
книги / Транспортные машины и комплексы
..pdf
|
|
|
П остоянны й ток |
|
П еремен |
||
|
|
|
|
|
|
ный ток |
|
П оказатели |
|
|
|
|
|
||
|
|
E L -2 |
E L -1 |
13Е (2 1 Е ) |
26Е |
Д -94 |
|
|
|
Колея 1524 мм |
|
|
|
||
Сцепной вес, кН |
|
10 0 0 |
1500 |
1500 |
1800 |
940 |
|
Осевая формула |
|
20+ 20 |
20+ 20+ |
20+ 2 0+ |
20+ 20+ |
20— 20 |
|
Напряжение на |
токоприем |
|
+ 2 0 |
+ 2 0 |
+ 2 , |
|
|
1500 |
1500 |
1500 |
1500 |
10 000 |
|||
нике, В ........................ |
|||||||
Мощность часового режима, |
1400 |
2100 |
1500 |
2550 |
1650 |
||
кВт ............................... |
|||||||
Тяговое усилие часового ре |
160 000 |
242 000 |
198 000 |
317 000 |
200 000 |
||
жима, Н . . |
|
||||||
Скорость, км/ч . |
30,5 |
30,5 |
28,0 |
28,7 |
30 |
||
Ток двигателя, А: |
234 |
234 |
190 |
300 |
380 |
||
часовой . . |
. . |
||||||
длительный |
200 |
200 |
148 |
260 |
340 |
||
Нагрузка на ось, кН |
250 |
250 |
250 |
300 |
235 |
(гр, % о) |
называется |
наиболее крутой подъем длиной, достаточ |
ной для |
достижения |
поездом равномерной скорости (чаще всего |
выездная траншея). |
|
|
|
|
§ 3. ТЕПЛОВОЗЫ |
Локомотив, оборудованный двигателем внутреннего сгорания, называют тепловозом. Преимущества тепловозов — автономный привод, не требующий контактной сети. Поэтому тепловозная тяга получает все большее применение на карьерах. Только на карьерах Министерства строительных материалов СССР нахо дятся в эксплуатации свыше 300 тепловозов. Тепловозная тяга применяется на ряде железорудных и угольных карьеров Кривбасса, Урала, КМА.
В настоящее время наибольшее распространение получили на карьерах так называемые тепловозы маневрового типа с дви гателем дизельного типа мощностью 750—1200 л. с., а на неко торых крупных карьерах — магистральные тепловозы МПС типа ТЭ-3.
Характеристика тепловозов приведена в табл. 45.
Тепловозы имеют кузов вагонного типа, на главной раме которого расположена силовая установка. Тепловозы манев рового типа (основное их назначение на путях МПС выполне
ние маневровых работ) можно разделить на два |
типа ТГМ — |
с гидромеханической трансмиссией и ТЭМ — с |
электрической |
трансмиссией. |
|
|
П оказатели |
ТГМ-3 |
ТЭМ-1 |
ТЭМ-2 |
т э - з |
Число секций тепловоза |
1 |
1 |
1 |
2 |
|
Осевая формула |
20- 2 0 |
20—20 |
20—20 |
2 (30 30) |
|
Сцепной вес, кН . . |
G80 |
123,5 |
122,4 |
2520 |
|
Мощность дизеля, к В т ..................... |
550 |
736 |
880 |
1470 |
|
Номинальная частота вращ., об/мин |
1400 |
740 |
750 |
850 |
|
Марка дизеля................................... |
М753 |
2Д50 |
ПД1 |
2Д100 |
|
Мощность на ободе движущихся колес, |
|
550 |
660 |
2430 |
|
кВт |
. . |
Гидро |
|||
Тип передачи |
Электрическая |
||||
|
|
механи |
|
|
|
Расчетная сила тяги, кН |
ческая |
|
|
40 400 |
|
|
|
|
|||
Расчетная скорость, км/ч |
— |
— |
— |
20,5 |
|
Мощность, кВт: |
_ |
780 |
700 |
1350 |
|
главного генератора |
|||||
тягового двигателя |
— |
108 |
108 |
205 |
|
Длина тепловоза, мм |
12 600 |
16 969 |
16 969 |
33 948 |
Втепловозах ТГМ дизель соединен с гидротрансформатором
икоробкой передач с гидроуправлением, от последней крутя щий момент передается через карданные валы к осевым редук торам, расположенным на всех четырех осях тепловоза. Скорость
движения изменяется ступенчато и зависит от передаточ ного числа коробки передач, которая изменяется переключе нием зубчатых передач с помощью фрикционных муфт. В кабине машиниста размещен пульт управления с приборами контроля силовой установки и скорости движения.
