы;
-приложения.
Графическая часть проекта выполняется в объеме 5 листов формата А1 и имеет следующее содержание:
-первый и второй листы – результаты выбора типа и марки автосамосвалов и их скоростных режимов движения;
-третий лист – генеральный план предприятия;
-четвертый лист – главный производственный корпус;
-пятый лист – производственное подразделение (зона, участок, складское помещение) с расстановкой специального технологического оборудования и указанием рабочих мест.
1
2.СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА
2.1.Выбор типа и марки автосамосвала.
Данный раздел выполняют на основании исходных данных
вследующем порядке.
2.1.1.Выбор области оптимального соотношения емкости кузова автосамосвала и емкости ковша экскаватора, который осуществляют в зависимости от расстояния транспортирования.
Область оптимального соотношения емкости кузова машины и емкости ковша экскаватора VА Vэ находится в пределах:
-4-6 – при расстоянии транспортирования до 1-1,5 км;
-6-10 – при расстоянии транспортирования до 5 км;
-8-12 – при расстоянии транспортирования до 7 км.
2.1.2. Расчет грузоподъемности и объема кузова автосамосвала, необходимых для загрузки принятого числа ковшей экскаватора.
q |
nквVэkнк ц |
, |
V |
nквVэkнк |
, |
|
|||||
T |
kр |
|
А |
kш |
|
|
|
|
|
где qТ ,VА – соответственно теоретические значения грузоподъемности, т, и объема кузова, м3, автосамосвала; nкв – принятое число загружаемых ковшей экскаватора; Vэ – объем ковша экскаватора, м3 (прил. 1); kнк – коэффициент наполнения ковша экскаватора (рассчитывают через коэффициент экскавации); kр – коэффициент разрыхления горной массы (прил. 2); kш – коэффициент загрузки с ©шапкой®, kш = 1–1,1; ц – объемная масса
(плотность) горной породы в целике, т/м3.
Отношение коэффициента наполнения ковша экскаватора к коэффициенту разрыхления горной породы называется коэффициентом экскавации (прил. 2):
kэ kнк . kр
2
2.1.3.Выбор марки автосамосвала по рассчитанным объему кузова или грузоподъемности (прил. 3).
2.1.4.Расчет фактически загружаемого в выбранный автосамосвал числа ковшей по емкости и грузоподъемности.
n |
VАkш |
, |
n |
qkр |
. |
|
|
||||
ко |
Vэkнк |
|
кг |
Vэkнк ц |
|
|
|
|
К дальнейшему расчету принимают меньшее число ковшей, которое округляют до целого числа nк : дроби 0,75 и менее округляют в меньшую сторону, остальные – в большую.
2.1.5. Расчет фактической массы груза в кузове автосамо-
свала и его фактической полной массы. |
|
|
|
||
q |
nкVэkнк ц |
, |
G G |
А |
q , |
|
|||||
ф |
kр |
|
П |
ф |
|
|
|
|
|
|
где GА – снаряженная масса автосамосвала, т.
2.1.6. Расчет коэффициентов использования грузоподъемности и емкости кузова автосамосвала.
гр |
nк |
, |
об |
nк |
. |
|
|
||||
|
nкг |
|
nко |
Если фактически загружаемое число ковшей экскаватора не вошло в область оптимального соотношения емкости кузова автосамосвала и ковша экскаватора, расчет повторяют для другой марки автосамосвала.
3. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КАРЬЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДОРОГ
Результаты выбора параметров карьерных технологических автодорог оформляют в виде таблицы (табл. 1).
Категорию карьерной автодороги выбирают в зависимости от интенсивности движения:
3
iдв Qгодk , авт./ч, q Tгc
где Qгод – годовой объем перевозок по данному маршруту,
т/год; k – коэффициент неравномерности грузопотока, k = 1,2»1,4; q – номинальная грузоподъемность автосамосвала, т;
– коэффициент использования грузоподъемности; Tг – время нахождения автомобилей в наряде в год при односменной работе, ч; c – число смен работы в сутки.
