Алматы 2014 almaty 2
Жақсылықов Қ.А. Мұңсызбай Т.М
жүктеу/скачать 37,51 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ГИБРИДТІ АВТОКӨЛІК ЖЕТЕГІН КОМПЬЮТЕРЛІК МОДЕЛДЕУ Аңдатпа.
- Түйін сөздер
- Компьютерное моделирования гибридного привода автомобиля Резюме.
- Ключевые слова
- ЭНЕРГОЗАТРАТЫ НА ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ПРИ ЭКСКАВАТОРНОМ ПОДЪЕМЕ ГОРНОЙ МАССЫ ИЗ КАРЬЕРА
Жақсылықов Қ.А. Мұңсызбай Т.М. Қ.И. Сәтбаев атындағы қазақ ұлттық техникалық университеті Алматы қ., Қазақстан Республикасы e-mail: zh.k_91@mail.ru ГИБРИДТІ АВТОКӨЛІК ЖЕТЕГІН КОМПЬЮТЕРЛІК МОДЕЛДЕУ
нашарлауы автокөліктерде пайдаланылатын қозғалтқыштардың отын үнемділігі мен экологиялық зиянсыздығын арттыруды талап етеді. Бұл мәселелерді шешуде компьютердік модельдеу экономикалық және уақыттық тұрғыдан тиімді болып саналады. Зерттеу жұмыстары барысында MATLAB бағдарламасында гибридті автокөліктің компьютерлік моделі құрастырылды. Алынған модель зерттелініп, жетекте пайдаланылатын қозғалтқыш түрлеріне қойылатын талаптар анықталынып, олардың оптималды жұмыс режимдері анықталынды. Газтурбиналық қозғалтқыш пен синхрондық машинаны үйлесімді пайдалану нәтижесінде оптималды технико-экономикалық нәтижелерге қол жеткізіледі.
1980-2000 жылдар аралығында әлемде біріншілік энергия ресурстарын пайдалану мөлшері 40 % артты. Қазіргі уақытта транспорт саласында әлемдік жалпы энергия мөлшерінің 25%, ал өндірілетін мұнай өнімдерінің 62 % тұтынылуда. Ал ол сарқылатын энергия ресурстарына жататындықтан, күннен-күнге артып бара жатқан сұранысты қанағаттандыру қиындық туғызуда. Сонымен қатар отынды тұтыну мөлшерінің артуына байланысты әлемнің ірі қалаларындағы экологиялық жағдай нашарлап барады. Осыған байланысты әлемнің көптеген елдерінде автокөліктердің атмосфераға шығаратын газдардың құрамының тазалығына қойылатын нормативті қатаң талаптар енгізілуде. Бұларға ең алдымен АҚШ, батыс Европа елдері мен Японияға қатысты. Қазақстандағы көлік ағынының тығыздығы жоғары. Алматы сияқты ірі қалаларда да аталған мәселелердің шешімін табу маңызды болып табылады. Автокөлік ағындарының қозғалысының үлкен тығыздығы бар қалаларда бұл қала ауасының тазалығына қатты әсер етеді. Себебі 1 кг бензинді жағу үшін 14.7 кг ауа немесе 2,9 кг оттегі қажет екені белгілі. Қаладағы автокөліктердің санын және бір тәуліктегі тұтынылатын жанармай мөлшерін ескерсек автокөліктердің атмосфераға тигізетін әсерінің шамасын бағалауға болады. Отынның тотығуы кезінде бөлінетін үлкен мөлшердегі газдардың салдарынан ғаламдық жылыну мәселесі де туындап отыр. Жоғарыдағы аталған мәселелерді шешу үшін автокөліктің отын үнемділігін жоғарылату және пайдаланылған газ құрамын тазарту ғаламшарымыздың тазалығы және болашақ ұрпақ үшін өте өзекті мәселе болып табылады. Автокөлік жеке автономды орын ауыстыратын құрылғы болып табылады. Сондықтан оның жетектеріне қойылатын басты талап оның масса-габариттік өлшемдерінің шағын болуы, динамикалық режимдерінде жеткілікті қуатты болуы, отын үнемділігі, сенімділігінің жоғары болуы. Автокөлік эксплуатациялық режимдерінде жол мен қоршаған орта жағдайларының өзгермелі болуына байланысты қозғалтқыштан қуат пен айналдырушы моменттің өте кең шектерде өзгеретін диапазонында жұмыс істеуге қабілетті болуы талап етіледі. Автокөлік қозғалысының технологиялық процесіне сәйкес орнынан қозғалу, жылдамдықты