В тепловозах ТЭМ-1 (см. рис. 186) на главной раме монти руются дизель, соединенный с генератором постоянного тока, а также компрессор, вентиляторы охлаждения тяговых двигателей и холодильника, генератор для питания цепей управления и освещения. На каждой колесной паре размещен тяговый двига тель. Управление тяговыми двигателями — косвенное, с помощью контроллера управления.
§ 4. ТЯГОВЫЕ АГРЕГАТЫ
Прогрессивным направлением развития электровозного карь ерного транспорта, позволяющим увеличить уклон железнодо рожных путей в карьерах до 60—-80%0 и тем сократить протя женность рельсовых путей, является создание тяговых агрегатов, когда один или два думпкара в поезде оборудуются тяговыми электродвигателями и частично аппаратурой, а остальная аппа ратура устанавливается на специальном электровозе управле ния. Таким образом, тяговый агрегат состоит из электровоза

П оказатели |
|
Т яговы й |
Т я гов ы й |
П Э -2м |
ОП Э-1 |
||
|
агрегат |
а грегат |
|||||
|
|
|
E L = 2 + 2 |
E L ~ 1 0 |
|
|
|
Род тока . . . . |
Постоянный |
Переменный |
Постоянный |
Переменный |
|||
Напряжение |
сети, |
1500 |
10 000 |
1500/3000 * |
10 000 |
||
В |
. . . . |
|
|||||
■Состав агрегата |
ЭУ+МД ** |
ЭУ+МД+МД |
ЭУ+МД+МД |
ЭУ+ДС+М |
|||
Число осей . . . |
8 |
12 |
12 |
12 |
|||
Масса тягового аг- |
220 |
366 |
368 |
360 |
|||
регата, т . . |
|||||||
Сцепной вес, кН |
2200 |
3660 |
3680 |
3600 |
|||
Конструктивная |
|
|
|
|
|||
масса |
электро |
|
|
|
|
||
воза |
управле- |
100 |
122,5 |
120 |
120 |
||
ния, т . . . |
|||||||
Конструктивная |
|
|
|
|
|||
масса |
думпкара, |
75 |
65 |
79 |
100 |
||
т .......................... |
|||||||
Грузоподъемность |
45 |
55 |
45 |
80 |
|||
думпкара, т . . |
|||||||
Часовая мощность, |
2760 |
4920 |
2430/5190 |
6480 |
|||
кВт |
.............. |
||||||
Часовая сила тяги, |
325 000 |
681 000 |
672 000 |
810 000 |
|||
к Н ................. |
|||||||
Часовая скорость, |
30 |
25,7 |
13/27,8 |
28,5 |
|||
км /ч................. |
|||||||
Максимальная ско |
65 |
50 |
65 |
65 |
|||
рость, км/ч . . |
|||||||
Автономное |
пита |
|
Дизель |
|
Дизель |
||
ние |
|
|
|
|
|||
Длина по осям ав |
|
(750 л. с.) |
|
(2000 л. с.) |
|||
22 520 |
52 300 |
51 100 |
59 900 |
||||
тосцепок, мм |
|||||||
Завод-изготови |
Им. Ганса IЗаймлера (ГДР) |
Днепропетров |
Новочер |
||||
тель |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
ский электро |
касский |
|
|
|
|
|
|
возостроитель |
электрово |
|
|
|
|
|
|
ный |
зострои |
|
|
|
|
|
|
|
тельный |
|
* П оследовательн о-параллел ьн ое соединение (в |
к аж д ой х о д о в о й |
тел еж к е дви |
гатели соединены последовательно, а все тележ ки п оезд а соеди н ены п арал л ел ьн о).
