Меню

Определение коэффициентов влияющих на производительность экскаваторов

Определение коэффициентов, влияющих на производительность экскаваторов

7.6.1 Влияние глубины и высоты копания(коэффициент f1)

По выбору оптимальной высоты иглубины копания экскаваторов было проведено значительное число исследований. Основным критерием было минимальное время набора грунта в ковш. Исследования проводились на различных грунтах на экскаваторах с вместимостью ковша от 0,5 до 3 м 3 . Для экскаваторов с канатно-блочной системой управления, оборудованных прямой лопатой, оптимальное значение высоты копания приведено на рисунке 7.5. Значение коэффициента f1 , учитывающего отклонение от оптимальной высоты, приведено на рисунке 7.6. Ковш гидравлического экскаватора может поворачиваться не только относительно стрелы, но и рукояти, и за счет этого он имеет высокую подвижность. Здесь глубина копания не играет такой роли, как для канатных экскаваторов. По данным исследований фирм ФРГ, наиболее благоприятная глубина копания при работе с обратной лопатой для гидравлических экскаваторов определяется из формулы:

где Vг – геометрическая вместимость ковша в м 3 .

Значение коэффициентаf1 для гидравлических экскаваторов с ковшом вместимостью до 1 м 3 приведено на рисунке 7.7. Для экскаваторов с обратной лопатой и ковшом вместимостью от 1 м 3 и выше значение коэффициента f1 приведено в таблице 7.2.

Таблица 7.2 — Значение коэффициента f1 для экскаваторовс ковшомвместимостью
llllll1 м 3 и выше

hопт/hпр 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2
f1 1,00 0,97 0,93 0,89 0,82

7.6.2 Влияние угла поворота (коэффициент f2)

Обычно в технической характеристике машины указывается максимальная частота вращения поворотной части экскаватора, которая равна 6..9 мин -1 . Это значение на практике обычно не реализуется. Соотношение между максимальной частотой вращения nmaxи средней частотой вращенияnср (по данным хронометража времени цикла гидравлических экскаваторов) при малых углах поворота находится в пределах от 2,8 до 3,7 , при больших углах поворота это значение уменьшается до 1,4 – 1,75 соответственно, таблица 7.3.

Время поворота в зависимости от угла поворота с помощью данных, приведенных в таблице 7.3 можно определить по формуле:

где — угол поворота рабочего оборудования экскаватора в град.

Максимальная частота вращения принимается из технической характеристики машины, а соотношение из таблицы 7.3.

Таблица 7.3 – соотношение между максимальной nmaxи минимальной nmin частотой вращения поворотного механизма гидравлических экскаваторов в зависимости от угла поворота.

Класс экскаватора Поворот с загруженным или порожним ковшом Угол поворота в градусах
с массой до 15 т с загруженным 3,7 3,2 2,6 2,3 2,0 1,8
с порожним 3,1 2,6 2,05 1,7 1,5 1,3
с массой от 15 до 25 т с загруженным 3,5 2,95 2,15 1,75 1,45 1,25
с порожним 2,7 2,25 1,6 1,3 1,1 0,9
с массой от 25 до 55 т с загруженным 3,5 3,0 2,2 1,8 1,65 1,55
с порожним 2,85 2,4 1,75 1,45 1,25 1,15

Значение коэффициента f2 влияния угла поворота на производительность экскаватора при угле поворота 90 принято равным 1, для других значений угла поворота приведено на рис. 7.8.

Рисунок 7.5 – Оптимальная глубина копания канатно-блочных экскаваторов с различной вместимостью ковша на грунтах 1..5 категорий по стандартам Германии. Рисунок 7.6 – Значение коэффициента f1для канатно-блочных экскаваторов.