Таблица 1 – Параметры карьерных технологических автодорог
Маршрут |
|
№ пикета |
Категория |
|
|
Число |
|
Ширина про- |
|||
|
|
|
автодороги |
|
|
полос |
|
езжей части, м |
|||
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
Продолжение табл. 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ширина |
|
Уширение |
Уклон ви- |
|
Тип до- |
Вид до- |
|||||
обочи- |
проезжей части |
ража на |
|
рожной |
рожного |
||||||
ны, м |
|
на кривых, м |
кривых, ‰ |
|
одежды |
покрытия |
|||||
6 |
7 |
|
8 |
|
|
|
|
9 |
|
10 |
|
Продолжение табл. 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Коэффициент со- |
Коэффициент |
|
|
Средняя высота |
|||||||
противления каче- |
сцепления |
|
неровностей дорожного |
||||||||
нию |
|
|
|
|
|
покрытия, см |
|||||
11 |
|
12 |
|
|
|
|
13 |
|
В случае если маршруты пересекаются, т. е. имеют общие участки, категорию автодороги на этих участках выбирают в следующем порядке:
-рассчитывают интенсивности движения автосамосвалов по каждому грузопотоку (маршруту) – iдв1;iдв2;...;iдвn;
-рассчитывают суммарную интенсивность движения:
iдв iдв1 iдв2 ... iдвn , авт./ч;
- рассчитывают средневзвешенную фактическую грузоподъемность автосамосвалов:
4
q q1 1Qгод1 q2 2Qгод2 ... qn nQгодn , т;1Qгод1 2Qгод2 ... nQгодn
- категорию автодороги выбирают по средневзвешенной грузоподъемности и суммарной интенсивности.
Параметры проезжей части карьерных технологических автодорог выбирают в зависимости от категории автодороги и габаритных размеров подвижного состава (прил. 4). На участках пересечения маршрутов параметры проезжей части выбирают по автосамосвалу с большими габаритными размерами.
На криволинейных участках постоянных автодорог при радиусах кривых в плане менее 500 м предусматривают уширение проезжей части (прил. 5). Уклон виража изменяется в пределах от 0 до 10‰. Меньшие значения уклона виража соответствуют большему радиусу кривой автодороги в плане.
Параметры дорожной одежды зависят от категории карьерной автодороги и горнотехнических условий разработки данного месторождения (прил. 6).
4. РАСЧЕТ СКОРОСТНЫХ РЕЖИМОВ ДВИЖЕНИЯ
АВТОСАМОСВАЛОВ ПО ЗАДАННЫМ МАРШРУТАМ
4.1.Этапы расчета скоростных режимов:
-разбивка маршрутов на характерные участки;
-расчет оптимальных скоростей движения автосамосвалов на каждом характерном участке в прямом (груженом) и обратном (порожнем) направлениях;
-расчет скоростных ограничений;
-выбор скоростных режимов движения автосамосвалов по маршруту.
4.2.Разбивка маршрутов на характерные участки. Осуществляют из условия однообразия дорожных парамет-
ров. Последовательность разбивки:
- выделение участков автодороги, имеющих одинаковые дорожное покрытие, коэффициенты сопротивления качению и сцепления, среднюю высоту неровностей дорожного полотна;
5
-расчет значений продольного уклона карьерной автодороги по участкам, разделенным пикетами;
-объединение участков, имеющих одинаковый продольный уклон. Допускается объединение участков с общим отклонением значений продольного уклона не более 1 %.
Результаты разбивки маршрута на характерные участки оформляют в виде таблицы (табл. 2).
Таблица 2 – Характеристика маршрутов
|
|
Участок |
|
Продольный уклон, % |
|
Обозначение |
|||||
Мар- |
|
по пике- |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
характерного |
||||
шрут |
|
там |
|
|
факти- |
средневзве- |
|
||||
|
|
|
|
участка |
|||||||
|
|
|
|
|
|
ческий |
шанный |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
4 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Продолжение табл. 2 |
|
|
|
|
|
||||||
Длина |
|
|
Радиус |
Обозначение |
|
Длина участка, |
|||||
характерного |
|
кривой в |
участка, имею- |
|
|
имеющего |
|||||
участка, м |
|
плане, м |
щего поворот |
|
|
поворот, м |
|||||
6 |
|
|
|
|
7 |
|
8 |
|
9 |
4.3. Расчет оптимальных скоростей движения автосамосва-
лов.
Расчет производят по каждому характерному участку маршрута в прямом и обратном направлениях в зависимости от типа транспортируемого груза.
4.3.1. Перевозка вскрышных пород.
