Расчет скоростных режимов движения автосамосвалов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Выбор типа и марки автосамосвала

1.1 Маршрут 1- (Забой №5 - Отвал №2)

1.2 Маршрут 2 (Забой№2 - Обогатительная фабрика)

2. Выбор параметров дороги

3. Расчет скоростных режимов движения автосамосвалов по заданным маршрутам

3.1 Перевозка вскрышных пород автосамосвалами первого маршрута

3.2 Перевозка полезных ископаемых автосамосвалами второго маршрута

4. Расчет парка автосамосвалов

4.1 Маршрут 1

4.2 Маршрут 2



1. Выбор типа и марки автосамосвала

1.1 Маршрут 1- (Забой №5 - Отвал №2)

Выбор области оптимального соотношения емкости кузова автосамосвала и емкости ковша экскаватора

Область оптимального соотношения емкости кузова машины и емкости ковша экскаватораVA/NЭ при расстоянии транспортировки 1300м равна от 6 до 10. Принимаем VA/NЭ = 8.

Расчет грузоподъемности и объема кузова автосамосвала

T=(n_кв V_Э К_нк с_ц)/К_р =(8•15•0,945•1,8)/1,35=151,2 т

A=(n_кв V_э К_нк)/К_ш =(8•15•0,945)/1,05=108,0 м^3

где qТ,VА - соответственно теоретические значения грузоподъемности, т, и объема кузова, м3, автосамосвала;

nкв - принятое число загружаемых ковшей экскаватора;

Vэ - объем ковша экскаватора, м3 (для ЭКГ-15 объем вместимости ковша принимаем 15,0 м3);

kр -коэффициент разрыхления горной массы (kр = 1,35);

kш - коэффициент загрузки с "шапкой" ((kш = 1,0 ..1,1)принимаем kш = 1,05);

сц - объемная масса (плотность) горной породы в целике, т/м3 (принимаем равной 1,8 т/м3);

kнк - коэффициент наполнения ковша экскаватора.

Коэффициент наполнения ковша рассчитывается через коэффициент экскавации:

Э=К_нк/К_р



Отсюда:

К_нк=К_р ?·К?_Э=1,35•0,7=0,945

Выбор марки автосамосвала

Принимаем автосамосвал БелАЗ 75211 грузоподъемностью 170 т и объемом кузова (с учетом шапки 1,05) 108 м3.

Расчет фактически загружаемого числа ковшей

Фактическое число ковшей по объему кузова:

ко=(V_A K_ш)/(V_э К_нк )=(108•1,05)/(15•0,945)=8,00 ?8

Фактическое число ковшей по грузоподъемности:

кг=(qK_р)/(V_э К_нк с_ц )=(170•1,35)/(15•0,945•1,8)=8,99?9

Принимаем nk=8 (с учетом грузовместимости самосвала)

Фактическая масса груза

ф=(n_к V_э К_нк с_ц)/K_р =(8•15•0,945•1,8)/1,35=151,2 т

П=G_А+q_ф=159+151,2=310,2 т

где GА - снаряженная масса автосамосвала, т.

Расчет коэффициентов использования грузоподъемности и емкости кузова автосамосвала.

гр=n_к/n_кг =8/8,99=0,8898?0,89

об=n_к/n_ко =8/8=1,00



1.2 Маршрут 2 (Забой№2 - Обогатительная фабрика)

Выбор области оптимального соотношения емкости кузова автосамосвала и емкости ковша экскаватора

Область оптимального соотношения емкости кузова машины и емкости ковша экскаватора VA/NЭ при расстоянии транспортировки 2600 м равна от 6 до 10. Принимаем VA/NЭ = 7.

Расчет грузоподъемности и объема кузова автосамосвала

T=(n_кв V_Э К_нк с_ц)/К_р =(7•8•0,88•2,0)/1,25=78,8 т

A=(n_кв V_э К_нк)/К_ш =(7•8•0,88)/1,0 =49,28 м^3

где qТ,VА - соответственно теоретические значения грузоподъемности, т, и объема кузова, м3, автосамосвала;

nкв - принятое число загружаемых ковшей экскаватора;

Vэ - объем ковша экскаватора, м3 (для ЭКГ- 8И принимаем равным 8,0 м3);

kнк - коэффициент наполнения ковша экскаватора;

kр -коэффициент разрыхления горной массы (kр = 1,25);

kш - коэффициент загрузки с "шапкой" (kш = 1,0);

сц - объемная масса (плотность) горной породы в целике, т/м3 (принимаем 2,0 т/м3 )

Коэффициент наполнения ковша рассчитывается через коэффициент экскавации:

Э=К_нк/К_р

Отсюда:



К_нк=К_р ?·К?_Э=1,25•0,84=0,88

Выбор марки автосамосвала

Принимаем автосамосвал БелАЗ 7549, грузоподъемностью 80 т и объемом кузова 50 м3.