арттыру және тіркемемен қозғалу, биіктікке көтерілу сияқты жағдайларда қозғалтқыштан жоғары қуат талап етіледі. Ал бірқалыпты орташа жылдамдықпен қозғалыс кезінде қозғалтқыштан жүруге кедергі күшін жеңетін қуат болса жеткілікті. Сондықтан автокөлік қозғалтқышы өте үлкен шектерде өзгеретін қуат пен айналу жиілігінде тиімді жұмыс істеуге қабілетті болуы қажет. Технологиялық процеске қойылатын талаптарға байланысты тиімді қозғалтқыштың түрін анықтайық. Автокөлік орнынан қозғалғанда қозғалтқыштан тыныштық кедергісін жүруге кедергіні және жылдамдық алу кезіндегі инерциялық күштерді жеңуі қажет. Ал қозғалтқыштың айналу жиілігі аз болатындықтан, аз жиілікте жоғарғы айналдырушы моментке ие болуы қажет. Автокөліктің қозғалысына кедергі күштері аз және орташа жылдамдықтар кезінде аса жоғары емес және жылдамдықтың артуына байланысты артып отырады. Мысалы дөңгелектердің дөңгелеуге кедергі күштері 10-15 м/с жылдамдыққа дейін тұрақты деп есептеуге болады. Ал ауаның кедергі күштері жылдамдықтың квадратына пропорционалды артып отырады. Динамикалық режимдерде жетектеуші дөңгелектің шиналарының шеңберлік деформациясына байланысты шығындар орын алады т.б. Ал автокөліктің орныққан режимдеріндегі шығындар тек ауаның кедергі күші мен
198
дөңгелектердің дөңгелеуге кедергілерінің шығындарын жабуға жұмсалады. Автокөлік қозғалысына қоршаған орта мен жол жағдайлары да әсер етеді. Сондықтан автокөліктің аз айналу жиіліктегі режимдерінде жоғарғы айналдырушы момент талап етіледі. Бұндай қасиет газтурбиналық қозғалтқышқа тән болып табылады. Себебі ондағы айналдырушы моменттің шамасы газдың жылдамдығы мен турбинаның жылдамдығының айырымына пропорционалды болады. Турбинаның айналу жылдамдығы аз кезінде оның қалақшаларының сызықтық жылдамдығы да аз болады, осыған байланысты қалақшаларға ұрылған газдық жылдамдығы мен турбина қалақшаларының сызықтық жылдамдығының айырымы да үлкен болады. Бұл аз айналу жиілігі кезіндегі жоғары айналдырушы моментті қамтамасыз етеді. Турбинаның айналу жиілігі жоғарылаған сайын айналдырушы момент те азайып отырады. Ал автокөліктің орташа бірқалыпты қозғалысы кезінде қозғалтқыштан жоғары айналдырушы момент талап етілмейді. Сондықтан бұл режимдерде аз қуатты қозғалтқышты пайдаланған тиімді. Себебі орташа жылдамдықпен қозғалғанда одан үлкен қуат талап етілмейді және жиіліктік түрлендіргіш арқылы басқарылғанда айналу жиілігін әртүрлі жылдамдық кезінде тұрақты етіп ұстап тұруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар автокөліктің кинетикалық энергиясын генераторлық режимде аккумулятор батареяларына қайта жинақтауға болады. Бұл рекуперативтік тежелу арқылы ұйымдастырылады. Бұл автокөліктің отын үнемділігін жоғарылатылды. Сонымен автокөліктің қозғалтқышы ретінде әртүрлі эксплуатациялық режимдерге байланысты ә ртүрлі типті қозғалтқыштарды біріктіріп пайдалану максималды технико-экономикалық көрсеткіштерге қол еткізуге мүмкіндік береді. Қазіргі кездегі автокөліктерде жинақталған кинетикалық энергиялары тежеу жүйесінде қайтымсыз жылулық энергияға айналып кетеді. Сондықтан ол энергияны басқа бір жинақтаушы элементке сақтау автокөліктің отын үнемділігін жоғарылатуға мүмкіндік беретін еді. Қазіргі кездегі автокөлік жетектерінің гибридті сұлбаларында айтылған мәселелер шешімін тапты, Ол рекуперативтік тежелу арқасында энергияны басқа түрде