Опубликовано: 1 Август 2017 04:33:05

Транспортные расчеты

На сегодняшний день транспорт грунта является одним из отстающих участков на фронте механизации земляных работ, тормозящим развитие стахановской работы экскаваторщиков. Плохая работа транспорта (задержка в подаче подвижного состава под погрузку, плохое состояние путей, не позволяющее развивать установленные Техническими условиями скорости движения или приводящее к частым сходам составов с рельсов, плохое состояние подвижного состава и т. д.) сильно снижает производительность работы экскаватора, а в некоторых случаях может привести к полной дезорганизации работ.

Главнейшими задачами организации транспорта грунта являются:

1) правильный выбор типа транспорта, обеспечивающего наибольшую производительность экскаватора и наименьшую стоимость перевозки грунта;
2) обеспечение таких условий погрузки и выгрузки грунта, которые давали бы возможность расходовать на эти операции наименьшее количество времени и совершать наибольшее количество рейсов подвижного состава;
3) проектирование таких схем путей или дорог, которые доводили бы до минимума потерю времени при смене составов (отвод груженого и подача порожнего), на ожидание на разъездах пропуска встречных поездов или повозок и т. д.;
4) обеспечение исправности подвижного состава и хорошая постановка ухода за ним, ремонт и снабжение запасными частями, топливом и т. д.;
5) введение диспетчеризации, т. е. постоянного регулирования транспортных операций (а также увязка этих операций с работой в забое и на отвале) специальным агентом, на обязанности которого лежит наблюдение за выполнением запроектированного плана движения поездов или повозок и принятия срочных мер к устранению встретившихся в процессе работы заминок или нарушений графика работ.

Рассмотрим решение основных из этих задач, обеспечивающее наилучшую работу транспорта.

После того, как намечен вид транспорта, необходимо расчетом определить количество транспортных средств (состав и число поездов, число повозок, автомобилей) для обеспечения максимальной производительности экскаватора.

Прежде всего, приступают к расчету количества транспортных средств, обслуживающих землеройный снаряд.

Для максимального использования землеройного снаряда необходимо иметь достаточное число транспортных единиц 1*. Определение потребного количества транспортных единиц (составов) производится по следующей формуле:
1* Под транспортной единицей мы понимаем или отдельно работающую повозку (вагон, транспортные прицепы и т. д.)
N = 1 + 2l : v х 60 + t2 + t3 : t1
Где
N – число составов;
l – дальность возки грунта в км;
t1 – время погрузки одного состава в мин;
t2 – время разгрузки одного состава в мин;
t3 – время остановок на разъездах и станциях в мин;
v – средняя скорость перемещения в обоих направлениях в км/час.

Величины l и v принимаются по Проекту организации работ в зависимости от рода и состояния путей и типа транспортных средств. Время погрузки состава t1 определяется по формуле:
T1 =Е : П х 60 + t4
Где
t4 – время на передвижки экскаватора в мин;
Е – объем грунта в плотном теле в одном составе;
П – часовая производительность экскаватора за время чистой экскавации (считая грунт в плотном теле).

Е = n х е х Кр.п х Кн.п.

Где
n – число транспортных единиц (повозок) в составе;
е – геометрический объем одной повозки в м3;
Кр.п – коэффициент разрыхления грунта в кузове повозки;
К н.п – коэффициент наполнения кузова повозки.

Значения коэффициентов разрыхления грунта в повозке и коэффициентов
наполнений кузова повозки даны в табл. 67.

Таблица. 67.Коэффициенты разрыхления грунта и наполнения кузова повозки.

Коэффициентом разрыхления грунта в кузове повозки называется отношение объема грунта в плотном теле к объему того же количества грунта в разрыхленном состоянии во время его нахождения в кузове повозки.

Коэффициентом наполнения кузова повозки называется отношение объема, занятого разрыхленным грунтом в кузове повозки, к геометрическому объему кузова.

Время разгрузки состава t2 рассчитывается по Единым нормам, а время t3 зависит от числа имеющихся разъездов и установленного графика движения, определяющего время, потребное на скрещивание поездов на разъездах.

Сила тяги всякого локомотива (паровоза, мотовоза, трактора, автомобиля) есть усилие, которое позволяет локомотиву с прицепленным к нему составом трогаться с места и двигаться по рельсам или полотну дороги, преодолевая сопротивления, возникающие при движении состава.

При движении состав испытывает следующие сопротивления:
а) основное сопротивление движению на горизонтальном участке пути, обозначаемое W0;
б) дополнительное сопротивление на подъемах Wi и кривых Wr. Основное сопротивление на прямом горизонтальном участке пути W0 складывается из сопротивлений, получающихся в результате трения осевых шеек в подшипниках, и трения колес о путь. Величина сопротивления зависит от скорости движения, веса движущейся машины, конструкции колеса, типа дороги и других факторов.

