1.1.2. Эксплуатационный расчет

Цель эксплуатационного расчета является определение рабочего и инвентарного парков локомотивов и вагонов.

Эксплуатационный расчет предусматривает:

1) определение времени рейса и производительности одного ло-комотивосостава;

2) расчет локомотивного и вагонного парков;

3) определение пропускной и провозной способности карьерных железнодорожных перегонов.

После выполнения эксплуатационного расчета производится по-строение графика движения поездов.

Определения времени рейса локомотивосостава. Время рейса локомотивосостава Т_р, мин, расчитывают по формуле

(30)

где: t_П - время погрузки вагонов, мин; t_р - время разгрузки состава, мин; t_ДОП - дополнительное время, затрачиваемое на маневры, мин.

Для одноковшовых экскаваторов время погрузки вагонов вычисляют по выражению

, (31)

здесь t_Ц - время цикла экскаватора, мин; V_К - вместимость ковша экска- ватора, м³; γ - насыпная плотность груза, т/м³; Кэ- коэффициент экска-вации, Кэ= 0,75-0,6- для скальных и полускальных пород.

Для многоковшовых экскаваторов

; (32)

где Q_э - техническая производительность экскаватора, м³/ч; К_И - коэф-фициент использования экскаватора во времени, Ки= 0,72-0,80.

Время разгрузки t_Р зависит от числа вагонов в составе и времени разгрузки каждого вагона t_Р.В (t_Р= n·t_Р.В ). При одновременной разгрузке вагонов t_Р= t_Р.В, при попарной В летних условиях время раз-грузки каждого вагона составляет 1,5-2 мин, в зимних- 3-5 мин.

Время на маневры t_ДОП определяется схемой путевого развития и способом связи между раздельными пунктами. Для расчетов рекомендуются принимать эту величину в пределах 5-10 мин.

Определение производительности одного локомотивосостава

Сменная производительность локомотивосостава Q_л.с, т, определяется по формуле

(33)

где Т_см - производительность смены, ч.

Расчет локомотивного и вагонного парков. Инвентарный парк локомотивов, необходимый для работы карьера с заданным объемом перевозок, определяется из выражения

, (34)

где N_РАБ, N_РЕМ, N_РЕЗ, N_ХОЗ- число локомотивов, занятых, соответственно, на поездной работе по перевозке горной массы находящихся в ремонте, в резерве и занятых на хозяйственных работах.

Для определения N_РАБ сначала находят грузооборот карьера в сме- ну Q_см, т:

(35)

где А- годовая производительность карьера, т; К_н.р - коэффициент не-равномерности работы карьера К_н.р = 1,1-1,2; n_РАБ- число рабочих дней в году; n_СМ- число смен в сутки.

Тогда

, (36)

где К_Н.Д= 1,25- коэффициент неравномерности движения поездов.

По практическим данным

Количество рабочих вагонов определяется из выражения

. (37)

Инвентарный парк вагонов определяется по формуле

, (38)

где К_ИНВ - коэффициент, учитывающий вагоны, находящиеся в ремонте, резерве и пр., К_ИНВ = 1,25-1,30.

Определение пропускной и провозной способностей карьерных железнодорожных перегонов. Пропускная способность железнодо-рожного перегона N, пар поездов/смену, рассчитывают по формуле

, (39)

где n_П- число путей на перегоне (1 или 2); τ- время на связь между раз- дельными пунктами, ограничивающими железнодорожный перегон, мин. При телефонном способе связи τ= 3-4 мин; при радиосвязи τ= 1-2 мин; при электрожезловой связь τ= 0,5 мин; при полуавтоматической блоки-ровке τ= 0,1 мин; при автоблокировке τ= 0:

Провозную способность железнодорожного перегона, М, т/смену, определяется по формуле:

(40)

где К_рез - коэффициент резерва провозной способности, К_рез = 1,1-1,2.

Построение графика движения поездов. График движения поездов представляет собой масштабную сетку, на которой условно прямыми наклонными линиями изображается движение каждого поезда. Горизонтальные линии сетки графика соответствуют осям раздельных пунктов, вертикальные линии - часовым полосам с подразделением на десятиминутные интервалы.

