где q — масса транспортируемого груза, находящегося на 1 м длины грузонесущего органа грузовой ветви, кг/м; qв — масса вращающихся частей стационарных роликоопор, приходящаяся на 1 м длины грузовой ветви, кг/м.

Суммарное сопротивление Wc (Н) и тяговое усилие F (Н) на валу приводного барабана

Wc = F = S4 − S1 = Sнаб − Sсб .

По натяжениям, найденным в точках контура, можно построить эпюры натяжения тяговых органов на самом контуре (рис. 2.3, в, д) или диаграммы натяжений тягового органа (рис. 2.3, г, е). Для примера на рис. 2.3, д, е приведены эпюра и диаграмма натяжения тягового органа горизонтального конвейера, а на рис. 2.3, ж, з — бремсбергового конвейера, транспортирующего груз вниз.

2.3. Мощность привода и расход энергии

Мощность привода определяют в зависимости от режима работы транспортной машины

— длительный с постоянной нагрузкой или длительный с переменной нагрузкой.

При работе привода в длительном двигательном режиме с постоянной нагрузкой, характерном для транспортных машин непрерывного действия, установленная мощность двигателя (кВт)

N = kзап Fν

1000η

а мощность привода при работе в тормозном режиме

k Fνη

Nт = зап η

1000

где kзап = 1,1÷1,2 — коэффициент запаса мощности; η — КПД (коэффициент полезного действия) передаточного механизма привода.

Для транспортных машин периодического действия, работа которых характеризуется переменной нагрузкой в течение цикла, мощность привода определяют по нагреву, соответствующему эквивалентному тяговому усилию Fэ (Н) (его среднеквадратичному значению за цикл работы):

где F1, F2, Fn — тяговые усилия двигателя в различные периоды: работы, Н; t1, t2, ..., tn — время действия этих усилий за цикл: нагрузки, мин; с1 = 0,25÷0,35 — коэффициент, учитывающий условия охлаждения при остановке двигателя (для двигателей с принудительной вентиляцией с1 = l); θ — суммарная продолжительность остановок двигателя за цикл, мин.

Мощность двигателя (кВт) транспортных машин с переменной нагрузкой

По рассчитанной мощности в соответствии с каталогом выбирают двигатель и проверяют его по перегрузочной способности. Например, кратность момента асинхронного двигателя (отношение мгновенного максимального тягового усилия двигателя к номинальному тяговому усилию) составляет 1,8÷2,2.

Расход энергии (МДж) транспортной машины определяют за фактическое время ее работы в смену t (ч):

Удельный расход энергии [МДж/(т·км)]

Эуд = Q ЭL

см т

где Qсм — сменная производительность машины, т; Lт — суммарная длина транспортирования, км.

Технико-экономические показатели работы рудничного транспорта во многом зависят от экономного расходования энергии, что достигается, прежде всего, правильным выбором транспортных машин с оптимальной мощностью привода, использованием электропривода с тиристорным управлением, поддержанием оптимальных режимов работы привода с помощью

ЭВМ, сокращением неоправданных холостых пробегов, уменьшением сопротивлений перемещению (например, содержанием в надлежащем состоянии дорог для самоходных машин, рельсовых путей при локомотивной откатке, роликоопор ленточных конвейеров и др.).

2.4. Использование ЭВМ при проектировании транспортных машин

Использование ЭВМ при проектировании и расчетах рудничного транспорта позволяет сократить время на их выполнение и автоматизировать сложные расчеты. Уровень автоматизации расчетов зависит от поставленной задачи, сложности составляемых алгоритмов, допустимых возможностей применяемой ЭВМ, объема памяти и т. д. Для решения задачи по эксплуатационному расчету практически любой транспортной системы горнорудного предприятия разрабатывают алгоритмы, построенные по принципу диалога «ЭВМ — человек», когда все расчеты выполняет ЭВМ, а принятие решения о переходе на ту или иную ветвь программы осуществляет проектировщик.

В научно-исследовательских и проектно-конструкторских институтах и вузах горного профиля разработаны как алгоритмы, так и отдельные программы по расчету локомотивной откатки,, конвейерного транспорта, концевой канатной откатки, самоходного транспорта, а также системы автоматического проектирования (САПР) подземного транспорта, используемые при проектировании новых шахт, реконструкции и подготовки новых: горизонтов действующих шахт. Разработанные пакеты программ для персональных ЭВМ позволяют определять параметры схем; транспорта полезного ископаемого и породы и средств вспомогательного транспорта, вид основного транспорта (локомотивного или конвейерного) и его типоразмеры. Критерием оптимальности выбранного оборудования является минимум приведенных затрат. Широкое использование САПР подземного шахтного транспорта позволяет в 2—3 раза сократить сроки разработки и реализации новых проектных решений и в 1,5 раза снизить затраты на проектирование.