сақтауға мүмкіндік береді. Бұған дейін энергияны механикалық энергия жинақтаушылар, яғни маховиктерге жинақтау әдісі қарастырылған болатын. Бірақ ол жүйелердің күрделі және масса- габариттік өлшемдерінің жоғарылылғына байланысты кең қолданыс таппады. Қазіргі кездегі гибридті жетектерде автоматты басқару жүйесімен басқарылатын электр машиналары арқылы автокөлікте жинақталған кинетикалық энергияны элекр энергиясына түрлендіріп сақтау ең оптималды нұсқа болып табылады. Автокөліктің эксплуотациялық режимдеріне байланысты қозғалтқышқа түсетін жүктеме өте үлкен ауқымда өзгереді, сондықтан іштен жану қозғалтқыштары бұл талаптарды толық қанағаттандыра алмайды. Осыған байланысты бірнеше түрлі қозғалтқыш түрі пайдаланылатын гибридті автокөліктер пайда болды. Гибридті жетекті автокөліктерді жобалау үлкен қаражат шығынын талап ететін жұмыстар болғандықтан, алдымен оны компьтерлік модельдеу арқылы жұмыс істеуге қабілеттілігін анықтау рационалды болып табылады. Студенттердің инновациялық зерттеу ұйымында газтурбиналық қозғалтқышты гибридті автокөліктің жетегі жобаланды. Осы жобада істелінген жұмыстар нәтижесі бойынша гибридті автокөліктің компьютерлік моделі құрастырылды. Компьютерлік модельде автокөлік қозғалысы келесі дифференциалдық теңдеу бойынша құрастырылды [1]. мұндағы - автомобилдің салыстырмалы айналмалы механизмдерінің массаларының кинетикалық энергиясының өзгерісін ескеретін коэффициент; – автомобиль массасы; – жетектеуші дөңгелектің айналдырушы моменті; – жетектеуші дөңгелектің радиусы; – еркін құлау үдеуі; – автомобиль дөңгелектерінің дөңгелеуге кедергісінің коэффициенті; –
автомобилдің қозғалу жазықтығы мен горизонталь арасындағы бұрыш; k
w - ауаның кедергі күшінің коэффициенті; – Мидель ауданы, шамамен автомобильдің фронталь бетінің ауданына тең, v
– автомобиль жылдамдығы. Ал газтурбиналық қозғалтқыштың математикалық моделі келесі өрнек бойынша құрастырылды [2]:
199
Мұндағы - газтурбиналық қозғалтқыштың айналдырушы моменті; – Газ тәріздес зат (ГТЗ)тың тығыздығы; – соплоның суммалы аудан қимасы; - ГТЗ-тың қозғалыс жылдамдығы; - турбинаның бұрыштық жылдамдығы; – турбина радиусы. Синхрондық машина мен жиіліктікі түрлендіргіш MATLAB бағдарламасының Simulink қосымшасындағы стандартты кітапханадан алынды. Жүйенің жалпы сұлбасы 1-суреттте көрсетілеген. Жасалған жүйеде басқару сигналдары ретінде газтурбиналық қозғалтқыш (ГТҚ) жану камерасындағы қысым қабылданды. Себебі ГТҚ қалақшаларына келіп ұратын газ жылдамдығы және оның уақыт бірлігіндегі турбинаға ұрылатын массасы жану камерасындағы қысымға байланысты. Осы арқылы автомобильдің үдеу қарқынын басқаруға болады. Сонымен қатар автомобильді тоқтату немесе жылдамдығын азайту үшін тежеуді басқару сигналы қажет. Ол синхрондық машинаны генераторлық режимге ауыстырып, рекуперативтік тежелуді ұйымдастыру арқылы автомобильдің жинақталған кинетикалық энергиясын қайта сақтауға мүмкіндік береді. Синхрондық машинаны басқару векторлық әдіс бойынша жүзеге асырылады. Синхрондық машинаға жиіліктік түрлендіргіш арқылы сол мезеттегі айналу жиілігіне сәйкес келетін жиіліктегі кернеу беріледі. Жиіліктік түрлендіргішті сиымдылығы 50 А/сағ және номиналды кернеуі 500 В болатын никель-металлогидридті (Ni-MH) аккумулятор батареялары қоректендіреді. Бұл батареяның да моделі Simulink кітапханасының стандартты блоктарынан алынды.