** ЭУ — эл ектровоз управления, Д С — дизельная секц и я, М Д — м оторны й дум п
кар.
управления моторных думпкаров, а поезд формируется из тяго вого агрегата и прицепных думпкаров (табл. 46).
Моторный думпкар (рис. 188) имеет кузов и механизм раз грузки стандартных вагонов типа ВС.
Тележки приняты такими же, как и у электровоза управле ния. На оси каждой колесной пары расположен тяговый дви гатель, на основной раме, которая удлинена и выступает за
пределы кузова, установлены вентиляторы охлаждения двига телей и ящик с аппаратурой управления.
Тяговый агрегат переменного тока ОПЭ-1 является наибо лее универсальным. Он состоит из электровоза управления (ЭУ), дизельной секции (ДС), автономного питания и моторного думп кара МД (рис. 189).
Ходовая часть каждой секции имеет две унифицированные несочлененные двухосные тележки. Форма кузова — вагонного типа, с кабинами по концам секций, что улучшает условия ухода за оборудованием. На электровозе управления установлен преобразовательный агрегат, включающий в себя силовой транс форматор, групповой переключатель и две выпрямительные установки. Пуск и регулирование скорости производятся сту пенчатым изменением подводимого к тяговым двигателям напря жения (36 ступеней) путем переключения секций обмоток транс форматора.
Тяговый агрегат ОПЭ работает следующим образом. Электровозная секция в сцепе с тепловозной и моторным
думпкаром (сцепной вес 3600 кН) обеспечивает тягу поезда от контактной сети. Тяга создается всеми 12 электродвигателями агрегата.
Все секции работают с малой скоростью 0,3—1,5 км/ч в ав тономном режиме от генератора, приводимого в действие установ ленным в дизельной секции дизелем.
Электровозная секция (сцепной вес 1200 кН) работает само стоятельно в режимах тяги и реостатного торможения.
Тепловозная секция работает самостоятельно в режиме тяги, что позволяет обойтись без контактной сети на уступах.
Электровозная секция в сцепе с одним или двумя моторными думпкарами (сцепной вес 2400 или 3600 кН) может работать в ре жиме тяги и реостатного торможения.
Параметрический ряд тяговых агрегатов предусматривает выпуск в текущей и последующей пятилетках нескольких типо размеров типажных агрегатов. В настоящее время на отечествен ных карьерах находятся в эксплуатации тяговые агрегаты, тех ническая характеристика некоторых из них приведена в табл. 46.
J§ 5. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ
Тяговый расчет карьерного рельсового транспорта прин ципиально такой же, как и шахтного транспорта (см. главу XII). Электромеханические характеристики, характеризующие изме нение силы тяги, развиваемой одной осью, от скорости движения (рис. 190), так же как и в"рудничных'электровозах, представлены двумя графиками, соответствующими последовательно-парал лельному СП и параллельному соединению двигателей П, когда к двигателю подводится половинное цли полное напряжение.
Рассмотрим случай, когда в создании тяговой силы кроме электровоза участвуют и моторные думпкары (тяговый агрегат).