Расчет локомотивной откатки контактными и аккумуляторными электровозами разработан институтом Центрогипрошахт и представлен в виде пакета прикладных программ, состоящих из отдельных программных модулей с единой информационной базой. Пакет прикладных программ позволяет определить: условия обслуживания локомотивной откаткой нескольких подготовительных и очистных забоев с различными маршрутами, движения, профилем пути и коэффициентом сцепления колес локомотива с рельсами; число вагонеток в составе; потребное число рабочих и инвентарных электровозов; скорость движения груженого

ипорожнего составов; время рейса; сменную производительность каждого локомотивосостава

ирасход электроэнергии за один рейс или смену.

Время выполнения расчетов в зависимости от числа маршрутов составляет 5—10 мин. В институте ДонУГИ разработаны программы технического развития подземного

локомотивного транспорта с использованием ЭВМ на любой стадии процесса эксплуатации шахты и развития горных работ. Исходными данными при расчете являются сведения о схеме транспорта горной массы, параметрах очистных и подготовительных забоев, а также узлов и элементов системы транспорта. Кроме этого вводят характеристики транспортного оборудования, технологические особенности электровозного транспорта. Пакет программ обеспечивает расчет параметров грузопотока во всех звеньях транспортной системы, позволяет определить ее технологические параметры, а также показатели функционирования транспортной системы: простои погрузочных пунктов, коэффициент использования электровозов, пропускную способность транспортных маршрутов и др. На основании анализа расчетов на ЭВМ принимаются технические решения, направленные на ликвидацию узких мест и совершенствование эксплуатации рудничного транспорта.

Выбор типов и расчет параметров ленточных конвейеров можно производить по методике имитационного моделирования и программе «Конвейерный транспорт», разработанной ИГД им. А. А. Скочинского. Программа состоит из подпрограмм, имитирующих процесс поступления грузопотоков из подготовительных и очистных забоев, и позволяет определять нагрузки; на транспортные конвейерные линии, вместимость бункеров (осредняющих или аккумулирующих), размещаемых, например, вблизи сопряжения проводимой и оборудованной конвейерами существующих горных выработок или между отдельными конвейерами, установленными в линию.

С помощью специальной программы «К.ОНВЕ», разработанной институтами Центрогипрошахт и ИГД им. А. А. Скочинского, для конкретной конвейерной линии можно определить длину каждого конвейера, ширину ленты и скорость ее движения, мощность привода, техническую производительность. Исходными данными для выбора параметров ленточных конвейеров являются значения максимальных минутных грузопотоков, определяемых путем имитационного моделирования по программе «Конвейерный транспорт».

Для расчета параметров и пропускной способности одноконцевой грузовой и пассажирской канатной откатки разработана программа, с помощью которой по заданным производительности, длине откатки и углу наклона выработки можно определить диаметр тягового каната и его параметры, тип подъемной машины и мощность привода.

Вопросы для самопроверки

1.Дайте определение производительности транспортной машины. Сформулируйте понятия теоретической, технической и эксплуатационной производительностей.

2.Напишите формулы для определения технической производительности транспортных машин непрерывного и периодического действия.

3.Что называется коэффициентом сопротивления движению? Что такое удельное сопротивление?

4.Назовите составляющие суммарного сопротивления движению транспортной

машины.

5.Объясните способ определения сил сопротивления на транспортной установке с гибким тяговым органом методом обхода контура по точкам.

6.Как определить мощность двигателя транспортной машины по эквивалентной

нагрузке?

Задачи и упражнения

1.Определите техническую производительность транспортной машины непрерывного действия при линейной массе груза q = 40 кг/м и скорости грузонесущего органа v = 2,5 м/с.

2.Определите мощность привода при работе транспортной машины в длительном двигательном режиме с постоянной тяговой силой F = 3500 H при скорости перемещения ν = 3 м/с и КПД передаточного механизма η = 0,85.

3.Определите расход энергии транспортной машины с приводом мощностью N = 32 кВт за время работы t = 5 ч.