Расчет фактически загружаемого числа ковшей

Фактическое число ковшей по объему кузова:

ко=(V_A K_ш)/(V_э К_нк )=(50•1,0)/(8,0•0,88)=7,1 ?7

Фактическое число ковшей по грузоподъемности:

n_кг=(qK_р)/(V_э К_нк с_ц )=(80•1,25)/(8,0•0,88•2,0)=7,1?7

Принимаем nk=7

Фактическая масса груза

ф=(n_к V_э К_нк с_ц)/K_р =(7•8,0 •0,88•2,0)/1,25=78,85 т

G_П=G_А+q_ф=67,5+78,85=146,35 т

где GА - снаряженная масса автосамосвала, кг.

Расчет коэффициентов использования грузоподъемности и емкости кузова автосамосвала.

г_гр=n_к/n_кг =7/7,1=0,99

об=n_к/n_ко =7/7,1=0,99



2. Выбор параметров дороги

Категорию карьерной автодороги выбирают в зависимости от интенсивности движения для первого маршрута (Забой №5 - Отвал №2)

i_дв=(Q_год К)/(qгТ_г c)=(5200000·1,3)/(151,2•4380•2)=5,10 ?5 авт./ч

Для второго маршрута (Забой №2 - Обогатительная фабрика)

i_дв=(Q_год К)/(qгТ_г c)=(1800000•1,3)/(78,85•4380•2)=3,39?4 авт./ч

где Qгод - годовой объем перевозок по данному маршруту, т/год;

k - коэффициент неравномерности грузопотока, k = 1,2-1,4 (Принимаем равным 1,3);

q - номинальная грузоподъемность автосамосвала, т;

?- коэффициент использования грузоподъемности;

Tг - время нахождения автомобилей в наряде в год при односменной работе, ч (Принимаем равным 4380 ч.)

c - число смен работы в сутки (Принимаем равным 2).

Продолжение таблицы 1- Параметры карьерных технологических автодорог

Тип дорожной одежды Вид дорожного покрытия Коэффициент сопротивления качению Коэффициент сцепления Средняя высота неровности дороги

Облегченный Из щебня или гравийных смесей 0,03 0,5 до 5 см

Облегченный Из щебня или гравийных смесей 0,03 0,5 до 5 см



3. Расчет скоростных режимов движения автосамосвалов по заданным маршрутам

Разбивка маршрутов на характерные участки выполняется в следующей последовательности: 1) выделение участков дороги, которые имеют одинаковое дорожное покрытие, коэффициенты сцепления колеса с дорогой, коэффициенты сопротивления качению и высоту неровностей; 2) расчет значений продольного уклона карьерной автодороги на каждом пикете; 3) объединение участков, имеющих одинаковый продольный уклон.

Участок по пикетам Продольный уклон,% Длина участка, м Обозначение участка Радиус поворо-та, м Обозн. участка с поворо-том Длина участка с поворотом,м

3.1 Перевозка вскрышных пород автосамосвалами первого маршрута

Расчет оптимальных скоростей движения автосамосвала

При транспортировании вскрышных пород критерием определения оптимальной скорости движения автосамосвалов является минимизация себестоимости одного тонно-километра совершенной транспортной работы.

Критерий оптимизации при перевозке вскрышных пород:

S_ткм=min>V_(т опт)

Вначале рассчитаем время простоя самосвала

Расчет приведен на примере участка А2 при скорости 1км/ч, остальные расчеты сведены в таблицы.

Время простоя автосамосвала в течение одного рейса:

пр=t_погр+t_разг+t_(ож п-р)+t_др



погр=?t'?_погр+t_мп=0,02896+0,015?0,044 ч

разг=?t'?_разг+t_мр=0,0204+0,0156 =0,036 ч

где tмп и tмр - время маневра автосамосвала под погрузку и разгрузку, соответственно, ч.

Время маневра:

мп=S_м/V_м +t_1=0,115/9,4+0,0028=0,015 ч

t_мр=S_м/V_м +t_1=0,115/9+0,0028=0,0156 ч

где Sм - путь, проходимый автосамосвалом при маневрировании, км;

Vм - скорость движения автосамосвала при маневрировании, км/ч;

t1 - время на переключение, ч.