При транспортировании вскрышных пород критерием определения оптимальной скорости движения автосамосвалов является минимизация себестоимости одного тонно-километра совершенной транспортной работы.
Sт км min Vтопт ,
6
где S т км – себестоимость одного тонно-километра совершен-
ной транспортной работы, р./тÀкм; Vтопт – оптимальная техническая скорость движения автосамосвала, км/ч.
При расчете оптимальных скоростей движения автосамосвалов, перевозящих вскрышные породы, себестоимость одного тонно-километра совершенной транспортной работы определяют:
Sт км Зпер Зпер , Wт км
где Зпер – часовые переменные затраты, р./ч; Зпост – часовые постоянные затраты, р./ч; Зп-р – затраты на погрузку и разгрузку автомобилей, р./т; Wт км – часовая производительность, т∙км/ч.
Часовая производительность: |
|
|
||
Wт |
|
q Vт |
; |
|
lег ТпрVт |
|
|||
|
|
|
||
Wт км |
|
q Vт lег |
|
, |
|
|
|||
|
|
lег ТпрVт |
где lег – длина ездки с грузом, км; – коэффициент использования пробега автомобиля; Тпр – время простоя автомобиля за одну ездку, ч; Vт – техническая скорость автомобиля, км/ч.
Время простоя автосамосвала в течение одного рейса:
Тпр tпогр tразгр tож.п-р tпр.др; tпогр tпогр' tмп ;
tразгр tразгр' tмр ,
7
где tмп и tмр – время маневра автосамосвала под погрузку и раз-
грузку, соответственно, ч. 4.3.2. Время маневра.
Для петлевой схемы заезда:
Sм ,
Vм
где Sм – путь, проходимый автосамосвалом при маневрировании, км; Vм – скорость движения автосамосвала при маневрировании, км/ч.
Скорость маневрирования автосамосвалов рекомендуется принимать равной 10 км/ч при петлевом заезде, 9,4 км/ч – при тупиковом, 9 км/ч – для груженых автосамосвалов на разгрузке.
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|||
|
|
Sм 4 |
|
|
|
|
Rп , |
|
||||
|
|
180 1000 |
|
|||||||||
где n – угол поворота автосамосвала, град; R |
– радиус поворо- |
|||||||||||
та, м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для тупиковой схемы заезда и при разгрузке: |
||||||||||||
|
|
tмп |
Sм |
t1, |
|
|
||||||
|
|
Vм |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где t – время на переключение, ч, t 2,8 10 3. |
||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
S |
м |
|
2R |
|
|
2 n |
|
R , |
|
|||
|
180 1000 |
|
||||||||||
|
1000 |
|
п |
|
||||||||
- 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 автоса- |
|||||||||||
мосвала, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Rmin – конструктивный минимальный радиус поворота по переднему внешнему колесу.
4.3.3. Время погрузки:
tпогр' nкtц ,
8
где tц – время цикла экскаватора, ч.
4.3.4. Время цикла экскаватора:
tц tкоп tпов tв ,
где tкоп , tпов , tв = 0,8 с – соответственно, время копания, время поворота стрелы экскаватора, время опоражнивания ковша, ч.
4.3.5. Время копания:
tкоп Vэ kэkрkF 36,72 ,
N
где kF – коэффициент удельного сопротивления копанию; N – мощность подъемного двигателя экскаватора, Вт; = 0,45 – без-
размерный коэффициент. |
|
|
|
|
|
4.3.6. Время поворота стрелы экскаватора: |
|
|
|||
|
5 |
|
I 1,37 2 |
2 |
|
tпов 8,08 10 |
|
3 |
п |
|
, |
|
|
|
|||
|
|
|
Nmax п |
||
где I – момент инерции вращающейся части экскаватора, |
кг∙м∙с2; п – КПД механизма поворота; – угол поворота стрелы экскаватора, рад; Nmax – мощность поворотного двигателя экскаватора, Вт.
Момент инерции для одноковшового экскаватора:
I 1 G 53 , 15 э
где Gэ – масса экскаватора, кг. 4.37. Время разгрузки
tразгр' 1,5(t1 t2) ,
где t1 – время подъема платформы; t2 – время опускания плат-
формы.
4.3.8. Время ожидания погрузки – разгрузки. tож.п-р 0,5(tпогр tразгр) .
4.3.9. Время эксплуатационных простоев. tпр.др 0,5tож.п-р .
9