3. Визначимо середньозважену довжину відкатки та похил.

L = L₁ + L₂ = 3,6км.

і_ср = (і₁·L₁ + i₂·L₂)/L=4‰.

3. Визначаємо величину складу поїзда.

4.1. По умові зчеплення коліс з рейками.

Рушання порожнього потягу на похил.

Q_п=P·(1000·ψ_п/(ω′_п + і_р+110·a) – 1)= 80·(1000·0,24/(14 +5+110·0,03) – 1)=780,99 кН

де Qв – вага, кН; Р – зчепна вага електровоза, кН; ψ_п – розрахунковий коефіцієнт зчеплення колес при троганні електровозу, ψ_п = 0,24(з піском), при русі – 0,12; ω_п – опір руху порожнім сосудам, ω_п = 10 Н/кН, ω_в = 8 Н/кН – опір руху вантажної та порожньої вагонетки.

ω_в^′ = 1,4∙ω_в = 11,2 Н/кН.

ω_п^′ = 1,4∙ω_п = 14 Н/кН.

4.2. Переміщення порожнього потягу на похил

Q_п=P·(1000·ψ/(ω_п + і_р) – 1)= 80·(1000·0,12/(10 + 5) – 1)= 560 кН

4.3. Рушання завантаженого потягу на похил.

Q_в=P·(1000·ψ_п/(ω′_в + і_р+110·a) – 1)= 80·(1000·0,24/(11,2 +5+110·0,03) – 1)=904,62 кН

3. Визначення максимально допустимого потягу по гальмовій вазі електровозу. Зупинка через 20 м після початку гальмування по ПБ.

Q_в≤ P·(1000·ψ_т/( 110·a_т - ω′_в + і_р) – 1) = 80·(1000·0,12/(110·0,213 – 8 + 5) – 1) = 389,9 кН

a_т=V²_т/(2∙Lт) =2,92² /2·20 = 0,213 м/с² - гальмове прискорення.

Vт = Vв = 10,5 км/год = 2,92 м/с.

3. Визначаємо кількість вантажних та порожніх вагонеток.

6.1. Вибираємо з усіх отриманих значень Qв та Qп мінімальні їх значення.

Qвmin = 389,9кН (переміщення завантаженого потягу на похил)

Qпmin = 152 кН (потужність тягових двигунів)

• Кількість завантажених составів:

n_в = Q_вmin/G = 389,9/(16,2+21,5) = 10,34

• Кількість порожніх составів:

n_п = Q_пmin/Go = 152/21,5 = 7,06

Для подальшого розрахунку приймаємо состав з 6 .

Перевірка двигунів на нагрів за методом еквівалентних (середньоквадратичних) струмів.

Сутнсть перевірки: І_ек ≤ І_тр, тобто необхідно , щоб еквівалентний струм був менший тривалого, при якому двигун локомотива не перегрівається. Оскільки в нашому випадку L_св = 3,6км. > 1 км, то для розрахунку Іек використовуємо слідуючий метод:

I_екв=α·√((I_гр² ·Т_гр +I_пор² ·Т_пор )/(Т_дв +Θ))

де α – коефіцієнт, який враховує погіршення охолодження двигуна при зупинках та механічних операціях , α = 1,05;

I_гр ,I_пор – встановлені значення струмів при русі електровозу із завантаженим та порожнім составом, визначаються по технічній характеристиці двигунів.

Т_гр,Т_пор – час руху состава у вантажньому та порожньому напрямку.

Т_дв=Т_гр+Т_пор – тривалість одного рейсу.

Q= Q_п+Q_в+Q_з – сумарна тривалість зупинок електровозу,

Q_п = 2 хв – у білястволовому дворі,

Q_в = 2 хв – на дільниці,

Q_з = 4 хв – проміжні та додаткові зупинки.

Q = 2+2+4=8 хв.