S_м=5.14•?10?^(-3)•1.4•R_min=0,00514·1,4·16,0=0,115 км

где Rmin - конструктивный минимальный радиус поворота по переднему внешнему колесу.

Время погрузки:

погр=t_ц•n_к=0,00362•8=0,02896ч

где tц - время цикла экскаватора, ч.

t_ц=t_коп+2•t_пов+t_в=0,00168+2•0,00086+0,00022=0,00362 ч

где tкоп, tпов , tв= 0,8 с - соответственно, время копания, время поворота стрелы экскаватора, время опоражнивания ковша, ч.

Время копания:

коп=V_э (К_э•К_р•К_F•36,72)/(N•?)=8•(1,35•0,7•1,6•36,72)/(1100000•0,45)=0,00168 ч

где КF - коэффициент удельного сопротивления копанию;

N -мощность подъемного двигателя экскаватора, Вт;

? = 0,45 - безразмерный коэффициент.

Время поворота стрелы экскаватора:

пов=?8,08•10?^(-5)•?((I(1,37+?_п^2)?^2)/(N_max•?_п ))

?t_пов=8,08•10?^(-5) ?((330178259,02 •(1,37+0,95)•?1,57?^2)/(500000•0,95))=0,00086 ч

где I - момент инерции вращающейся части экскаватора, кгЧмЧс2;

?п - КПД механизма поворота;

? - угол поворота стрелы экскаватора, рад;

Nmax - мощность поворотного двигателя экскаватора, Вт.

Момент инерции для одноковшового экскаватора:

I=1/15•G_э^(5/3)=1/15•?1150000?^(5/3)=330178259,02 кг•м•с^2 (3.11)

где Gэ - масса экскаватора, кг.

Время разгрузки:

?t'?_разг=1,5•(t_1+t_2 )=1,5•(0,0075+0,0061)=0,0204 ч



где t1 - время подъема платформы, ч (принимаем );

t2 - время опускания платформы, ч.

Время ожидания погрузки - разгрузки:

t_(ож п-р)=?0,5(t?_пог+t_разг)=0,5•(0,044+0,036)=0,04 ч (3.13)

Время эксплуатационных простоев:

t_(пр.др)=?0,5•t?_(ож п-р)=0,5•0,04=0,02ч

Т_пр=0,044+0,036+0,04+0,02=0,14 ч

Часовые переменные затраты:

З_пер=З_т+З_см+З_ш+З_(то,р)

где Зт , Зсм, Зш, Зто,р - часовые затраты на топливо, смазочные материалы, шины и ТО и ТР автомобилей, соответственно, у.е./ч.

Затраты на топливо:

З_т=G_т•Ц_т=499,23 ·0,17=84,869 у.е./ч

где Gт - часовой расход топлива, л/ч;

Цт - цена единицы топлива, у.е.

Если автомобиль движется в тяговом режиме, т.е. (f + i) ? 0, тогда часовой расход топлива определяют из уравнения топливного баланса:

G_т=3.6/(г_т•Н_u )•(N_тд+N_мд+N_эд+N_тр+g(f+i)•(G_a+q•г)•V_т+kF/1000•V_тв^3)



Для участка А2, уклон 3%, при скорости 1 км/ч

G_т=3,6/(0,835•42,44)•(3785+259+220+600+9,81•(0,03+0,03)•(159+170Ч0,89)•1/3,6+30,1/1000•?4,26?^3 ) =499,23 л/ч

где ?т - плотность дизельного топлива, кг/л;

Hи - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

Nтд -термодинамические потери мощности в двигателе, кВт;

Nмд - механические потери мощности в двигателе, кВт;

Nэд - эксплуатационные потери мощности в двигателе, кВт;

Nтр - потери мощности в трансмиссии, кВт;

f - коэффициент сопротивления качению;

i- продольный уклон дороги, %;

Vт - техническая скорость автомобиля, м/с;

kF - фактор обтекаемости автомобиля;

Vтв - геометрическая сумма векторов скорости ветра и скорости автомобиля, м/с.

Если автомобиль движется в тормозном режиме, т.е. (f+i)<0, то часовой расход топлива рассчитывается:

G_т=3,6/(г_т•Н_u )•(N_тд+N_мд+N_эд)

Затраты на смазочные материалы:

З_см=G_т·(q_мот Ц_мот+q_тр Ц_тр+q_сп Ц_сп+q_пл Ц_пл)

З_см=499,23 ·(0,04•0,83+0,009•1+0,018•1,67+0,003•1,33)==36,399 у.е./ч

Затраты на шины:



? З?_ш=(?(100•G?_(ш.норм)•Ц_ш))/(102,3-0,149•H-V_т (0,105-0,08•H))

? З?_ш=(100•0,00010•13513)/(102,3-0,149•5-1,0·(0,105-0,08•5))=1,387 у.е./ч

где Gш.норм - нормативное значение часового расхода шин, у.е./ч;

Цш - стоимость одной шины, у.е.