1-сурет. MATLAB бағдарламасының SIMULINK қосымшасында құрастырылған гибридті автомобильдің компьютерлік моделінің сұлбасы
200
2-суретте автокөлік жүргізушісінің басқару сигналдары көрсетілген. Суреттегі астыңғы график жану камерасындағы жанған газ өнімдерінің қысымы. Ол автокөлік жүргізушісі басқаратын жану камерасына берілетін отын көлемі арқылы реттеледі. Үстіңгі график тежеу сигналы. Оны автокөлік жүргізушісі тежеу педальі арқылы басқарады. Алдағы уақытта осы басқару сигналдарына сәйкес автомобиль мен оның элементтерінің реакцияларын бақылаймыз.
2-сурет. Жүргізушінің басқару сигналы
3-суретте автомобиль жылдамдығы мен үдеуінің өзгерісінің графиктері көрсетілген.
3-сурет. Автомобилдің жылдамдығы мен үдеуінің өзгерісі 4-суретте аккумулятор батареясының заряд деңгейінің өзгеру графигі көрсетілген. Графикке сәйкес тежелу режимдері кезінде рекуперативтік тежелу жүзеге асып, аккумулятор батареяларының зарядталуын бақылауға болады. Бұл автомобильдің жинақталған кинетикалық энергиясын қайта пайдалану арқылы шығындалатын пайдаланылатын жанармай мөлшерін үнемдеуге болатындығын көрсетеді. Компьютерлік модельдеу жұмыстары негізінде келесі нәтижелер алынды: - автомобиль қозғалысына кедергі күшінің үлкен бөлігі тек өтпелі режимдерде автомобиль массасының инерциялық күштеріне байланысты туындайды; - орташа жылдамдық және тұрақты жылдамдықпен қозғалыс кезінде автомобиль жетегінен үлкен қуат талап етілмейді; - Үлкен жылдамдықпен қозғалыс кезінде ауаның кедергі күшінің шамасы жоғары болады.
201
4-сурет. Аккумулятор батареясының заряд деңгейінің өзгерісі Осылардың негізінде ГТҚ пен синхронды машинадан тұратын жетек оптималды деп танылып, автомобильдің гибридті жетегінің функционалдық сұлбасы жобаланды. Кинематикалық сұлба бойынша газтурбиналық қозғалтқышты автомобильдің жылдамдық алуына, ал синхрондық машинаны тұрақты жылдамдықты ұстап тұру кезінде және автомобиль жылдамдығын азайту кезінде рекуперативтік тежелу арқылы аккумулятор батареясын зарядтауға пайдалану оптималды болып табылатындығы анықталды. Аз және орташа тұрақты жылдамдықпен қозғалыс кезінде автомобильдің тұрақты қозғалысына кедергі күшінің шамасы аз болғандықтан, қуаты аз синхрондық машинаны пайдалануға мүмкіндік береді. Зерттеу жұмыстарының нәтижесінде келесі қорытындылар анықталды: - Компьютерлік модельдеу нәтижелері автомобиль жұмысына ГТҚ және жиіліктік түрлендіргішпен басқарылатын синхрондық машиналы гибридті жетекті пайдаланудың жұмыс істеуге қабілеттілігін және тиімділігін растады. - Бұл жетекті пайдалану автомобилдің үнемділігін бірнеше есе жоғарылатып, атмосфераға шығарылатын зиянды заттар көлемін айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік береді. - Гибридті автомобильдің қазіргі жағдайы мен келешектегі дамуы тұрақты тенденциялы өсу мүмкіндігі бар құрылғылар жүйесі болып табылады.
