ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТНЫХ РЕЖИМОВ ДВИЖЕНИЯ КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ

Буялич Г.Д.¹ , Фурман А.С.²

¹ Доктор технических наук, ² Аспирант, Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева

ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТНЫХ РЕЖИМОВ ДВИЖЕНИЯ КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ

Аннотация

Представлены результаты исследований скоростных режимов движения карьерных автосамосвалов по маршрутам. Установлены законы распределения скоростей движения в порожнем и груженом направлениях.

Ключевые слова: скорость движения, карьерные автосамосвалы, закон распределения скоростей.

Bujalich G.D.¹, Furman A. S.²

¹Doctor of Technical Sciences, ²Postgraduate student, Kuzbass State Technical University name T. F. Gorbachev

THE STUDY OF HIGH-SPEED MODES OF MOTION OF MINE DUMP

Abstract

Results of researches of high-speed modes of movement of career autodumpers on routes are presented. Laws of distribution of speeds of movement in empty and full directions are established.

Keywords: speed of movement, career autodumpers, the law of distribution of speeds.

Скорость движения автосамосвалов по карьерным дорогам зависит от множества факторов и, прежде всего, от удельной мощности двигателя, типа трансмиссии, качества дорожного полотна, продольного профиля дороги, условий безопасного движения и т.д. [1]

На допустимую скорость движения накладываются ограничения:

1.Максимально-возможная скорость преодоления автосамосвалом подъема определяется, во-первых, тягово-динамическими свойствами автосамосвала, а именно, удельной мощностью двигателя, приходящейся на одну тонну собственного веса автосамосвала, во-вторых, дорожными условиями, а именно, величинами продольного уклона и коэффициента сцепления, и, в-третьих, климатическими условиями, а именно, влажностью и температурами окружающего воздуха, от которых зависит, прежде всего, состояние опорной поверхности карьерной автодороги

2.Допустимая скорость движения автосамосвала при прохождении поворота определяется дорожными условиями, т.е. величиной сцепления колес с дорогой в поперечном направлении, величиной поперечного уклона автодороги, и продольным рельефом. В данном случае существуют два типа ограничений:

• по условию бокового скольжения автосамосвала:
• по условию ограниченной видимости

3.Допустимая скорость автосамосвала при движении на спуск определяется заданной величиной остановочного пути, который должен быть меньше расстояния видимости.

4.Допустимая скорость движения автосамосвала по условию нагрева шин.

Для выявления, характера распределения скоростных режимов движения карьерных автосамосвалов был поставлен эксперимент в условиях АО «Красный Брод» ОАО «Угольная компания «Кузбассразрезуголь». Испытанию подвергались автосамосвалы БелАЗ-75131 грузоподъемностью 130 т., перевозившие вскрышные породы на одном из маршрутов. Данный маршрут «Забой-Отвал-Забой» протяженностью 4200 м характеризуется различными величинами продольного уклона трассы (от 0 до 11%), одним поворотом (радиусом 140 м), дорожным покрытием переходного типа со средними значениями неровности от 5 до 10 см. Климатические условия умеренные.

В процессе проведения эксперимента проводились замеры скоростей движения автосамосвалов по маршруту методом фотометрической съемки через каждые 2 секунды. Было произведено более 3000 замеров.

Результаты измерений показывают большую вариацию значений мгновенной скорости в фиксированный момент времени и в заданной точке пространства. Это определяется стохастической природой транспортного процесса при влиянии на него большого числа факторов.

Наибольшее рассеивание значений скоростей наблюдается на ровных участках и при движении автосамосвалов на спуск. С увеличением крутизны спуска неравномерность движения возрастает. На подъемах движение более равномерное, значения ускорений на этих участках приближается к нулю.

На рисунках 1-4 представлены результаты статистической обработки экспериментальных данных.

Установлено, что закономерности изменения скорости движения карьер­ных автосамосвалов БелАЗ-75131 описываются гамма - распределе­нием. Такая ситуация характерна как при рассмотрении скоростных режимов движения автосамосвалов по всему маршруту, так и для груженого и порож­него направлений, взятых по отдельности. Однако при движении автосамосва­лов только на подъем проявляется бимодальное распределение скорости (рис.4).

Анализируя рисунки 2 и 3, видно, что разброс значений скорости при движении автосамосвалов на подъем меньше, чем при движении на спуск. Это обусловлено тем, что в первом случае влияние на распределение скорости оказывают тягово-скоростные свойства и техническое состояние автосамосвала, а во втором случае – человеческий фактор, то есть каждый водитель сам выбирает скоростной режим, руководствуясь условиями безопасности и личным опытом. Бимодальное распределение объясняется тем, что подъемы преодолеваются динамически. То есть непосредственно перед подъемом водитель увеличивает скорость движения и начинает подъем с высокой скоростью. В дальнейшем движении на подъем скорость автосамосвала снижается.

Рис. 1. Распределение скорости автосамосвалов при движении по всему маршруту.

Рис. 2. Распределение скорости автосамосвалов при движении в груженом состоянии.

Рис. 3. Распределение скорости автосамосвалов при движении в порожнем состоянии.

Рис. 4.  Распределение скорости движения автосамосвалов на подъеме.

Для обоснования достоверности статистических величин, полученных в результате обработки экспериментальных данных, была произведена оценка представительности выборки

Базовая формула для расчета [2]:

                                      (2.27)

где n - необходимый объем выборки; t - нормированное отклонение, соответствующее выбранному уровню доверительной вероятности, при уровне доверительной вероятности 99,9% t=3,3; t’ - нормированное отклонение, соответствующее оцениваемому проценту обеспеченности, при 85%-й обеспеченности t’=1,6; s - среднее квадратическое отклонение; D - абсолютная погрешность измерений, т.к. группирование результатов измерений по классам осуществляется с шагом 1 м/с, можно принять абсолютную погрешность, равную половине размерности класса, D=0,5 м/с [2].

Результаты оценки представительности выборки представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты оценки представительности выборки

Литература

1. Карьерный автотранспорт: состояние и перспективы./ П.Л. Мариев, А.А. Кулешов, А.Н. Егоров, И.В. Зырянов. - СПб.: Наука, 2004. – 429с.
2. Казарез А.Н., Кулешов А.А. Эксплуатация карьерных автосамосвалов с электромеханической трансмиссией. - М.: Недра, 1988. - 264 с.

References

1. Mariev P.L., Kuleshov A.A., Egorov A.N., Zyrjanov I.V. Kar'er-nyj avtotransport: sostojanie i perspektivy. [Career vehicles: status and prospects]. St. Peterburg.: “Science Publishers”, 2004. 429 p. (rus)
2. Kazarez A.N., Kuleshov A.A. Jekspluatacija kar'ernyh avtosamosvalov s jelektromehanicheskoj transmissiej. - M.: Nedra, 1988. - 264 s. (rus)