? G?_(ш.норм)=(l_cc•n)/(c•t_см•L_н )=(22,77•6)/(2•12•55000)=0,00010 у.е./ч

где Lн - средний нормативный ресурс шины, км;

n - количество шин на автомобиле;

lсс - среднесуточный пробег автомобиля, км;

c - число смен работы автомобиля;

tсм - продолжительность одной смены, ч.

l_cc=x•l_об•с=4,3795 •2,6•2=22,77 км

где x - количество ездок автосамосвала;

lоб - длина оборота, км.

x=t_см/Т_дв =12/2,74=4,3795

где Tдв - время движения автосамосвала за один рейс, ч.



? Т?_дв=l_об/V_т +T_пр=2,6/1+0,14=2,74 ч

Затраты на ТО и ТР автомобилей:

? З?_(то,р)=(З_(то,р)^пост)/(1/V_т +Т_пр/l_eг )+(100•З_р^м)/((1/V_т +Т_пр/l_e )(101,2+0,01Н+V_т (0,038+0,084Н))

З_(то,р)=(0,1834+0,1536)/(1/1+0,14/1,3)+(100•0,0731)/((1/1+0,14/2,6)(101,2+0,01•5+1·(0,038+0,084•5))=0,373 у.е./ч

где Тпр - время простоя автомобиля, ч;

Vт - техническая скорость автомобиля, км/ч;

lе - общая длина ездки автомобиля, км.

Тогда:

З_пер=84,869+36,399+1,387+0,373=123,028 у.е./ч

Расчет постоянных затрат:

З_пост=?ЗП?_вод+НР

НР = 3,35% •З_пер =0,0335 • 123,028 = 4,121

?где ЗП?_вод=8,695 у.е/ч

З_пост=8,695+4,121=12,816 у.е./ч

Следовательно себестоимость перевозки вскрышных пород:

S_ткм=(З_пост+З_пер)/W_(т•км) =(12,816 +123,028)/71,737=1,893 у.е/т•км



где Зпер - часовые переменные затраты, у.е./ч;

Зпост - часовые постоянные затраты, у.е./ч;

Wт·км - часовая производительность, т•км/ч.

W_(т•км)=(q•г•l_ег)/(l_ег/(V_т•в)+Т_пр )=(170•0,89•1,3)/(1,3/(1•0,5)+0,14)=71,737 (т•км)/ч

где lег - длина ездки с грузом, км;

? - коэффициент использования пробега автомобиля;

Тпр - время простоя автомобиля за одну ездку, ч;

Vт - техническая скорость автомобиля, км/ч.

Расчет скоростных ограничений для автосамосвала первого маршрута.

Максимально возможную скорость движения автосамосвала на подъем рассчитывают при условии, если f+ i ? 0.

Максимально возможную скорость движения на подъем определяют из уравнения мощностного баланса:

N_emax•?_тр=(G_a+q?)•g•(f+i)•V_т+kF/1000 V_тв^3

где Nе max - максимальная мощность двигателя, кВт;

?тр - КПД трансмиссии;

Gа - масса автомобиля, т;

q - грузоподъемность автомобиля, т;

? - коэффициент использования грузоподъемности;

f - коэффициент сопротивления качению;

i - продольный уклон дороги;

kF - фактор обтекаемости автомобиля.

Для участка А2, i= 3%, при Vi опт.=26км/ч.



1691•0,8=(3785+259+220+600+170•0,89)•9,81•(0,03+0,03)•(1/0,278)+30,1/1000 ?·4,26?^3

1352,8>1319,7 - условие выполняется верно.

Допустимая скорость на спуске:

V_Д=g (М_т/r_к •?+(G_a+qг)•f•(1-?) - (G_a+qг)•i)/(G_a+qг)+v(t_n^2+(2 (G_a+qг) (l_в-l_з))/g(М_т/r_к •?+(G_a+qг)•f•(1-?)-(G_a+qг)•i) )/(G_a+qг)

где Мт - тормозной момент, кгЧм;

? - коэффициент, определяющий степень проскальзывания колес;

rк - радиус колеса, м;

tп - предтормозное время, с.