При равномерном движении |
поезда |
»= 0 сила тяги |
агре |
гата F4 равна силе сопротивления движению поезда W : |
|
||
к = 1000 [Р э. у+ |
пм (д' + |
д'г)] -фк, Н, |
(277) |
а сила сопротивления движению поезда на руководящем уклоне
W = \РЭ. у + (?; + д т)}’ К + ip + Q6v(w0+ ip), H, |
(278) |
Рио. 190. Электромеханические характеристики двигателей электровозов:
а — 21Е ; б — ^0Е
откуда по условию сцепления вес (брутто) неподмоторенных думпкаров
_ |
(ЮООфк- ^ o - t p ) [ Р э . у + п м(д'т+ д 'т)] |
|
||||
(?6i |
|
w 0 -}- jp |
|
кН, |
(279) |
|
где Р ъ у — вес |
электровозов |
управления, |
кН; |
|
||
<?бр — вес |
неподмоторенных |
думпкаров |
(брутто), кН; |
|||
и„ — число моторных |
думпкаров; |
|
|
|
||
<7т — вес тары моторного думпкара, кН; |
|
|||||
q'r — вес груза моторного думпкара, |
кН; |
|
||||
фк — коэффициент сцепления колес |
с |
рельсами; |
|
|||
W o — удельное основное сопротивление движению электро |
||||||
воза и моторных думпкаров, Н/кН; |
думп |
|||||
w0 — удельное основное сопротивление |
движению |
|||||
каров, Н/кН; |
|
%а. |
|
|
|
|
i„ — руководящий уклон, |
|
|
|
|||
Число неподмоторенных |
вагонов в составе |
|
||||
|
п ~ |
__ |
Qбр |
|
|
|
|
<]о -И г |
9оО-г*т) ' |
|
|
где qQ— грузоподъемная сила думпкара, кН; кт— коэффициент тары думпкара.
Основное удельное сопротивление движению думпкаров по карьерным путям w'Q определяют по формулам ПромтрансНИИпроекта. Для четырехосных груженых думпкаров нормальной колеи на постоянных путях
ш0 = |
2,9 + 0,026у, |
Н /кН; |
(281) |
для шестиосных груженых думпкаров |
|
||
U?Q= |
3,6+ 0,15i\ |
Н/кН, |
(282) |
где v — скорость движения, км/ч.
Основное удельное сопротивление движению электровоза и моторных думпкаров приведено в табл. 47.
|
|
Т а б л и ц а 47 |
Значения основного удельного сопротивления движению |
||
электровоза к моторных думпкаров |
|
|
|
10о(Н /кН ) при движении |
|
Тип рельсового пути |
|
|
|
под током |
без тока |
Постоянное ............................... |
1,5+0,0014 |
4,18+0,0014 |
Передвижные балластированные |
2,4+0,003 |
5,15+0,003 |
Передвижные небалластированные |
3,5+0,027 |
6,18+0,0027 |
Удельное сопротивление от кривых |
|
|
W, = |
Н/кН. |
(283) |
В случае движения по кривой с уклоном выработки приве |
||
денное удельное сопротивление % 0 (1%0 = |
1Н/кН) |
|
in= *Р + |
Н /кН . |
(284) |
Выбранный вес прицепной части поезда проверяется на тор можение (см. главу XII). Для карьерных поездов тормозной путь при самых сложных условиях не должен превышать 300 м.
В карьерном транспорте все оси электровоза и думпкаров снабжены" пневматическими тормозами.
Тормозная сила
Дс= М 2 Х л+ 2 Х в), н - |
(285> |
где 2/Сп — сумма сил нажатия^колодок локомотива, Н; 2ЛГП— сумма сил нажатия колодок на оси вагонов, Н;
К„ и К в — сила нажатия на одну колодку |
локомотива и вагона, |
||||||
Н; |
|
|
|
|
|
|
|
f.A — коэффициент трения колодки о колесо. |
|
||||||
Для стандартных чугунных колодок |
|
|
|||||
. |
nfi |
160Я + 100 |
i> + 100 ' |
(286) |
|||
> к ~ |
U,° |
800Я + 100 |
&> + 100 * |
||||
|
|||||||
Для композиционных |
(пластмассовых) |
колодок |
|
||||
. |
П / / |
Ш 5 Г + 2 0 i> + 1 5 0 |
(287) |
||||
/к — |
4 4 |
40ic + 20 |
2i> + 150 * |
||||
|
|||||||
где v — скорость движения, |
км/ч. |
|
|
|
|||
Удельная тормозная сила |
|
|
|
||||
к = |
|
|
ВК____________ |
Н/кН. |
(288) |
||
|
|
пм( ? т + ^ г) |
'Ь <?бр |
|
|
Для условий открытых разработок, где уклоны достигают 60% о, для повышения безопасности движения проводятся работы по усилению тормозных средств. Перспективным является приме нение электромагнитных тормозов.
