Главная | Обратная связь

Глава 2. Обоснование режимов движения автосамосвалов в карьере

Обоснование режимов движения автосамосвалов в карьере заключается в определении их технической скорости движения по различным участкам трассы. Значение технической скорости обуславливается несколькими факторами:

1. Тяговой способностью автосамосвала (обычно на стационарных дорогах в направлении подъёма).

2. Условиями безопасности при торможении (главным образом на стационарных горизонтальных дорогах и в направлении спуска).

3. Заносом машины (на криволинейных участках).

Скорость по тяговой способности автосамосвала на каждом участке трассы определяется по индивидуальным динамическим (тяговым) характеристикам конкретной модели машины.

2.1. Определение технической скорости движения (v_i.тяг) автосамосвала по тяговой способности.

Пример определения скорости машины по индивидуальной тяговой характеристике двухосного автосамосвала с гидромеханической трансмиссией Komatsu HD325-6 представлен на рис. 1.

Для получения сведений о способности преодолевать подъем, скорости передвижения, тяговом усилии автомобиля необходимо провести вертикальную линию в соответствии с массой автомобиля (А) и отметить точку (В) согласно общему сопротивлению (сумма сопротивления качению и сопротивления грунта). Затем, провести горизонтальную линию из (В), отметить точку (С), в которой линия пересекает кривую тягового усилия, и получить точку (Е), обозначающую значение тягового усилия. Для получения данных по скорости перемещения (D) необходимо провести вниз вертикальную линию из (С).

Например, при преодолении 8% уклона и значении сопротивления качению 5% автомобиль с полезной нагрузкой 32 т должен иметь тяговое усилие 8 тонн при скорости передвижения 15 км/ч на второй передней передаче.

Рисунок 1: Динамическая (тяговая) характеристика двухосного автосамосвала с гидромеханической трансмиссией Komatsu HD325-6

 

Пример определения скорости машины по индивидуальной тяговой характеристике двухосного автосамосвала с электромеханической трансмиссией Komatsu HD1200-1 представлен на рис. 2.

Рисунок 2: Динамическая (тяговая) характеристика двухосного автосамосвала с электромеханической трансмиссией Komatsu HD1200-1

2.2. Определение технической скорости движения (v_i.тор) автосамосвала по условию безопасности при торможении.

Предварительно необходимо определить скорость движения машины, обеспечиваемую тормозами-замедлителями. Для этого используют индивидуальные тормозные характеристики.

Пример определения скорости машины по индивидуальной тормозной характеристике двухосного автосамосвала с гидромеханической трансмиссией Komatsu HD325-6 представлен на рис. 3.

Например, предположительно общее сопротивление составляет 15% (сопротивление уклона –16% плюс сопротивление качению +1%) на графике для 1500 м. Сначала необходимо провести вертикальную линию из точки общей массы автомобиля (А), чтобы она пересекала изогнутую линию для общего сопротивления –15% (В). Из (В) необходимо провести горизонтальную линию налево до пересечения со ступенчатой кривой в точке (С). Наконец, необходимо провести вертикальную линию из (С) и получить точку (D), обозначающую максимальную скорость для безопасного спуска с уклона.

В данном случае автомобиль с полезной нагрузкой 32 т должен двигаться со скоростью приблизительно 22 км/ч на третьей передней передаче.

Рисунок 3: индивидуальная тормозная характеристика двухосного автосамосвала с гидромеханической трансмиссией Komatsu HD325-6

 

Пример определения скорости машины по индивидуальной тормозной характеристике двухосного автосамосвала с электромеханической трансмиссией Komatsu HD1200-1 представлен на рис. 4.

Рисунок 4: индивидуальная тормозная характеристика двухосного автосамосвала с электромеханической трансмиссией Komatsu HD1200-1

 

Отложив на верхней горизонтальной оси массу перевозимого груза (точка А), проводим вертикальную прямую до луча, соответствующего общему, удельному сопротивлению (точка В). Далее через точку В проводим горизонтальную прямую до пересечения с тормозными характеристиками (точки D и С). Соответствующие этим точкам скорости D´ и С´ обусловливают диапазон безопасных скоростей.

Полученные скорости движения автосамосвала по условию безопасности при торможении необходимо согласовать со значением скорости, исходя из следующего условия:

L_в ≥ L_т + L_м , (8)

где L_в – расстояние видимости, м; L_т – полный путь торможения автосамосвала, м; L_м – длина автосамосвала, м.

Расстояние видимости L_в принимается в пределах 30-60 м в зависимости от климатических и горно-геологических условий. При L_в < 20 м - движение запрещается (метели, бураны, туманы).

Полный путь торможения, м:

L_т = L_р.в + L_д.т , (9)

где L_р.в – путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя, м; L_д.т – путь действительного торможения автосамосвала, м.

Путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя, м:

L_р.в = 0,278 · v_i.тор · t_р , (10)

где v_i.тор – скорость движения автосамосвала, определённая по его тормозной характеристике для i-того участка транспортной бермы карьера, км/ч; t_р – время реакции водителя, равное 0,6÷0,7 с.

Путь действительного торможения автосамосвала, м:

L_д.т = 3,9 · v²_i.тор · (w₀ ± i + 1000 · φ_т), (11)

где w₀ – удельное основное сопротивление движению автосамосвала, Н/кН (численное значение w₀ определяется по табл. 2); i – уклон автодороги, ‰; φ_т – коэффициент сцепления колеса автосамосвала с дорогой, реализуемый при торможении; φ_т ≈ (0,7÷0,8)· φ, где φ – коэффициент сцепления колеса автосамосвала с дорогой (численное значение φ определяется по табл. 3).

Таблица 2 – Значение удельного основного сопротивления движению автосамосвала

Дороги	Покрытие	w0, Н/кН
Главные откаточные	Бетонное, асфальтобетонное, гудронизированное, брусчатка	15-20
Гравийное	25-30
Щебёночное	30-39
Забойные и отвальные дорожные проезды	Грунтовые укатанные проезды в забоях	40-80
Грунтовые укатанные проезды на отвалах	до 150
Грунтовые неукатанные проезды	250-300

Таблица 3 – Значение коэффициента сцепления колеса автосамосвала с дорогой

Дорожное покрытие	При сухом дорожном покрытии	При мокром дорожном покрытии	При загрязнённом дорожном покрытии
Постоянные дороги
Щебёночное с поверхностной обработкой покрытия	0,57-0,75	0,43-0,55	0,4
Асфальтовое покрытие	0,7	0,4	0,25
Асфальтобетонное и бетонное покрытие	0,7	0,45	0,3
Временные дороги
Забойные укатанные проезды	0,6	0,4-0,5	-
Отвальные укатанные проезды	0,4-0,58	0,2-0,34	-
Примечание: на дорогах, покрытых снегом, коэффициент сцепления снижается до 0,2-0,3; при гололёде – до 0,15-0,2.

 

Таким образом, из условия (8) определяется скорость v_i.тор автосамосвала, допустимая по условию безопасности по торможению.

Далее принятую скорость v_i.тор проверяем на возможность заноса автомашины на поворотах, т. е. должно соблюдаться условие:

v_i.тор ≤ v_i.зан ,(12)

где v_i.зан – максимально допустимая безопасная скорость движения автосамосвала на i-том поворотном участке дороги карьера, км/ч.

Скорость v_i.зан определяем по формуле, км:

, (13)

где f_ск – коэффициент бокового скольжения (f_ск = 0,3÷0,45); i_в - поперечный уклон виража (i_в = 0,02÷0,06); R – радиус кривой поворота автодороги, м; g – ускорение свободного падения, м/с².