Рассчитаем допустимую скорость на спуске для А2, уклон 3% участка, самосвал порожний:

V_Д= [9,81(457900/1,74•0,7+ (159000+0)•0,03•(1-0,7)-(159000+0)•0,03)/ (159000+0)++

v(?0,5?^2+(2·(159000+0)·(100-14,29))/(9,81(457900/1,74•0,7+(159000+0)•0,03•(1-0,7)-(159000+0)•0,03)))/159000]·3,6 =30,53км/ч

Допустимая скорость движения автосамосвала по условию нагрева передних шин:

V_ДП=1/((4,66·(К_т+0,5г))/((t_шд-38,4-0,6•t_c)(K_т+0,5))-Т_пр/l_e )

V_ДП=1/((4,66·(0,5+0,89•0,513))/((110-38,4+0,6•0,4)(0,513+0,5))-0,14/2,6)=134,5км/ч



Допустимая скорость движения автосамосвала по условию нагрева задних шин:

V_ДЗ=1/((4,51(К_т+0,5г))/((t_шд-22,5-0,6•t_c)(K_т+0,5))-Т_пр/l_e )

где tшд = 110 °С - допустимая температура нагрева шин;

tc -температура окружающей среды, °С. (Принимаем -0,4°С)

Кт- коэффициент тары

Коэффициент тары:

Кт =G_А/(G_А+q_ф ) =159/( 159+170·0,89)= 0,513

V_ДЗ=1/((4,51·(0,5+0,513•0,89))/((110-22,5+0,6•0,4)(0,5+0,513))-0,14/2,6)=188,1,км/ч

Допустимая скорость движения автосамосвала при прохождении поворотов:

V_(R max)=3.6v(gR(ц±i_в))

Для участка А-5:

V_(R max)=3,6v(9,81•50 (0,05+0,005))=18,7 км/ч

V_(R max)=3,6v(9,81•50 (0,05-0,005))=16,9 км/ч

где iв - уклон виража;

? - коэффициент сцепления.



3.2 Перевозка полезных ископаемых автосамосвалами второго маршрута

Оптимальная скорость движения автосамосвалов, перевозящих полезные ископаемые, будет соответствовать максимальной прибыли от совершения транспортного процесса за данный промежуток времени.

Условие оптимизации:

П=Доход-S_т•Q=max>V_опт

где Sт - себестоимость перевозок, у.е./т;

Д - доход, у.е.;

Q - объем перевозок, т;

Vопт - оптимальная скорость движения, км/ч.

Время простоя автосамосвала в течение одного рейса:

Т_пр=t_погр+t_разг+t_(ож п-р)+t_др

t_погр=?t'?_погр+t_мп=0,0273 +0,0109=0,0382ч

? t?_разг=?t'?_разг+t_мр=0,0167+0,0112=0,0279 ч

где tмп и tмр - время маневра автосамосвала под погрузку и разгрузку, соответственно, ч.

Время маневра:

? t?_мп=S_м/V_м +t_1=0,076/9,4+0,0028=0,0109 ч

t_мр=S_м/V_м +t_1=0,076/9+0,0028=0,0112 ч

где Sм - путь, проходимый автосамосвалом при маневрировании, км;

Vм - скорость движения автосамосвала при маневрировании, км/ч;

t1 - время на переключение, ч.

S_м=5,14•?10?^(-3)•1,4•R_min=0,00514•1,4•10,5=0,076км

где Rmin - конструктивный минимальный радиус поворота по переднему внешнему колесу.

Время погрузки: грузоподъемность кузов автосамосвал экскаватор

?t'?_погр=t_ц•n_к=0,0039•7=0,0273 ч

где tц - время цикла экскаватора, ч.

t_ц=t_коп+2•t_пов+t_в=0,00162+2•0,00103+0,00022=0,0039 ч

где tкоп, tпов , tв= 0,8 с - соответственно, время копания, время поворота стрелы экскаватора, время опоражнивания ковша, ч.

Время копания:

t_коп=V_э (К_э•К_р•К_F•36,72)/(N•?)=8,0•(1,25•0,84•0,9•36,72)/(380000•0,45)=0,00162 ч

где КF - коэффициент удельного сопротивления копанию;

N -мощность подъемного двигателя экскаватора, Вт;

? = 0,45 - безразмерный коэффициент.

Время поворота стрелы экскаватора:



t_пов=?8,08•10?^(-5)•?((I(1.37+?_п^2 ) ?^2)/(N_max•?_п ))

?t_пов=8,08•10?^(-5) ?((109337693,49 •(1,37+0,95)•?1,57?^2)/(200000•0,95))=0,00103 ч

где I - момент инерции вращающейся части экскаватора, кгЧмЧс2;

?п - КПД механизма поворота;

? - угол поворота стрелы экскаватора, рад;

Nmax - мощность поворотного двигателя экскаватора, Вт.