Ә ДЕБИЕТ 1. В.П. Тарасик. Теория движения автомобиля. СПб.: – Петербург, 2006, 478 с. 2. Мунсызбай Т.М. Математическая модель газотурбинной установки, Материалы Международной научной конференции «Современные проблемы математики, информатики и управления» г. Алматы, 2008г. Стр.184-187.
Жаксылыков К.А. Мунсызбай Т.М. Компьютерное моделирования гибридного привода автомобиля Резюме. В результате исследования получена компьютерная модель гибридного привода, а также определены требования к двигателям. Компьютерная моделирование доказал работоспособность ГТД с синхронной машиной и сняты переходные процессы при динамических и статических режимах работы.
Zhaksylykov KA Munsyzbay TM Computer modeling of the vehicle's drive hybrids Resume. The study received a computer model of a hybrid drive, as well as the requirements to engines. Computer simulation proved rabotasposobnost GTE synchronous machine and removed the transition processes in dynamic and static modes.
202
УДК 622.271.002.5: 621.317.385 Желдиров А.П. студент, Шулбаева А.М. студент, Жантурин М.Ж. Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева г. Алматы, Республика Казахстан e-mail: zheldirov.askar@yandex.ru
и железнодорожный, дороги которых имеют малые уклоны, вследствие чего возрастают объемы горнокапитальных работ и размеры карьерного пространства. На крупных и глубоких карьерах при этом транспортные расходы могут составлять более 50% себестоимости добываемого полезного ископаемого. Применение нового способа транспортирования горной массы на поверхность карьера с помощью экскаваторов(драглайнов) может значительно снизить объемы горнокапитальных работ, уменьшает количество транспортных машин и улучшить экологическую ситуацию горного предприятия. В статье произведен сравнительный расчет энергии при транспортировании горной массы автомобильно- железнодорожным транспортом и драглайном. Данный способ транспортирования является сравнительно новым и многие стороны этого процесса, в том числе его энергозатраты, остаются мало изученными. Выполнен расчет параметров и расход энергии при традиционном способе транспортирования и при использовании драглайна для подъема горной массы.
Себестоимость добычи полезных ископаемых, главным образом, зависит от применяемых видов транспорта для вывоза горной массы из карьера. Применение транспортных средств в различных сочетаниях связано с созданием нескольких перегрузочных пунктов в рабочей зоне карьера, как правило, громоздких и металлоемких сооружений, что существенно увеличивает парк погрузочной техники, негативно сказывается на размерах карьерного пространства и экологической ситуации. Традиционным видом транспорта на крупных и глубоких карьерах является комбинированный автомобильно-железнодорожный транспорт. Большегрузными автосамосвалами горная масса перевозится с близлежащих горизонтов на концентрационные, где перегружается в средства железнодорожного транспорта. При этом, малые уклоны автомобильных и железнодорожных путей приводят к увеличению длины дорог и парка средств транспорта. Для внутрикарьерного транспортирования горной массы представляет интерес способ[1], включающий выемку и погрузку горной массы в транспортные сосуды(контейнера, кузова автомобилей или вагонов) и их подъем на верхние горизонты или поверхность карьера драглайнами, которые вместо ковша оборудуются крюками. Обратная подача порожних контейнеров на нижние горизонты производится теми же драглайнами. Схема подъема горной массы драглайном из забоев четырех двадцатиметровых уступов разного уровня на верхний уступ, в котором имеются транспортные коммуникации для ее дальнейшей перевозки железнодорожным транспортом приведена на рисунке 1: 1,2,3 и 4 – рабочие площадки уступов; 5 – драглайн; 6 – автосамосвалы; 7 – железнодорожные пути; 8 – экскаватор; 9 – контейнер. Произведем расчет энергии на транспортирование двух вариантов подъема горной массы из карьера на поверхность: автомобильно-железнодорожного и предлагаемого – с помощью драглайнов для условий карьеров различной производительности и глубины. Данный способ транспортирования является новым и многие стороны этого процесса, в том числе его энергозатраты, являются мало изученными. Автосамосвалами горная масса перевозится на перегрузочные склады с близлежащих нижн6их горизонтов. Эксплуатационная производительность автосамосвала в смену