Для составления графика движения устанавливаются следующие основные элементы:

время погрузки и разгрузки состава каждым экскаватором;

время движения поезда на отдельных участках трассы;

время затрачиваемое на маневры;

приемная способность каждого отвала.

Пример расчета. Выполнить тяговый и эксплуатационный расчеты локомотивосостава, движущегося по трассе (рис. 1.7), при следующих исходных данных:

годовая производительность карьера А=10 млн.т; коэффициент неравномерности работы карьера КН.Р.=1,1; число рабочих дней в году nРАБ=305; число смен в сутки nСМ=3; продолжительность смены ТСМ=8 ч; тип локомотива-электровоз 26Е; тип вагона- думпкар 2ВС-105; тип выемочно-погрузочного оборудования- экскаватор ЭКГ-10; насыпная плотность транспортируемого груза γ=2т/м3; породы полускальные; число путей на перегоне nП=2.

Рис. 1.7. План и продольный профиль расчетной трассы

1. Массовая норма поезда при его движении по руководящему уклону определяем по формуле

где: (табл. 1.7);

- максимальный уклон на трассе.

2. Массовую норма поезда по условию его трогания с места рас-считываем по формуле:

где ( см. табл. 1.7);- уклон участка, на котором производится трогание поезда с места.

Для дальнейших расчетов принимаем М_ПР=1 903т.

3. Число вагонов в составе находим следующим образом:

Принимаем n=12, тогда масса прицепной части поезда составит:

с грузом

без груза

4. Определяем значение силы тяги (тормозной силы) локомотива, скорости и времени движения поезда на одном участке расчетной трасы в грузовом и порожняковом направлениях.

На первом участке:

где: - величина уклона на 1 участке;- удельное основное сопротивление движению вагонов без груза ( на 20% больше, чем с грузом).

С помощью универсальной электромеханической характеристики ( см. рис. 1.6) определяем значение скоростей и токов двигателя на 1 участке:

(ограничиваем по условию безопасности движения поезда

>200%>2.

По условию безопасности движения поезда

Время движения поезда на 1-м участке составит:

в грузовом направлении

в порожняковом направлении

Результаты расчетов по остальным участкам представлены в виде табл. 1.9.

Рассчитываем время движения поезда на трассе:

где: - поправка, учитывающая два разгона и два замедления поезда в пунктах погрузки и разгрузки.

5. Тормозной путь поезда определяем на 1-м участке до полной остановки порожнего состава:

(- время приведения в действие пневматических тормозов);

Таблица 1.9

Значения силы тяги (тормозной силы) локомотива, тока двигателя, скорости и времени движения поезда

Участок	Формула	Расчет	F(B), кН	I, А	υ, км/ч	t, мин
	Грузовое направление
1.			96	109	40	2,25
2.			293	295	29	2,69
3.			-3,2	0	40	1,80
4.			492	420	26	3,48
5.			96	109	40	0,75
	Порожняковое направление
5.			42	41	40	0,75
4.			-31	0	40	2,25
3.			77	46	40	1,80
2.			-32	0	40	1,95
1.			42	41	40	2,25

(см. табл. 1.8);

(см. табл. 1.8);

Полученное значение тормозного пути не превышает 300 м, что удовлетворяет условию безопасного движения поезда.

6. Эффективный ток двигателя определяется по формуле:

Двигатель не перегревается, если

194<1,1·264; 194<290 – условие выполняется.

7. Общий расход электроэнергии за 1 рейс составляет

8. Время рейса локомотивосостава вычисляем следующим образом:

где

9. Производительность одного локомотивосостава определяем по формуле

10. Инвентарный парк локомотивов составил

где

принимаем

принимаем

принимаем

Определяем рабочий и инвентарный парк думпкаров:

11. Рассчитываем пропускную и провозную способности желез-нодорожных перегонов:

пар поездов/смену;

Рис. 1.8. График движения поездов

По полученным результатам расчетов строим график движения поездов (рис. 1.8). При этом учитываем, что время на маневры расходуются следующим образом: в пункте погрузки - 3 мин, в пункте разгрузки – 2 мин. Кроме этого, имеем ввиду, что производится по одному разгону и одному замедлению.