Момент инерции для одноковшового экскаватора:

I=1/15•G_э^(5/3)=1/15•?338000?^(5/3)=109337693,49 кгЧмЧс^2

где Gэ - масса экскаватора, кг.

Время разгрузки:

?t'?_разг=1,5•(t_1+t_2)=1,5•(0,0069+0,0042)=0,0167ч

где t1 - время подъема платформы, ч;

t2 - время опускания платформы, ч.

Время ожидания погрузки - разгрузки:

t_(ож п-р)=?0,5(t?_пог+t_разг)=0,5•(0,0382+0,0279)=0,03305 ч

Время эксплуатационных простоев:



? t?_(пр.др)=?0,5•t?_(ож п-р)=0,5•0,03305=0,0165 ч

Т_пр=0,0382+0,0279+0,03305+0,0165 =0,116 ч

Расчет часовых переменных затрат для самосвала второго маршрута

Часовые переменные затраты (показаны на примере участка Б2, уклон 2%, при скорости самосвала 1 км/ч):

З_пер=З_т+З_см+З_ш+З_(то,р)

где Зт , Зсм, Зш, Зто,р - часовые затраты на топливо, смазочные материалы, шины и ТО и ТР автомобилей, соответственно, у.е./ч.

Затраты на топливо:

З_т=G_т•Ц_т=158,12·0,17=26,88 у.е./ч

где Gт - часовой расход топлива, л/ч;

Цт - цена единицы топлива, у.е.

Если автомобиль движется в тяговом режиме, т. е. (f + i) ? 0, тогда часовой расход топлива определяют из уравнения топливного баланса:

Для участка Б2, уклон 7 %, скорость самосвала 1 км/ч.:

G_т=3.6/(г_т•Н_u )•(N_тд+N_мд+N_эд+N_тр+g(f+i)•(G_a+q•г)•V_т+kF/1000•V_тв^3)

G_т=3.6/(0,835•42,44) •(1057+129+100+260+9,81·(0,03+0,02) (67,5+80•0,99)•1/3,6+13,35/1000 ? · 4,26?^3 )=158,12 л/ч

где ?т - плотность дизельного топлива, кг/л;

Hи - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

Nтд -термодинамические потери мощности в двигателе, кВт;

Nмд - механические потери мощности в двигателе, кВт;

Nэд - эксплуатационные потери мощности в двигателе, кВт;

Nтр - потери мощности в трансмиссии, кВт;

f - коэффициент сопротивления качению;

i- продольный уклон дороги, %;

Vт - техническая скорость автомобиля, м/с;

kF - фактор обтекаемости автомобиля;

Vтв - геометрическая сумма векторов скорости ветра и скорости автомобиля, м/с.

Если автомобиль движется в тормозном режиме, т.е. (f+i)<0, то часовой расход топлива рассчитывается:

G_т=3.6/(г_т•Н_u )•(N_тд+N_мд+N_эд)

Затраты на смазочные материалы:

З_см=G_т·(q_мот Ц_мот+q_тр Ц_тр+q_сп Ц_сп+q_пл Ц_пл)

З_см=158,12·(0,045•0,83+0,007•1+0,016•1,67+0,003•1,33)=11,87 у.е./ч

Затраты на шины:

? З?_ш=(?(100•G?_(ш.норм)•Ц_ш))/(102,3-0,149•H-V_т (0,105-0,08•H))

где Gш.норм - нормативное значение часового расхода шин, у.е./ч;

Цш - стоимость одной шины, у.е.

? G?_(ш.норм)=(l_cc•n)/(c•t_см•L_н )=(23,5•6)/(2•12•45000)=0,00013 (у.е.)/ч

? З?_ш=(100•0,00013•5413)/(102,3-0,149•5-1•(0,105-0,08•5))= 0,699 у.е./ч

где Lн - средний нормативный ресурс шины, км;

n - количество шин на автомобиле;

lсс - среднесуточный пробег автомобиля, км;

c - число смен работы автомобиля;

tсм - продолжительность одной смены, ч.

? l?_cc=x•l_об•с=2,26 •5,2•2=23,5 км

где x - количество ездок автосамосвала;

lоб - длина оборота, км.

x=t_см/Т_дв =12/5,316=2,26

где Tдв - время движения автосамосвала за один рейс, ч.