Рисунок 7.7 – Значение коэффициентаf1 для гидравлического экскаватора с прямой лопатой: 1-вместимость ковша 0,6..1 м 3 , категория грунтов 2.21-2.27; 2-вместимость ковша 0,6..1 м 3 , категория грунтов 2.21-2.25; 3-вместимость ковша 0,6..1 м 3 , категория грунтов 2.21-2.27; 4-вместимость ковша 0,6..1 м 3 , категория грунтов 2.21-2.27 Рисунок 7.8 – Значение коэффициента f1 для гидравлических экскаваторов оборудованных обратной лопатой. В числителе -значения вместимости ковша, в знаменателе – категория грунта

Рисунок 7.9 – Значение коэффициента f2 влияние угла поворота 1 – для гидравлических экскаваторов; 2 – для канатно-блочных

7.6.3 Влияние фактора разгрузки (коэффициент f3)

На время разгрузки влияет вместимость ковша, вид рабочего оборудования, тип разгружаемого материала. Минимальное время на разгрузку грунта затрачивается при работе в отвал. Однако оно изменяется с увеличением вместимости ковша и типа загружаемого механизма. С увеличением объёма ковша от 0,5 м 3 до 2,5 м 3 время разгрузки в отвал песчано-гравийных материалов увеличивается примерно на 10-15%. При разгрузке того же материала в автосамосвал грузоподъёмностью до 10 т время увеличивается примерно в 2 раза. Это связано с необходимостью определения места разгрузки и точной установки ковша. При разгрузке связных материалов (глина, суглинок) время разгрузки увеличивается на 30% по сравнению со временем разгрузки песка и гравия. Значительное влияние оказывает и место стоянки транспортного средства под погрузкой. При стоянке ниже уровня нахождения экскаватора время загрузки увеличивается, что связано с прочностью кузовов и бункеров и их небольшой загрузочной площадью и значительной высотой расположения. Значение коэффициента f3 для гидравлических экскаваторов для различных условий разгрузки приведено в таблице 7.4.

Таблица 7.4 – Значение коэффициента влияния условий разгрузки f3

Характеристика условий разгрузки Значение коэффициента f3
Разгрузка в отвал 1,00
Разгрузка в транспорт, стоящий на уровне опорной поверхности экскаватора 0,90
Разгрузка в транспорт, стоящий ниже уровня опорной поверхности экскаватора 0,80
Разгрузка в воронкообразный бункер 0,67
Разгрузка в силовой бункер 0,58

7.6.4 Влияние состояния режущей кромки ковша и зубьев (коэффициент f4)

Состояние режущей кромки и зубьев оказывает значительное влияние на сопротивление копанию, а значит, и на время цикла экскаватора. Согласно исследованию проф. Кюна Г. (ФРГ) и Ветрова (Украина) время копания при сильно затупленных зубьях и режущей кромке увеличивается примерно до двух раз. Значительное влияние на сопротивление копанию и время цикла оказывает и форма ковша. Однако ни в отечественной, ни в зарубежной практике ещё не разработаны количественные показатели влияния состояния и формы режущей части ковша и зубьев на время копания. Эти вопросы требуют дальнейших исследований. Поэтому для расчётов при новом рабочем оборудовании, или когда режущая кромка и зубья находятся в хорошем состоянии, коэффициент можно принимать равным 1.

7.6.5 Влияние установки стрелы (коэффициент f5)

В экскаваторах используется два стрел: моноблочные и составные. Составные стрелы отличаются высокой эффективностью использования рабочего оборудования вследствие его высокой маневренности. Однако они при одинаковой вместимости ковша несколько тяжелее, чем моноблочные.

Установка стрелы может быть следующая:

Короткая установка стрелы используется, когда необходимо получить большое отрывное или подъёмное усилие. Длинная установка стрелы используется, когда надо работать на большой глубине или пои значительном расстоянии от груди забоя. Как короткая, так и длинная установка стрелы увеличивает время набора грунта.

