книги из ГПНТБ / Васильев М.В. Автомобильный транспорт карьеров

гДе V,, — начальная скорость разгона; г’к — конечная скорость разгона;

(112)

Для получения расчетных формул времени п пути разгона ав­ томобиля выразим М кр через мощность N e п скорость вращения /гдв коленчатого вала двигателя:

N c — определяется по формуле Лейдермана

где іѴтах — максимальная мощность двигателя; y', ß', а ' — по­ стоянные коэффициенты, характеризующие тип двигателя; п у —

скорость вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности.

После соответствующих преобразований и интегрирования по­ лучим

где kT — коэффициент снижения мощности двигателя, приходящейся на привод вспомогательных установок автомобиля.

Оптимальные скорости переключения с передачи на передачу (пределы интегрирования в уравнениях) определяются исходя из характера изменения ускорения в функции скорости с учетом со­ противления движению и величины полезной нагрузки.

Описанная методика может быть использована для расчетов как без машины, так и с применением ЭВМ.

170

Сравнение карьерных автомобилей с гидромеханической п элек­ трической трансмиссией показывает, что дпзель-электрпческне авто­ мобили обладают более высокими динамическими качествами (рис. 70, 71). Производственные испытания автосамосвалов БелАЗ-540 и БелАЗ-548 на Ипгулецком карьере (расстояние транспорти­ рования 3—3,3 км, высота подъема горной массы 150 м) пока­ зали, что число переключений за время транспортного цикла достигает 15—20, что приводит к снижению средней скорости дви­ жения на 10—15%, увеличению продолжительности транспортного

быть достигнуто повышением динамичности автомобиля путем при­ менения электрической трансмиссии, обеспечивающей бесступенчатое регулирование скорости в соответствии с изменением сопротивления движению.

Тяговые качества карьерных автомобилей. Тяговые качества зависят от совокупности конструктивных параметров большегрузного автомобиля, включающих мощность двигателя, количество передач и передаточные числа, тип трансмиссии, а также вес автомобиля с полной нагрузкой. Определяющим фактором является скоростная

171

Чтобы обеспечивалось движение автомобиля без буксования,

где (?Сц cp — сила тяги автомобиля по условию сцепления; (?сц — сцепной вес, равный 0,55—0,7 полного веса автомобиля; для авто­ самосвалов Gcu = 0,7; для автополуприцепов Gcu = 0,6; ф — ко­ эффициент сцепления колес с дорогой.

Сцепной вес современных карьерных автосамосвалов в груженом состоянии равен, тс:

Значения коэффициента сцепления, используемые при расчетах карьерного автомобильного транспорта, приведены в табл. 70.

Следует отметить, что на обледенелых дорогах, особенно во время нх таяння, коэффициент сцепления снижается до 0,15—0,19.

По экспериментальным данным, полученным на Сарбайском карьере, для автосамосвалов БелАЗ-540 коэффициент сцепления равен:

Магистральные щебеночные автодороги:

173

Т а б л н ң а 70

Средіпіе значении коэффициента сцепления ср для разшчных типов н состоянии дорожных покрытии

Приведенные выше расчетные показатели величины силы тяги по сцеплению свидетельствуют о возможности проскальзывания ведущих колес автополуприцепа при работе на загрязненных авто­ дорогах с асфальтовым покрытием и без покрытия. Опытная проверка в производственных условиях подтверждает расчетные данные.

При движении дизель-электрического автосамосвала БелАЗ-549 на загрязненных забойных заездах условие сцепления колес с до­ рогой также не выполняется. На практике для устранения пробук­ совывания колес производят подсыпку песка, щебня, рудной мелочи и т. д.

§ 3. Выбор мощности силовых установок для большегрузных автомобилей

На карьерных автомобилях в качестве силовых установок при­ меняются преимущественно дизельные двигатели и газовые турбины. При выборе силовых установок необходимо учитывать комплексное влияние всех факторов, включая первоначальную стоимость, стои­ мость горючего, коэффициент использования, эксплуатационные расходы, число часов работы между капитальными ремонтами и предполагаемый срок службы, а также возможные колебания температуры окружающего воздуха и высоты над уровнем моря.

В последние годы ведутся работы по созданию для транспортных установок ряда быстроходных дизелей сравнительно большого мото­ ресурса (табл. 71).

Для преодоления сил сопротивления движению, обеспечения необходимых тягово-динамических показателей и наибольшей ско­ рости движения, достигающей 60 км/ч, удельная мощность двига-

174

Т а б л и ц а 71

Ряд дизельных дкпгателен для карьерных актомобплен особо большой грузоподъемности

автополуприцепов 4,5—6,0 л. с./т. Следовательпо, мощность двига­

С учетом суммарной силы сопротивления движению автомобиля потребная мощность двигателя может быть определена по формуле

Для расчета сопротивления движению автотранспорта в карьерах при среднетехнической скорости движения 18—25 км/ч на дорогах, имеющих сопротивление движению до 20—80 кгс/т и более, спра­ ведлива формула

Тогда мощность двигателя автомобиля определится из зависи­ мости

Данная формула обеспечивает достаточную точность расчета мощности двигателей для автомобилей, работающих в условиях открытых разработок.