Т_дв=l_об/V_т +T_пр=5,2/1+0,116=5,316 ч

Затраты на ТО и ТР автомобилей:

З_(то,р)=(З_(то,р)^пост)/(1/V_т +Т_пр/l_eг )+(100•З_р^м)/((1/V_т +Т_пр/l_e )(101,2+0,01Н+V_т (0,038+0,084·Н))

З_(то,р)=(0,1043+0,1179)/(1/1+0,116/2,6)+(100•0,0492)/(1/1+0,116/5,2)(101,2+0,01•5+1·(0,038+0,084•5)=0,264 у.е./ч

где Тпр - время простоя автомобиля, ч;

Vт - техническая скорость автомобиля, км/ч;

lе - общая длина ездки автомобиля, км.

Тогда часовые переменные затраты равны:

З_пер=26,88+11,87+0,699+0,264 =39,711 у.е./ч

Расчет постоянных часовых затрат:

З_пост=?ЗП?_вод+НР

НР = 3,35% •З_пер =0,0335 •39,711 = 1,33

?где ЗП?_вод=7,22 у.е/ч

З_пост=7,22+1,33=8,552 у.е./ч

Расчет максимальной прибыли от перевозочного процесса.

Расчет приведен на примере участка Б2 при скорости 10 км/ч, остальные расчеты сведены в таблицы в приложении.

П=Т•(W_T•Ц_пи-З_пер-З_пост-З_(п-р)•W_т-З_д•l_ег•W_т)

где Зп-р - затраты на погрузочно-разгрузочные работы, у.е.;

Зд -затраты на содержание дорог, у.е.;

lег - длина ездки с грузом, км;

Wт - производительность, т/ч.

T - рассматриваемый промежуток времени, ч.

Цпи - стоимость полезного ископаемого, у.е.

Производительность для Б2, V= 10 км/ч

W_т=(q•г)/(l_ег/(V_т•в)+Т_пр )=(80·0,99)/(2,6/(10•0,5)+0,116)=68,512 т?ч

Где lег - длина ездки с грузом, км;

? - коэффициент использования пробега автомобиля;

Тпр - время простоя автомобиля за одну ездку, ч;

Vт - техническая скорость автомобиля, км/ч.

Прибыль для участка Б2, при V= 10 км/ч

П=1•(68,512 •4-49,117-8,687-68,512 •0,016 -0,29•2,6·68,512 )=111,65 у.е

Расчет скоростных ограничений для автосамосвала второго маршрута.

Максимально возможную скорость движения автосамосвала на подъем рассчитывают при условии, если f+ i ? 0. Максимально возможную скорость движения на подъем определяют из уравнения мощностного баланса:

Для участка Б2, i= 2 %, при Vi опт=31 км/ч.

N_emax•?_тр=(G_a+q?)•g•(f+i)•V_т+kF/1000 V_тв^3

809•0,8=(67,5+80·0,99)•9,81•(0,03+0,02)•31/3,6+13,35/1000 ?·6,1?^3

647,2>633,97 - условие выполняется верно

где Nе max - максимальная мощность двигателя, кВт;

?тр - КПД трансмиссии;

Gа - масса автомобиля, т;

q - грузоподъемность автомобиля, т;

? - коэффициент использования грузоподъемности;

f - коэффициент сопротивления качению;

i - продольный уклон дороги;

kF - фактор обтекаемости автомобиля.

Допустимая скорость на спуске:



V_Д=g(М_т/r_к •?+ (G_a+qг)•f•(1-?)-(G_a+qг)•i) /(G_a+qг)+ v(t_n^2+(2(G_a+qг)(l_в-l_з))/g(М_т/r_к •?+(G_a+qг)•f•(1-?)-(G_a+qг)•i) )/(G_a+qг)

где Мт - тормозной момент, кгЧм;

? - коэффициент, определяющий степень проскальзывания колес;

rк - радиус колеса, м;

tп - предтормозное время, с.

Рассчитаем допустимую скорость на спуске для участка Б2, уклон 2% :

V_Д=[9,81(148180/1,59•0,7+(67500+0)•0,03•(1-0,7)-(67500+0)•0,02)/(67500+0)++

v(?0,5?^2+ (2·(67500+0)·(100-10,25))/ (9,81(148180/1,59•0,7+(67500+0)•0,03•(1-0,7) -(67500+0)•0,02)))/67500] Ч3,6 =33,74 км/ч

где Мт - тормозной момент, кгЧм;

? - коэффициент, определяющий степень проскальзывания колес;

rк - радиус колеса, м;

tп - предтормозное время, с.