Величина сопротивления W0, Wi и др. определяется, исходя из значений «удельных» сопротивлений (w0) тел), выраженных в килограммах на тонну веса поезда.

Для ширококолейного и узкоколейного железнодорожного транспорта удельное сопротивление W0 обычно в основном зависит от скорости движения и определяется-для строительных путей следующими формулами.

1. Для паровоза широкой колеи:
W01 = (1.5 + 1.5v) х 1,5 кг/т
2. Для двухосных вагонов широкой колеи:
W02 = { 1.4 + (0.04 + 0.32 : q) х v} х1,5 кг/т
3. Для четырехосных вагонов широкой колеи:
W02 = v + 65 : 12 + 0,55q х 1,5 кг/т
4. Для паровозов узкой колеи:
W01 = (4.85 + 0.001 х v х 2) х 1,5кг/т
Для вагонов узкой колеи – 7 – 10 кг/т
В этих формулах:
v – принятая расчетная скорость движения локомотива или поезда в км/час;
q – вес груженного вагона в т.

При многочисленных перекладках и подъемках рельсовых путей, особенно часто имеющих место на отвалах грунта и в забое, в тех случаях, когда укладка пути производится недостаточно хорошо удельное сопротивление w0 достигает 8—10 кг/т.

Таблица 68.Удельное сопротивление w0 на безрельсовых дорогах в кг/т.

Приведенные в табл. 68 опытные данные дают величину общего «удельного», т. е. выраженного в килограммах на 1 т веса движущегося состава, сопротивления w0 для безрельсового транспорта.

На подъемах при движении поезда или повозки по наклонному пути возникает дополнительная сила сопротивления, зависящая от величины подъема. Дополнительное удельное сопротивление на подъемах Wi. на каждую тысячную долю подъема равняется 1 кг на 1 т веса состава. Например, при подъеме 0,006 дополнительное сопротивление от подъема составит 6 кг/т.

При проходе состава по кривым возникает также дополнительное удельное сопротивление от кривых, которое для широкой колеи определяется по формуле:
Wr = 750 : R
а для узкой колеи по формуле:
Wr – 400 : R
Где R – радиус кривой в м.

Ввиду того, что рельсовый путь представляет собой сочетание подъемов, кривых и горизонтальных участков, для расчета общего удельного сопротивления движению следует выбрать на продольном профиле пути такой именно участок, который представляет наибольшее сопротивление. Такими участками могут быть или крутые подъемы или подъемы, совпадающие с кривыми.

Поэтому потребная сила тяги Fк для движения состава определенного веса устанавливается величиной удельного сопротивления, умноженного на вес состава в тоннах, и выражается следующей формулой:
Fк = Qc (W0 + W1 +Wr),
Где:
Qс = вес состава с паровозом или транспортной единицы в т;
W0 – основное удельное сопротивление на прямых горизонтальных участках;
W1 – дополнительное удельное сопротивление на подъмах и спусках;
Wr – дополнительное удельное сопротивление на кривых.

Сопротивления на кривых и подъемах учитываются одновременно лишь в том случае, если подъем и кривая совпадают на том участке, для которого определяется потребная сила тяги. Расчет состава необходимо вести по наивыгоднейшему случаю, определяя сумму сопротивлений движению в такой точке участка пути, где они имеют наибольшее значение.

Вес состава, который может передвигаться по наибольшему имеющемуся на дороге подъему, определяется для всех видов транспорта по следующей упрощенной формуле:
Q = Fk : сумм х W – Р1.

Где
Q вес состава в т;
Fk – сила тяги паровоза или мотовоза в кг;
Сумма w всех видов удельных сопротивлений движению на труднейшем участке пути;
Р - собственный вес локомотива в т.

Пример 1. Определить предельный вес железнодорожного состава с паровозом широкой колеи серии ОВ. Предельный подъем 0,015, на подъеме имеется кривая радиуса 100 м.

Вес паровоза в рабочем состоянии — 53,2 т. Сила тяги на ободе колеса равна 10 200кг.

Определяем сумму w. сопротивления: 1) на подъеме: wi = 15 кг/т; 2) на кривой: wr = 750:100 = 7,5 кг/т основное удельное сопротивление принимаем w0 = 5 кг/т
3) основное удельное сопротивление принимаем w0 = 5 кг/т.

Тогда:
сигма w = 15 + 7,5 + 5 = 27,5 кг/т.

1 Уточненная формула Q = Fк – Р х (W10 + Iр) : w20 + ip
где Р – вес паровоза с тендером в т;
ip – расчетный подъем в тысячных.

Подставляя в приведенную выше формулу перечисленные данные, получим предельный вес состава:
Q = Fk : (W0 + W1) – P = 4450 : (140 + 30) – 10 = 16 т.