175

Мощность двигателей для автополуприцепов. Сопротивление дви­ жению автополуприцепов несколько превышает сопротивление дви­ жению базовых автосамосвалов в связи с появлением дополнитель­ ного сопротивления воздуха, инерции вращающихся масс, а также большого влияния кривых автодороги. В связи с этим при одина­ ковых с автосамосвалами условиях эксплуатации автополуприцепы должны иметь несколько повышенную удельную мощность дви­ гателя.

Р и с. 72. Номограмма для определения потребной мощ­

ности автополуприцепов:

Мощность двигателя автополуприцепа, работающего на уклонах (до 4—5%) в условиях повышенных сопротивлений качению, может быть рассчитана по формуле

(f+i)Gav+ - ^ - v 3

(127)

270г|тг|э

Анализ этой формулы показывает, что зависимость мощности двигателя автополуприцепа от скорости его движения практически прямолинейна в интервале скоростей от 0 до 80 км/ч (рис. 72).

176

Дальнейшее увеличение скорости вызывает прогрессивно ускоря­ ющийся рост мощности двигателя.

Приведенная на рис. 72 номограмма дает реальные величины мощ­ ности двигателя автополуприцепа БелАЗ-548-5272 в зависимостп от условий эксплуатации. Так, при мощности 520 л. с. (удельная мощ­ ность 4,9 л. с./т) на подъеме в 4% БелАЗ-548В-5272 будет развивать скорость от 15 до 18 км/ч прп различном качестве дорожного по­ крытия.

§ 4. Скоростные и маневровые параметры работы автомобилей на карьерах

Скорость движения карьерного автомобиля является одним из важнейших параметров, определяющих его производительность. Среднетехническая скорость движения автомобиля зависит не только от его конструкции, но и от условий эксплуатации в карьере, основ­ ными из которых являются:

1)величина продольного уклона автодороги;

2)качество дорожного покрытия;

3) удельный вес временных и постоянных дорог на участке транспортирования;

4)сложность трассы автодороги;

5)интенсивность движения.

Исходя из тяговых качеств автомобиля скорость движения определяется по формуле

Приведенные формулы на учитывают условий действия воздушной среды и поэтому они справедливы при скорости движения, не пре­

где п к — число колес автомобиля; с/к — масса одного снаряженного колеса, кг; — ускорение (замедление) в процессе свободного вы­ бега, м/сек2.

Для расчета времени транспортного цикла автомобиля исполь­ зуются расчетные среднетехнические скорости движения уср. В пе­ риод выполнения транспортпого цикла с і-го горизонта карьера

где Lrp, Lnop, ігр, іпор — соответственно расстояние и время транс­ портирования в грузовом и порожняковом направлениях.

Когда расстояния транспортирования в грузовом и порожняко­ вом направлениях различны, определяется приведенная средне­ техническая скорость движения

где і’пор, угр — соответственно скорость движения в порожняковом I I грузовом направлениях; ß — коэффициент использования пробега.

При технико-экономических расчетах автомобильного транспорта, определении производительности и обосновании потребного парка автомобилей рассчитываются приведенные скорости их движения по горизонтам, отрабатываемым с применением автомобильного транспорта. Приведенная скорость движения по заданному маршруту Ѵ[ определяется на основе фактических скоростей движения на от­

При транспортировании различных объемов горной массы с не­ скольких горизонтов дополнительно рассчитываются скорости дви­ жения автомобилей, приведенные по объемам перевозок,

178

Скорости движения автомобилей иа карьерах с различными торнотехническими условиями весьма различны, однако в целом по отраслям горнодобывающей промышленности опп более или менее стабильны и отражают типичные для отрасли условия эксплуатации автомобилей. Среднетехническая скорость автосамосвала БелАЗ-540 на карьерах черной металлургии равна 20,1 км/ч, цветной метал­ лургии — 18,7 км/ч. На угольных разрезах ввиду специфических условий эксплуатации среднетехнические скорости движения авто­

ным основанием. Средняя техническая скорость движения автоса­ мосвала БелАЗ-540 иа отвальных дорогах в порожнем и груженом состоянии одинакова (16,9 км/ч). В данном случае ограничивающим фактором также является качество дорог.

На внутрикарьерпой временной трассе при подъеме со средне­ взвешенным уклоном 7,8% средняя скорость движения автосамо­ свала БелАЗ-540 равна 12,2 км/ч (рис. 73). Средняя скорость дви­ жения в порожняковом направлении равна 26,3 км/ч, что на 43% меньше наибольшей конструктивной скорости автосамосвала. В этих условиях максимальная конструктивная скорость движения авто­ самосвалов БелАЗ-540 и БелАЗ-548 используется лишь на 50%. Средняя скорость движения порожнего автосамосвала БелАЗ-540 по горизонтальным щебеночным автодорогам равна 40,7 км/ч, при