Полученный по формуле (279) вес прицепной части поезда проверяется по условиям трогания на руководящем подъеме (ip) [см. формулу (207)]:
1 0 0 0 |
J.Pэ. у -Ь гам (<7х -|- 9 г ) ] |
^ т Р — |
(?бр = |
П7тр z р -f-1,08а |
|
— [ ^ э . у + ^ м (<7Т+ |
£К) ] (^ тр + ip )’Рэ—. у + |
Лм (<7т + ? г ) 1?08а (289) |
где а — ускорение при трогании (принимается в пределах 0,025— 0,05 м/с2);
ip — подъем элемента пути при трогании, °/00;
фтр — коэффициент сцепления при трогании, при подсыпке рельсов песком фтр = 0,24 — 0,26;
wT? — коэффициент основного сопротивления движению при трогании.
Так как тяговый агрегат ОПЭ-1 может работать как тепло воз с электромеханической передачей, то вес прицепной части поезда ограничивается мощностью дизеля, который, как известно, в отличие от электродвигателей, не может перегружаться:
AJ
3 ,6----- Л общ— Р (wo Ч" £Р) |
|
<?-------------- W + T; ------------ ' |
<290> |
где N 3 — эффективная мощность дизеля, кВт; v — скорость движения, км/ч;
“Побщ — общий к. п. д. генератора и электромеханической пере дачи дизельной установки.
Пользуясь формулой (290), можно, зная Q, определить макси мальную допустимую скорость движения тепловоза или тягового агрегата при работе с автономным приводом от тепловозной секции.
Глава X IX
КАРЬЕРНЫЕ АВТОМОБИЛИ-САМОСВАЛЫ
S 1 . О П И С А Н И Е К О Н С Т Р У К Ц И И
Как уже указывалось в начале раздела, автомобильный транс порт по объему перевозок горной массы на карьерах занимает одно из ведущих мест. Для обеспечения горнодобывающих предприятий разнообразной автомобильной техникой заводами Минавтопрома
СССР и отраслевыми научно-исследовательскими институтами были выполнены работы по анализу условий эксплуатации, установлению параметров, разработке типажа и унификации уэлов и агрегатов карьерных автосамосвалов. Исследования показывают, что большинство большегрузных автосамосвалов (60%) 155J работает на дорогах со скальным основанием, несу щая способность которых позволяет эксплуатировать автомобили с осевой нагрузкой 1000 кН (100 тс).
Основным типом автомобиля при открытой разработке место рождений являются автосамосвалы с задней разгрузкой кувова. Компоновочная схема карьерных автосамосвалов зависит от условий эксплуатации. Наиболее распространенными схемами
компоновки |
большегрузных |
карьерных |
самосвалов являются: |
|
1. Классическая схема, при которой |
кабина водителя рас |
|||
полагается |
за |
двигателем (МАЗ-525, КрАЗ-256). |
||
2. Схема «кабина рядом с двигателем» (рис. 191), которая |
||||
обеспечивает |
более высокую |
компактность, уменьшает длину |
||
и массу самосвалов. |
|
|
Наряду с взаимным расположением кабины и двигателя важное значение имеет конструктивная схема шасси. Большин ство автосамосвалов выполнены по колесной формуле 4 x 2 , в ко торой первая цифра указывает общее число колес шасси, а вто рая — число ведущих колес. Автосамосвал КрАЗ-256 имеет колесную формулу 6 x4 .
Большегрузные унифицированные автосамосвалы типа БелАЗ-540, БелАЗ-548, БелАЗ-549 и их модификации выпуска ются Белорусским автомобильным эаводом;7краткая характери стика их приведена в табл. 48.
Для карьерных условий характерны сложные трассы авто мобильных дорог как по профилю, так и в плане. Скорость дви жения автомобиля зависит от трассы, руководящего уклона,