Допустимая скорость движения автосамосвала по условию нагрева передних шин:

V_ДП=1/((4,66(К_т+0,5г))/((t_шд-38,4-0,6•t_c)(K_т+0,5))-Т_пр/l_e )

V_ДП=1/((4,66(0,46+0,5•0,99))/((110-38,4+0,6•0,4)(0,46+0,5))-0,116/5,2)=23,66 км/ч

Допустимая скорость движения автосамосвала по условию нагрева задних шин:

V_ДЗ=1/((4,51(К_т+0,5г))/((t_шд-22,5-0,6•t_c)(K_т+0,5))-Т_пр/l_e )

V_ДЗ=1/((4,51(0,43+0,5•0,99))/((110-22,5+0,6•0,4)(0,43+0,5))-0,116/5,2)=34,66 км/ч

где tшд = 110 °С - допустимая температура нагрева шин;

tc -температура окружающей среды, °С. (Принимаем -0,4°С)

Kт = Ga/(Ga+qф)= 67,5/(67,5+(80·0,99))=0,46

Допустимая скорость движения автосамосвала при прохождении поворотов:

V_(R max)=3.6v(gR(ц±i_в))

где iв - уклон виража;

? - коэффициент сцепления.

Рассчитаем ограничение скорости на повороте для участка Б7:

V_(R max)=3,6v(9,81•25 (0,05+0,0075))=13,5 км/ч

V_(R max)=3,6v(9,81•25 (0,05-0,0075))=11,6 км/ч



4. Расчет парка автосамосвалов

4.1 Маршрут 1

В таблице 6 приведены данные для расчета времени одного оборота рейса.

Расчет времени рейса:

T_об=?-l_i/(k_c•V_pi )+?-?l_i/(k_c•V_xi )+Т_пр ?

где li - длина i -го элемента профиля, км;

vрi ,vхi - техническая скорость движения по i -му элементу профиля при прямом и обратном направлении движения, км/ч;

kс - коэффициент скорости, учитывающий снижение технической скорости движения по различным причинам (0,75-0,9) Принимаем kс равным 0,85;

Тпр - время простоя в течение одного рейса или продолжительность концевых операций, мин. (Принимаем Тпр расчетное значение для первого маршрута равное 0,14 ч).

Рабочее число рейсовых автосамосвалов для обслуживания i -го пункта погрузки:

n_рейс=(Q_см•k•T_об)/(q_ф•t_см•k_в )=(7222,2•1,3•0,31)/(170·0,89•12•0,9) =1,78?2

где Qсм - сменная производительность пункта погрузки, т/смену;

k - коэффициент неравномерности работы погрузочного пункта;

qф - фактическая грузоподъемность автосамосвала, т;

kв - коэффициент использования сменного времени.

Инвентарный парк (списочное количество) автосамосвалов:

n_инв=k_инв•n_рейс=1,3•2=2,6?3 (4.3)

где kинв - коэффициент инвентарности, учитывающий резервные машины и машины, находящиеся в ремонте.

Расчет максимально возможного числа автосамосвалов, работающих с одним экскаватором:

n_max=T_об/t_погр -1=0,31/0,02896-1=9,7?10 (4.4)

где tпогр - время погрузки автосамосвала, ч.

4.2 Маршрут 2

Расчет времени рейса:

T_об=?-l_i/(k_c•V_pi )+?-?l_i/(k_c•V_xi )+Т_пр ? (4.5)

где li - длина i -го элемента профиля, км;

vрi ,vхi - техническая скорость движения по i -му элементу профиля при рабочем и холостом ходе, км/ч;

kс - коэффициент скорости, учитывающий снижение технической скорости движения по различным причинам (0,75-0,9) Принимаем kс равным 0,85

Тпр - время простоя в течение одного рейса или продолжительность концевых операций, мин. (Тпр расчетное значение для второго маршрута равно 0,116 ч.).

Рабочее число рейсовых автосамосвалов для обслуживания i -го пункта погрузки:

n_рейс=(Q_см•k•T_об)/(q_ф•t_см•k_в )=(2500•1,3•0,447)/(80·0,99•12•0,9)=1,69?2

где Qсм - сменная производительность пункта погрузки, т/смену;

k - коэффициент неравномерности работы погрузочного пункта;

qф - фактическая грузоподъемность автосамосвала, т;

kв - коэффициент использования сменного времени.

Инвентарный парк (списочное количество) автосамосвалов:

n_инв=k_инв•n_рейс=1,3•2=2,6?3

где kинв - коэффициент инвентарности, учитывающий резервные машины и машины, находящиеся в ремонте.

Расчет максимально возможного числа автосамосвалов, работающих с одним экскаватором:

n_max=T_об/t_погр -1=0,447/0,0382-1=10,7?11

где tпогр - время погрузки автосамосвала, ч.

Размещено на Allbest.ru

...