Таблица 7.5 – Значение коэффициента установки стрелы (коэффициент f5)

Установка стрелы (коэффициент f5)
короткая 0,95-0,98
средняя 1,00
длинная 0,98-0,95

7.6.6Соотношение между вместимостью кузова автосамосвала и вместимостью ковша экскаватора (коэффициент f6)

Использование экскаваторов с большой вместимостью ковша и автомобилей малой грузоподъёмности нецелесообразно, т.к. увеличивается время простоя экскаваторов в ожидании автомобилей. С другой стороны, использование загрузке малых экскаваторов с крупными самосвалами также нецелесообразно из-за длительных простоев автосамосвала под загрузкой. Основным критерием в этом случае должен быть критерий экономичности.

Значение коэффициента f6 влияния на производительность соотношения вместимостей кузова автомобиля и ковша экскаватора предварительно в табл.7.6. При Vc/ Vэ≥ 9 коэффициент f6равен 1.

Таблица 7.6 – Значение коэффициента f6

Vc/ Vэ
f6 0,65 0,82 0,88 0,92 0,95 0,97 0,98 0,99 1,00 1,00

На практике чаще принимается соотношение Vc/ Vэ = 3..5. При этом экскаватор загружен не полностью, однако и время простоя самосвала под загрузкой не велико.

7.6.7 Квалификация оператора (коэффициент f7)

Учитывать квалификацию операторов при определении производительности машины предложил Н.Г. Домбровский и в дальнейшем использовал западногерманский центр (Refa) по подготовке операторов дорожных машин в ФРГ. Выполнение планового задания на 100% считается нормальной квалификацией оператора. Значение определяется по формуле:

где QД – достигнутая часовая производительность;

QПЛ – плановая часовая производительность;

Проведенные исследования для экскаваторов различного типа и на различных грунтах показали, что отклонение значения f7от единицы в основном составляет . Максимальное значение f7равно 1,20. Оно было достигнуто только операторами-испытателями машин, работающими на фирме изготовителе. Минимальное значение f7 равно 0,75. Оно было у операторов, работающих первые дни на машине. Квалификация оператора зависит главным образом от объёма знаний и навыков управления машиной. В современных экскаваторах не требуется значительны мускульных напряжений, созданы хорошие эргономические условия в кабине. Квалифицированный оператор выбирает оптимальное место стоянки машины, положение стрелы, сокращает время цикла за счёт совмещения процессов, например, подъёма и поворота рабочего органа, он указывает более удобное место стоянки под погрузкой водителю транспортного средства, подчищает забой во время отсутствия транспорта и т.д. Согласно исследованиям REFAуровень квалификации оператора можно характеризовать следующими показателями:

Степень производительности 120% 114% 110% 105% 100% 95% 90% 85% 75% высокая очень хорошая хорошая нормальная, плюс нормальная нормальная, минус удовлетворительная удовлетворительная, минус плохая

7.6.8 Организация работ на строительной площадке
(коэффициент kВ)

Производительность механизма зависит от организации работы, причём производительность транспортных средств зависит от работы погрузочного механизма. Грузоподъёмность и число автосамосвалов, работающих в карьере, определяется в первую очередь типом и производительностью загрузочного механизма.

Снижение производительности возможно при неудачном выборе глубины или высоты забоя в карьере. При слишком мелком забое ковш полностью не наполняется из-за недостаточного пути наполнения, при слишком высоком забое увеличивается опасность обрушения, и поэтому экскаватор устанавливается дальше от места оптимальной установки. Причиной снижения производительности может быть неудачный выбор места установки самосвала.

Названые примеры не охватывают всего многообразия случаев организации работы механизмов на строительной площадке. Они учитываются коэффициентом kВкоторыйучитывает условия работы механизма на строительной площадке при помощи фактора времени. Значение коэффициента kВ определено экспериментальным путём и приведено в таблице 7.7.

