Практична робота №9

Тема: розрахунок бункерної системи навантаження

Мета: навчитись розраховувати параметри бункерної системи навантаження залізничного рухомого складу

Об'єм|обсяг| бункера обчислюється за формулою:

, м³ (9.1)

де k_нв – коефіцієнт, що враховує надходження вантажу у бункер в процесі навантаження вагонів, k_нв = 0,8…0,9 (менші значення приймаються для більших партій вагонів).

n_нв – кількість вагонів, з якими виконуються вантажні операції |,,, ;

q_в – вантажопідйомність вагону, т;

φ_б – коефіцієнт заповнення бункера, φ_б = 0,8…0,9.

γ – об’ємна маса вантажу, т/м³.

Визначення розмірів бункерів здійснюється в залежності від заданої геометричної форми.

Об’єм бункера у формі відсіченої піраміди:

, м³ (9.2)

де h_б - висота відсіченої піраміди, м;

S₁ и S₂ - площа основ, м².

Об’єм бункера у формі відсіченого конусу (з радіусами верхньої та нижньої основ R₁ и R₂ та висотою h_б , м):

, м³ (9.3)

Місткість призмо-пірамідального бункеру, який складається з верхньої частини у формі паралелепіпеду та нижньої частини у вигляді відсіченої піраміди (рисунок 9.1,а), визначається за формулою:

м³ (9.4)

де А, В – розміри випускного отвору бункеру, м;

a, b – довжина та ширина бункера зверху, м;

h₁, h₂ – висота відповідно пірамідальної та призматичної частин бункера, м.

Об’єм бункеру циліндро-конічної форми, яка складається з циліндру у верхній частини та відсіченого конусу у нижній (рисунок 9.1, б), визначається за формулою:

м³ (9.5)

де R₁ – радіус циліндричної частини ємкості, м;

R₂ – радіус випускного отвору, м;

h₁, h₂ – висота відповідно конічної та циліндричної частин бункера, м.

а

а)

б)

) призмо-пірамідальний; б) циліндро-конічний.

Рисунок 9.1 - Бункери

Кути нахилу бокових стінок бункеру α_с, α_с1 та ребра α_р повинні бути перевірені на відсутність гальмування вантажу:

, (9.6)

, (9.7)

, (9.8)

, (9.9)

, (9.10)

де ƒ - коефіцієнт тертя вантажу по стінках бункеру. При русі вантажу по металевій поверхні можна приймати:

- для вугілля, щебеню, гравію, глини, землі ƒ = 0,75...0,80;

- для крейди, цементу, борошна, зерна ƒ = 0,60...0,75.

При русі вантажу по бетонним стінках бункерів вказані значення коефіцієнтів слід збільшувати на 15...20 % .

Для кускових сипких вантажів с типовим розміром кусків а’ найменший розмір випускного отвору бункера (ширина або діаметр) приймається за формулою (1.4).

Для дрібнокускових та порошкоподібних вантажів розміри випускних отворів приймають не менш 0,3...0,4 м (зазвичай 0,5...0,6 м).

Площа поперечного перерізу потоку вантажу з випускного отвору F визначається за наступними формулами.

При прямокутній формі випускного отвору:

, м² (9.11)

де та - відповідно довжина та ширина випускного отвору бункеру, м;

- розмір типового куска вантажу, м.

При круглій формі випускного отвору бункеру:

, м² (9.12)

де D - діаметр отвору бункеру, м.

Швидкість зсуву сипкого вантажу

, м/с (9.13)

де g – прискорення сили тяжіння, м/с²;

λ - коефіцієнт зсуву, який приймається:

- для поганосипких вантажів з підвищеним вмістом дрібних фракцій, пиловидних, вологих 0,2…0,25;

- сипких вантажів грубозернистих, кускових несортованих вантажів в сухому стані 0,25…0,5;

- добресипких вантажів, однорідних, сортованих, сухих, зернистих 0,55…0,65.

R - гідравлічний радіус, визначається за формулою:

, м (9.14)

де – периметр випускного отвору, м.

Необхідно перевірити отримане значення гідравлічного радіусу на виконання умови:

, мм (9.15)

де К – коефіцієнт, який враховує ступені плоскості вантажу і розташування випускного отвору, рівний 0,6…0,8.

При навантаженні групи вагонів однієї подачі одночасно через декілька бункерних люків з високою сумарною продуктивністю здійснюється безперервне пересування вагонів у процесі навантаження – «навантаження на ходу». У цих випадках час на навантаження визначається виходячи зі швидкості пересування вагонів маневровою лебідкою, за формулою:

, с (9.16)

де n_нв – кількість вагонів в групі;

l_в - середня довжина вагона по осям автозчеплень, м (у роботі приймається l_в =13,92 м);

v_л - швидкість руху троса маневрової лебідки, м/с. Тип маневрової лебідки вибирається за таблицею 9.1;

t_дод - витрати часу на виконання операцій кріплення та відчеплення троса маневрової лебідки, а також перетягування троса, коли сумарна довжина групи вагонів, які завантажуються, перевищує робочу довжину троса, приймається рівною 0,1 год.

Розраховане значення t_л необхідно перевірити на виконання умови:

, с (9.17)

У разі невиконання умови (9.17) необхідно збільшити розміри випускного отвору бункера.

Таблиця 9.1 - Технічні характеристики маневрових лебідок

Найменування характеристики	ТЛ-8Б	ЛЭМ-10	ЛЭМ-15
1.Швидкість навивки каната, м/с	0,035	0,06	0,06
3. Маса вантажу у вагонах, т	315	750	900
4. Канатоємність, м	220	250	250

Вихідні дані для розрахунків наведено у таблиці 9.2.

Таблиця 9.2 - Вихідні дані по варіантах

Варіант	Кількість вагонів, nнв	Вантаж/ обємна маса, т/м3	Форма бункера	Вантажо-підйомність вагону qв, т
1	2	кокс =0,5	циліндро-конічний	69
2	3		конічний	70
3	4		призмо-пірамідальний	71
4	1		пірамідальний	65
5	3		призмо-пірамідальний	72
6	2	вапно =0,6	циліндро-конічний	70
7	3		конічний	69
8	4		призмо-пірамідальний	70
9	1		пірамідальний	71
10	3		призмо-пірамідальний	65
11	2	крейда =1,4	циліндро-конічний	72
12	3		конічний	69
13	4		призмо-пірамідальний	69
14	1		пірамідальний	70
15	3		призмо-пірамідальний	71
16	2	вугілля =0,8	циліндро-конічний	65
17	3		конічний	72
18	4		призмо-пірамідальний	65
19	1		пірамідальний	72
20	3		призмо-пірамідальний	69
21	2	щебінь =1,9	циліндро-конічний	70
22	3		конічний	71
23	4		призмо-пірамідальний	65
24	1		пірамідальний	72
25	3		призмо-пірамідальний	69
26	3	вапно =0,6	циліндро-конічний	70
27	1		конічний	71
28	5		призмо-пірамідальний	65
29	2		пірамідальний	72
30	2		призмо-пірамідальний	70