8.1. Для того, щоб визначити І_гр, І_пор спочатку необхідно визначити сили тяги в установленому режимі, що приходяться на один двигун:

F_в= (1/n_дв)·(P + Q_в)·(ω_в – i_св)·10 ^–3 = (1/2)∙(80+188,5)∙(8 +5)∙10 ^–3 = 1,74 кН;

F_п= (1/n_дв)·(P + Q_п)·(ω_п + i_мах)·10 ^–3=(1/2)∙(80+152)∙(10-4)∙10 ^–3 = 0,7 кН.

де n_дв – кількість двигунів, які встановлені на локомотиві, n_дв = 2.

По електромеханічним характеристикам двигуна ДПТР – 12, який встановлений на АМ-8Д визначаємо: І_гр = 60 А, І_пор = 40 А.

Мал.9. Електромеханічні характеристики двигуна ДПТР – 12 .

8.2. Визначаємо швидкість руху у вантажному та порожньому напрямках.

Спочатку визначимо швидкість руху состава по фактору гальмування його на шляху 20м.

V_доп= k·√(1000∙P·ψ/(P+Q_в)+ω_в - i_мах ) = 2,7·√(1000∙80·0,12/(80 + 188,5) +8 – 5) = 16,8 км/год.

Конструктивна швидкість електровозу АМ-8Д дорівнює V_к= 13 км/год. Так як допустима швидкість по гальмуванню завантаженого состава на максимальному похилу більше конструктивної швидкості, то гальмування локомотива буде забезпечено на довжину 20м.

8.3. Визначаємо швидкості руху состава у вантажному та порожньому напрямках(по електромеханічним характеристикам двигунів): V_в=9.6 км/год, V_п=12 км/год.

8.4. Визначимо час руху потягу у вантажньому та порожньому напрямках:

Т_гр = 60·L /(0,75·V_в)=60·3,6/(0,75·9,6)= 30 хвил.

Т_пор = 60·L /(0,75·V_п)=60·3,6 /(0,75·12)=24 хвил.

Т_р = Т_гр + Т_пор = 54 хвил.

8.6. Визначимо еквівалентний струм:

I_екв ≤ 1,05·√ ((60²∙30+40²∙24)/(54+8))=49,6 А.

Тривалий струм двигуна ДПТР - 12 І_тр = 50 А. Умова I_єк< I_дл виконується.

9. Перевірка довжини потягу на вписування у лімітуючу виробку або розминовку.

Nmax.р =(lр – lе)/(lв+lсц)=(70-4,55)/(5,3+0,2)=11,9

де lр =70м. – довжина розминовки;

lе=4,55м. – довжина локомотива ;

lв=5,3м. – довжина вагонетки ;

lсц=0,2м. – відстань між буферами.

10. Визначимо необхідну кількість рейсів.

Оскільки електровіз забезпечує перевезення необхідної кількості матеріалів за один рейс, то необхідна кількість рейсів по перевезенню вантажу за зміну r_в = 2.

11. Визначимо можливу кількість рейсів у зміну.

r_можл =T₀ / (T_р +θ )= 330 / (35+8)= 7,67 рейсів.

T₀ = Т_зм -30 хв.=360-30= 330 хв – час роботи локомотива за одну зміну з урахуванням прийому-здачі зміни.

T_р = Т_гр + Т_пор = 35 хв – тривалість рейсу.

12. Визначимо необхідну кількість електровозів.

N = r / r_возм = 2/7,67=0,26 , тобто достатньо 1 електровоза.

13. Визначимо інвентарну кількість електровозів.

N_інв= N + N_р = 1 + 0= 1 шт.

де N_р - резервна кількість електровозів. При N = 0…3, N_р = 0.

14.Визначимо необхідну кількість акумуляторних батарей.

n_б= 2 ·N_інв + n_рез = 2·1+0=2 шт.

де n_рез – резервна кількість батарей ( 1 батарея на 10 працюючих).

15.Визначимо потрібну кількість зарядних столів:

n_ст=N_інв+(2÷4)=2+2=4 стола.

16.Визначимо продуктивність електровозу за зміну

Qе = r_возм · n_гр · G_л= 7,62·3·8,1=185,167 т/ зм.