Таблица 7.7 – Значение коэффициента использования экскаватора по времени (kВ)

Вид использования kВсред kВmax
Использование экскаватора при оптимальных условиях, например, разработка гравийного карьера, работа в отвал без ограничений объёма строительной площадки, погрузка материала в транспорт 0,66 0,83
Работа экскаватора с пространственными ограничениями, например, при отрывке больших траншей, малых выемок под фундаменты с погрузкой в транспорт 0,56 0,78
Работа в ограниченном пространстве, например, открытие узких траншей. Заполнение грунтом траншей, погрузка материала в отвал 0,54 0,76
Использование экскаваторов при планировании площадок, уборке почвы со сбором разрабатываемого материала в отвал 0,50 0,70
Использование экскаваторов при сильных помехах, например, разработка траншей возле зданий со сбором материала в отвал 0,45 0,58

При благоприятных условиях час равен 50 минутам (kВ =0,83); при неблагоприятных условиях час составляет 45 минут (kВ = 0,75).

Пример расчёта производительности

Исходные данные: разрабатываемый грунт пятого класса, копание производится на глубине до 2,5 м, оптимальные условия использования, хорошее состояние зубьев и режущей кромки ковша, угол поворота , разгрузка в самосвал с вместимостью кузова 15 м 3 на площадке, вместимость ковша гидравлического экскаватора 1,6 м 3 , рабочее оборудование обратная лопата.

Таблица 7.8 – Значение коэффициентов гидравлического экскаватора

Источник



Определение паспортной и эксплуатационной производительности экскаваторов.

date image2017-12-14
views image2019

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Паспортная производительность экскаватора:

Q п = 3600 · E / tц, м 3 /ч, (13)

где Е – вместимость ковша экскаватора, м 3 ; tц – паспортная продолжительность цикла экскавации, с

Техническая производительность экскаватора за час:

где к з — коэффициент влияния параметров забоя на производительность (для торцевого забоя к з = 0,9; для тупикового забоя к з =0,8); к э – коэффициент экскавации;

к н – коэффициент наполнения ковша;

к р — коэффициент разрыхления породы.

Таблица 2. Коэффициенты производительности

Категория пород по блочности Коэффициент разрыхления горной массы Коэффициент наполнения ковша Коэффициент экскавации
1,15 1,05 0,91
1,25 1,05 0,84
1,35 0,95 0,70
1,50 0,90 0,60
1,60 0,90 0,56

Эксплуатационная производительность экскаватора за смену:

где Т см — продолжительность смены (Т см = 8час); ки – коэффициент использования экскаватора в течении смены.

Суточная производительность экскаватора:

Qсут = Qсм · n , м 3 /сут, (17)

где n — количество рабочих смен в сутки (n = 3).

Таблица 3. Коэффициент использования экскаватора

Вид транспорта Схема подачи транспорта Коэффициент использования
Железнодорожный тупиковая 0,55 – 0,65
сквозная 0,7 – 0,8
Автомобильный тупиковая 0,6 – 0,65
кольцевая 0,7 – 0,75
сквозная 0,75 – 0,85

Выбор режима работы участка, определение годовой производительности экскаваторов.

Режим работы участка принимается, исходя из количества рабочих смен в сутки, количества общепринятых праздничных (12) дней в году и количества выходных дней в неделю: без выходных или с одним выходным днем.

Годовая производительность экскаватора:

Qгод = Qсут N, м 3 /год, (18)

Где N – количество рабочих дней в году.

Определение количества экскаваторов и годовой производительности участка

Необходимое количество экскаваторов в работе:

где Vп.и. и Vв.п.— объем полезного ископаемого и вскрышных пород соответственно.

Инвентарный парк экскаваторов

где f – коэффициент резерва экскаваторного парка (f = 1,2 – 1,4).

Выбор бурового станка, с указанием технической характеристики производится по необходимому диаметру буримых скважин.

Диаметр скважин принимается по емкости ковша экскаватора и категории породы по блочности (таблица 4).