Q
= Т см ∙q∙k в /t
ц
где Т см –продолжительность рабочей смены; q – грузоподъемность автосамосвала; k в – коэффициент использования сменного времени 203
Расчетный расход топлива за рейс определяется по значениям длины L транспортирования и высоты Н подъема горной массы, грузоподъемности q и коэффициента k т тары автомобиля, удельного основного сопротивления движению по формуле [2]
Q р.т. =0,78[(1+2k т )L∙ω/1000+Η(1+k т )/1000]∙ q
Фактический расход топлива на 100км пробега Q ф =Q р ∙100/2L∙k з ∙k г ∙k м , где k
з ,k г и k м – коэффициенты, учитывающие расход топлива соответственно в зимнее время, на гаражные нужды и маневры Средний расход топлива автосамосвала за сутки
Q
= Q ф ∙ L пр /100
Рабочий парк автосамосвалов определяется как отношение суточной производительности Q сут карьера к эксплуатационной производительности Q см автомобиля
N
= Q сут
∙k н /Q см ∙n см Расход топлива рабочего парка автосамосвалов за сутки
Р.П. = Q
т.см ∙ N
p
С перегрузочных пунктов горная масса железнодорожным транспортом доставляется на поверхность карьера. Рабочий парк локомотивов N р
сут ∙Т р ∙k н /Т сут ∙n∙q
в
Расход электроэнергии на движение поезда определяется его суммированием по отдельным элементам профиля
А
=ΣІ ί ∙t ί ∙U cр /1000,
где І ί, t ί – соответственно потребляемые токи и время движения по отдельным элементам профиля пути,
U ср – средняя величина напряжения в контактной сети. Рисунок 1. Схема подъема горной массы драглайном
204
Значение тока можно определить по электромеханической характеристике электровоза. Для этого необходимо рассчитать силу тяги локомотива на отдельных элементах профиля трассы по формуле F = P(ω
о ' ± g∙ί) + (ω о " ± g∙ί), где Р и Q –сцепная масса локомотива и прицепная масса поезда соответственно ; ω о
и ω о " – удельные основные сопротивления движению локомотива и вагонов соответственно; ί – уклон железнодорожного пути. Общий расход электроэнергии за один оборот локомотивосостава А общ
складывается из расхода на движение А дв , на собственные нужды электровоза А с и маневровую работу А ман .
А п.л. =A общ
∙ Тсут∙N р /T p
Груженые контейнеры драглайнами поднимаются на поверхность карьера. Необходимое число последовательно устанавливаемых драглайнов для подъема горной массы на поверхность при глубине карьера Н к и высоте Н п подъема одного драглайна
N
=Н к /Н под
Продолжительность подъема горной массы с нижнего горизонта до поверхности карьера будет складываться из прицепа контейнера к крюку стрелы драглайна , подъема на высоту четырех уступов, установки контейнера на рабочую площадку, его отцепки от первого драглайна, прицепки к следующему драглайну и так до подъема на поверхность. Продолжительность цикла состоит из времени подъема груженого и опускания порожнего контейнера и времени на прицепку и отцепки к каждому из драглайнов экскаваторного подъемника.Исходя из паспортных значений времени цикла драглайна и предполагаемого времени на прицепку и отцепку контейнеров можно принять продолжительность цикла одного подъема t ц =1мин. Годовая эксплуатационная производительность экскаваторного подъем-ника составит
Q э =q э ∙60∙k г ·k в ·Т сут ∙n дн ·γ/t ц.э ·k
р ·(t
р +t п ),
где q э – масса груза на крюке стрелы драглайна. Необходимое число экскаваторных подъемников определяется годовой производительностью Q э карьера N э.п. =А год
/Q э
Для определения расхода электроэнергии экскаваторного подъемника необходимо произвести расчет средневзвешенной мощности двигателей механизмов подъема и тяги драглайна [3]. Мощность двигателя механизма подъема при отрыве груженого контейнера от земли при длительности t от
N п =k ί ∙Ѕ ί ∙v ί /η ί =1∙(1,5-1,7)∙G к+г ∙v
/η п
где Ѕ – усилие в подъемном канате; G к+г
– вес контейнера с грузом. Мощность двигателя механизма подъема за время t р поворота платформы к месту разгрузки N п ' = k
ί ∙Ѕ п ' ∙v п /η п
Мощность двигателя подъема за время поворота t с с порожним контейнером к месту стоянки драглайна N п '' = k
ί ∙Ѕ п '' ∙v п /η п
Средневзвешенная мощность двигателя подъема
N
= N п ∙t от + N
п ' ∙ t р + N
п '' ∙ / t от + t
р + t
с
Для вычисления моментов инерции вращающихся частей экскаватора в соответствии с рекомендациями определяем: ширину L ш , длину L д и R
п.с массу m
пл платформы; радиус задней стенки R з.c
; радиус пяты стрелы; массу стрелы с блоками m стр.
