147022 (Дорожно-строительные машины: экскаваторы), страница 2

Одноковшовые экскаваторы (их называют иногда экскаваторами цикличного действия) все операции по копанию грунта, его перемещению и выгрузке выполняют последовательно и циклично: сначала заполняют ковш грунтом, затем поворачивают загруженный ковш, в конце поворота выгружают грунт из ковша (в отвал или транспортные средства) и, наконец, возвращают порожний ковш в начальное положение для загрузки. Далее этот цикл операций повторяется.

Многоковшовые экскаваторы (их называют также экскаваторами непрерывного действия) выполняют все рабочие операции по копанию, перемещению и выгрузке грунта одновременно. Пока часть ковшей или ножей режет грунт, другие перемещают его, а третьи — выгружают. При работе этих машин нет ярко выраженного повторяющегося цикла рабочих операций.

Однаковшовые экскаваторы получили большее распространение в строительстве, чем многоковшовые, в связи с тем, что обладают большей универсальностью.

Универсальность – это способность экскаватора выполнять разнообразные земляные работы, начиная от сооружения траншей, котлованов, каналов и кончая отсыпкой насыпей и дамб, а также вести погрузочно-разгрузочные работы. Конечно, все это экскаватор может выполнять только с помощью различного сменного рабочего оборудования.

Расчет производительности

К основным факторам, влияющим на производительность экскаватора, относятся следующие:

• трудность разработки горной массы, которая оценивается категорией породы и ее состоянием. При разработке, например, влажной глинистой породы, которая налипает на ковш, уменьшается полезный объем последнего и увеличивается продолжительность цикла из-за более длительной разгрузки ковша. В зимних условиях плохо раздробленный мерзлый грунт также снижает коэффициент наполнения ковша;

• технические данные, состояние и надежность экскаватора;

• квалификация машиниста;

• качество забоя, оцениваемое его высотой, условиями подхода транспорта к месту погрузки, освещенностью;

организация работ, зависящая от достаточности транспортных средств, состояния дорог, своевременного снабжения топливом, энергией, запасными частями и т.п.

Настоящий стандарт распространяется на карьерные роторные экскаваторы для открытых горных работ и устанавливает единые методы определения расчетной теоретической, эффективной и эксплуатационной производительности, применяемые для сравнительной оценки технического уровня.

1. Максимальную расчетную теоретическую производительность по разрыхленной горной массе (Q_теор1) в кубических метрах в час рассчитывают по формулам

Q_теор1=0,06×(g_к + 0,5 g_п)×S_max; (1)

Q_теор1=3600×F_л×n_л×K_н, (2)

где g_к - вместимость ковша (черт. 1);

g_п - вместимость подковшового пространства (черт. 1);

S_max - число опорожнений ковша;

v_л - скорость ленты конвейера, м/с;

K_н=0,9 (коэффициент загрузки ковша);

F_л - расчетная площадь поперечного сечения транспортируемого материала на ленте, м².

Расчетную ширину ленты определяют по формуле

В=0,9 В_л - 50, (3)

где В_л - ширина ленты, мм.

Черт. 1

Из двух значений производительностей, полученных по формулам (1) и (2), принимают меньшее.

2. Теоретическую производительность по разрыхленной горной массе (Q_тeop2) в кубических метрах в час рассчитывают по формулам:

при заданном удельном усилии капания линейном (для трапециевидной формы ковша)

Q_тeop2= £ Q_тeop1, (4)

где a=

(D - диаметр роторного колеса по режущим кромкам ковшей, м;

r - плотность горной массы, т/м³;

f - коэффициент разрыхления горной массы в ковшах);

b=0,102 K₁

(K₁ - удельное усилие копания, линейное, Н/см;

i - число промежуточных режущих кромок между соседними ковшами);

c=K₁×0,162×D×S_max (1 + i)×r₁ - 232 N_p

(r₁ - радиус закругления режущих кромок ковшей в плоскости периметра резания (черт. 2), м;

N_p - мощность привода роторного колеса, кВт);

Черт. 2

при заданном удельном усилии копания поверхностном

Q_тeop2= £ Q_тeop1 (5)

где K_F - удельное поверхностное усилие копания, Н/см².

3. Эффективную производительность (Q_э) в кубических метрах в час рассчитывают по формуле

Q_э= ,

где K_заб - коэффициент забоя, характеризующий потери времени на выполнение вспомогательных технологических операций при отработке расчетного забоя, определяемый по формуле

K_заб= , (6)

где Т_э - необходимое время непосредственной экскавации при отработке блока с производительностью Q_тeop2, ч;

Т_вс - расчетное время на выполнение операций при отработке блока (остановка и реверсирование механизма поворота в конце каждой стружки, переходы от стружки к стружке, от слоя к слою и от одного блока к другому), ч;

K_у - коэффициент управления, характеризующий изменение фактической средней производительности экскавации по сравнению с теоретической и дополнительные потери времени из-за увеличения, по сравнению с расчетной, длительности вспомогательных технологических операций при отработке блока.

Для ориентировочных расчетов значения коэффициента управления K_у равны:

0,75...0,85 - для экскаваторов, не оборудованных автоматической системой управления;

0,85...0,95 - для экскаваторов, оборудованных автоматической системой управления.

Расчет при эксплуатации экскаватора

Q_э=V_б/t_б, (7)

где V_б - объем блока, отработанного роторным экскаватором, м³;

t_б - время отработки блока, ч.

Эксплуатационную производительность (Q_экс) в кубических метрах в час рассчитывают по формулам

Q_э=Q_э×K_т.и,

где K_т.и - коэффициент технического использования по РД 50-650; при эксплуатации экскаватора

Q_э=V_б/t_к, (7)

где t_к - календарный фонд времени за вычетом организационных простоев, периода перегонов роторного экскаватора из-за перестройки технологической схемы, а также периода не свойственных работ (перевалка, зачистка трассы и т.д.), ч.

При работе роторного экскаватора в составе комплекса горно-транспортного оборудования календарный фонд времени определяют без учета всех простоев (аварийных, технологических, организационных и т.д.), связанных с другими машинами комплекса в часах.

Список литературы

1. http://stroy-technics.ru/jekskavatory/

2. Беркман И. Л. Универсальные одноковшовые строительные экскаваторы / И. Л. Беркман, А. В. Раннев, А. К. Рейш. — М., Машиностроение, 1977 г.

3. Краткий справочник машиниста экскаватора / под. ред. А. Ф. Яковлева, М. Машиностроение — 1972 г.

4. Экскаваторы и стреловые самоходные краны. Каталог справочник. – М.: АО «Машмир», 1998.

5. Баловнев В. Дорожно-строительные машины и комплексы – М.-Омск, СибАДИ, 2001.

6. Гальперин М.И., Домбровский Н.Г. Строительные машины: учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1980. - 344 с.