ГМи ПГРВ / консп. лекций / Расчет электровозной откатки

Расчет электровозной откатки

С достаточной для практики точностью расчет электровозной откатки можно выполнять следующим образом.

Максимально допустимая масса груженого поезда, исходя из условий нагревания двигателей, т. е. по силе тяги, определяется по формуле:

, т, (1)

где P – полная масса электровоза, т; – вес груженого состава, тс; – длительная сила тяги электровоза (находится по характеристике тяговых двигателей или из технических данных электровоза), кгс; = 1,15–1,2 – коэффициент, учитывающий работу электровоза во время маневров; – относительная продолжительность движения; – ходовое удельное сопротивление движению груженой вагонетки, кгс/тс (принимается по табл. 1); – сопротивление от уклона равного сопротивления, кгс/тс для вагонеток с роликоподшипниками составляет примерно 2‰ или 2 кгс/тс).

Относительная продолжительность движения определяется следующим образом: средняя ходовая скорость движения поездов по откаточным путям принимается несколько меньше, чем длительная скорость электровоза :

, м/с, (2)

где 0,75 – коэффициент, учитывающий снижение ходовой скорости в период пуска и остановки электровоза и во время прохода им закруглений, стрелок, подъемов.

Таблица 1

Зависимость удельного ходового сопротивления от грузоподъемности вагонетки

Грузоподъемность вагонетки, т	Удельное сопротивление вагонетки, кгс/тс
	груженой	порожней
1 2 3 5	9 8 7 6	11 10 9 7

Продолжительность движения электровоза в течение одного рейса:

, мин (3)

где – длина откатки, км.

Зная продолжительность маневровых операций в течение одного рейса ( в среднем можно принимать равным 15–20 мин), можно найти относительную продолжительность движения:

. (4)

Для ориентировочного выбора числа вагонеток в составе можно пользоваться более простой формулой. Так как в большинстве случаев α, то формула (3.1) будет иметь вид:

P+, т. (5)

Величину максимально допустимого веса состава по условиям сцепления определяют исходя из наиболее тяжелого случая – трогания груженого состава на преобладающем подъеме. При этом коэффициент сцепления фи при пуске с подсыпкой песка принимают равным 0,24, а пусковое ускорение = 0,03 ÷ 0,05 м/с². Величина состава определяется по формуле:

, т, (6)

где – сцепной вес электровоза, тс; – пусковое удельное сопротивление движению груженой вагонетки, кгс/тс (принимается на 50% больше ходового сопротивления); – сопротивление от среднего уклона, кгс/тс.

Шахтные электровозы при длительном режиме работы имеют относительно большие скорости движения. Поэтому при определении величины состава поезда обязательным является выполнение следующего условия: тормозной путь поезда на преобладающем уклоне не должен превышать 40м. В ряде случаев составы, выбранные по силе тяги и сцепному весу, оказываются по условиям торможения очень большими. Учитывая это, рекомендуется подсчитанную массу груженого поезда (по силе тяги электровоза и сцеплению) проверить по тормозным средствам поезда на спуске с преобладающим уклоном по формуле:

, т, (7)

где – коэффициент сцепления (при движении без подсыпки песка – 0,12, с подсыпкой песка – 0,17).

Тормозное замедление определяется по формуле:

, м/, (8)

\где – начальная скорость торможения (принимается равной длительной скорости ); = 40 – тормозной путь электровоза, м.

Для аккумуляторных электровозов величину состава поезда нужно выбирать такой, чтобы емкость батареи была достаточной для работы в течение всей смены. Если это условие не будет выполнено, то емкость батареи будет израсходована значительно раньше окончания смены и появится необходимость в замене батареи во время смены. Это приведет к увеличению количества потребных батарей и осложнит организацию электровозной откатки.

Максимально допустимый вес груженого состава по емкости аккумуляторной батареи определяется по формуле:

, (9)

где – разрядная емкость батареи, кВт·ч; – длительная скорость состава, км/ч; – паузы, ч; – коэффициент тары, т.е. отношение собственного веса вагонетки к ее полезному весу.

Разрядная емкость аккумуляторной батареи, потребная для работы электровоза в течение смены:

, кВт (10)

где – среднее разрядное напряжение батареи, В;

, – установившийся ток двигателя во время движения электровоза соответственно с грузом и порожняком; – число рейсов одного электровоза в смену.

Для определения и нужно найти установившиеся силы тяги электровоза соответственно при движении с грузом и порожняком:

, кгс; (11)

(12)

Сила тяги, приходящаяся на один тяговый двигатель, определяется по формулам:

, кгс; (13)

,кгс, (14)

где – число тяговых двигателей электровоза.

По тяговой характеристике двигателя электровоза, зная силу тяги, определяем и , и скорости движения электровоза и .

Зная и , определяем продолжительность движения электровоза с грузом и порожняком:

, c; (15)

, c, (16)

где L – длина откатки, м.

По величине груженого состава определяем число вагонеток в составе

, шт. (17)

и число возможных рейсов одного электровоза в смену:

, (18)

где – продолжительность работы электровоза в смену за вычетом времени на операции по подготовке электровоза к работе (смена батарей, заправка песочниц, осмотр и приемка смены машинистом – всего не более 0,5 ч), ч; – продолжительность одного рейса, мин.

Необходимое число рейсов:

, (19)

где = 1,1 ÷ 1,2 – коэффициент неравномерности выдачи груза; – сменная производительность забоя или участка, тс; – вес груза в составе, тс.

Необходимое число рабочих электровозов в смену:

. (20)

Число резервных электровозов z_p принимают по числу рабочих электровозов: z < 2, z_p = 0; z > 3, z_p = 1.

Потребное число рабочих батарей на один электровоз:

, (21)

где – паспортная емкость батареи.

Всего батарей на один электровоз нужно:

, (22)

где – число батарей под зарядкой для одного электровоза.

Общее число батарей определяется по формуле:

, (23)

где – число резервных батарей.

Требуемая мощность трансформатора зарядной подстанции определяется

, кВт (24)

где – число одновременно заряжаемых батарей; – мощность выпрямителя, кВт.

Расход энергии за один рейс на шинах подстанции (для аккумуляторных электровозов)

, кВт ч, (25)

где – средний поездной ток, который приближенно можно считать равным длительному току, А; – электрический (ватт-часовой) к.п.д. батареи.

6