205
Вычислив моменты инерции поворотной платформы J пл , стрелы J стр с блоками и контейнера с грузом J к+г
и без груза J к относительно оси ее вращения определим суммарный момент инерции вращающихся частей экскаватора при повороте с груженым и порожним контейнером J г = J пл + J стр + J
J п = J
пл + J
стр + J
к
Средневзвешенная мощность двигателей поворотного механизма N пов(св) =( J г + J п )ω пл 2 /t в
Общая средневзвешенная мощность двигателей механизмов подъема и поворота за цикл работы экскаватора N общ = N п(св)
+ N пов(св)
Cуточный расход электроэнергии экскаватора(драглайна) А э. = N общ ∙T сут ∙k в
Суточный расход электроэнергии экскаваторного подъемника А э.п.
=N э.п.
∙А э.
Для сопоставления тепловой энергии, потребляемой автотранспортом и электрической энергии, расходуемые железнодорожным транспортом и драглайнами переведем их в условное топливо (у.т.) [4]. Результаты расчетов для железорудного карьера типа Качарского годовой производительностью 10млн.т и глубиной 400м, входящего в состав Соколовско-Сарбайского горнообогатительного производственного объединения_(ССГПО) представлены в таблице. Таблица-1 Результаты расчетов потребления условного топлива
Автотранспорт Ж/д транспорт Экскават. подъем
Q, млн. т H, м N р кг у.т.
N р кг у.т. N р кг у.т.
7 10932
4 4629
10 61543
10 400
1 1562 1 1240
1 6154
В нижней строке таблицы приведены значения условного топлива, потребляемые автосамосвалом БелАЗ-75570 грузоподъемностью 90т, локомотивным составом грузоподъемностью 1050т и драглайном ЭШ40/100 при одном подъеме на высоту 80м. При использовании одного драглайна происходит сокращение средней длины транспортирования автотранспорта на 40-50% и перенос железнодорожных путей на высоту четырех уступов (порядка 80м), что влечет за собой уменьшение их длины, следовательно, парков подвижных составов. Последовательная установка по высоте нескольких драглайнов позволит поднимать горную массу на поверхность без применения железнодорожного транспорта, что значительно снизит объем, стоимость горнокапитальных работ и размеров карьера. Однако, при этом, происходит повышение расхода энергии по сравнению с автомобильно-железнодорожным транспортом, особенно с увеличением числа экскаваторных подъемников и количества драглайнов в каждом из них. Предположительно, целесообразным является применение драглайнов в составе одного экскаваторного подъемника на высоту одного-трех подъемов в зависимости от производительности и глубины карьера. Обоснованный выбор транспорта следует производить на основе технико-экономических расчетов с учетом всех влияющих факторов, включая экологические и социальные.
ЛИТЕРАТУРА 1. Б.Р. Ракишев, Е.Б. Мухамеджанов, Г.К. Саменов. Нетрадиционный способ транспортирования горной массы с нижних горизонтов глубоких карьеров. Алматы: Сборник трудов ИГД «Научно-техническое обеспечение горного производства», 2007. – 144-150 с. 2. А.О. Спиваковский, М.Г. Потапов. Транспортные машины и комплексы открытых горных разработок. –М.: Недра, 1983. – 384с. 3. Р.Ю. Подэрни. Механическое оборудование карьеров. – М.: МГГУ, 2007. – 607с. 4. Абрамович Б.Н. Электропривод и электроснабжение горных предприятий. – СПб.: СПГГУ, 2004. – 84с.
206
Желдиров А.П.студент, Шулбаева А.М. студент, Жантурин М.Ж. жүктеу/скачать 37,51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|