Дорожно-строительные машины: Экскаваторы

 

Таким образом, особенности  конкретных видов земляных работ, которые  необходим/) выполнить экскаватору, — например, вырыть котлован, траншею, канал, спланировать поверхность площадки или перегрузить строительные материалы, а также объем грунта, предполагаемого  к выемке, и грунтовые условия  на объекте диктуют применение экскаваторов с определенными рабочим оборудованием, ходовой частью и типом привода  рабочего оборудования.

 

Для выполнения всех возможных  видов земляных работ выпускаются  экскаваторы различного конструктивного  исполнения. Их можно разделить на две большие группы: одноковшовые и многоковшовые.

 

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  (Qтеор1) в кубических метрах в  час рассчитывают по формулам

 

 

Qтеор1=0,06Ч(gк + 0,5 gп)ЧSmax; (1)

 

Qтеор1=3600ЧFлЧnлЧKн, (2)

 

 

где gк - вместимость ковша (черт. 1);

 

gп - вместимость подковшового  пространства (черт. 1);

 

Smax - число опорожнений  ковша;

 

vл - скорость ленты конвейера,  м/с;

 

Kн=0,9 (коэффициент загрузки  ковша);

 

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

 

Расчетную ширину ленты определяют по формуле

 

В=0,9 Вл - 50, (3)

 

где Вл - ширина ленты, мм.

 

 

 

 

Черт. 1

 

 

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

 

2. Теоретическую производительность  по разрыхленной горной массе  (Qтeop2) в кубических метрах в  час рассчитывают по формулам:

 

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

 

 

Qтeop2=Ј Qтeop1, (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=K1Ч0,162ЧDЧSmax (1 + i)Чr1 - 232 Np

 

 

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

 

Np - мощность привода роторного  колеса, кВт);

 

 

 

 

Черт. 2

 

 

при заданном удельном усилии копания поверхностном

 

 

Qтeop2=Ј Qтeop1 (5)

 

 

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

 

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

 

 

Qэ=,

 

 

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

 

 

Kзаб=, (6)

 

 

где Тэ - необходимое время  непосредственной экскавации при отработке  блока с производительностью Qтeop2, ч;

 

Твс - 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;

 

Kу - 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 Kу  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

 

 

Qэ=Vб/tб, (7)

 

 

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

 

tб - время отработки  блока, ч.

 

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

 

 

Qэ=QэЧKт.и,

 

 

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

 

 

Qэ=Vб/tк, (7)

 

 

где tк - 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

 

 

stroy-technics/jekskavatory/

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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