Таблица 4. Диаметр буримых скважин

Вместимость ковша, м 3 Диаметр скважины, м
Категория горных пород по блочности
4 — 5 0,216 – 0,269 0,160 – 0,244
8 — 10 0,244 – 0,269 0,216 – 0,269
12 — 16 0,269 – 0,320 0,244 – 0,320
18 — 23 0,320 – 0,380 0,269 – 0,320
23 — 33 0,380 – 0,420 0,320 – 0,380

Определение производительности бурового станка и парка буровых станков. Сменная производительность бурового станка:

где Тсм – продолжительность смены, час.;

Тпз — время подготовительно заключительных операций в течении смены, час. (принимается 0,5 час.);

Тлн – время на личные надобности, час. (принимается 0,2 час.);

То – время на выполнение основных операций, приходящихся на 1 м скважины, час.;

где vб — скорость бурения скважины, м/час., принимается: для буровых станков ударно — вращательного бурения (vб = 6 — 9) м/час.; для буровых станков вращательно — ударного бурения (vб = 15 – 18 ) м/час.; для буровых станков вращательного бурения (vб = 16 – 30) м/час.

Тв – время на выполнение вспомогательных операций, приходящееся на 1м скважины, час (принимается 0,05 час).

Суточная производительность бурового станка:

где nсм – число смен в сутках,

Годовая производительность бурового станка:

где nгод. – количество рабочих дней в году.

Рабочий парк буровых станков:

где Vб.г. – годовой объем бурения, м 3 /год,

Vб. – объем пород, подлежащих бурению, м 3 /год;

η – выход горной массы с 1 м скважины, м 3 .

Принять η = (60 – 80) Lc, м 3 Lc ≈ hУ, где Lc – длина скважинного заряда, hУ – высота уступа, м

Инвентарный парк буровых станков:

где f – коэффициент резерва (принимается f = 1-1,25)

Источник

Производительность экскаваторов и бульдозеров

Производительность одноковшовых экскаваторов

Конструктивная или теоретическая — производительность за час непрерывной работы в расчетных условиях:

где: g — геометрическая вместимость ковша, м 3 ;

n — число циклов в единицу времени (минуту) при расчетных условиях.

Техническая производительность должна соответствовать конкретным условиям работы в забое:

где: g — объем ковша м 3 ;

kH — коэффициент наполнения ковша;

kp — коэффициент разрыхления грунта;

n — число циклов в минуту в конкретных условиях забоя;

Все величины, входящие в уравнение, кроме геометрической вместимости ковша, переменные, зависящие от грунтовых условий формы забоя и квалификации машиниста.

Эксплуатационная производительность - средняя фактическая производительность машины с учетом простоевИсточник фото: exkavator.ru Эксплуатационная производительность — средняя фактическая производительность машины с учетом простоев

Эксплуатационной производительностью называется средняя фактическая производительность (м 3 /ч) экскаватора при работе в конкретных условиях с учетом неизбежных простоев:

где: kB — коэффициент использования рабочего времени машины,представляющий собой отношение времени чистой работы ко всему затраченному;

kH — коэффициент наполнения 0,8 — 1,5 в зависимости от вида грунта,влажности, рабочего оборудования;

kp — коэффициент разрыхления 1,1 — 1,3;

kВ — коэффициент использования рабочего времени 0,75 — 0,85.

где: tц — продолжительность одного цикла, с.

В свою очередь, tц

где: tk — продолжительность копания (10-20 сек)

tn — продолжительность поворота на выгрузку (4-6 сек)

tв — продолжительность выгрузки (3-5 сек)

tn — продолжительность поворота в забой (2-3 сек)

Нормативная производительность - это объем работ, который должен быть выполнен за единицу времениИсточник фото: exkavator.ru Нормативная производительность — это объем работ, который должен быть выполнен за единицу времени

Нормативная производительность — это объем работ, который должен быть выполнен с помощью машины за единицу времени. По своей сути она соответствует эксплуатационной. Число циклов и в единицу времени (минуту) зависит от конструктивных особенностей экскаватора, грунтовых условий, формы забоя.

Поиск необходимого оборудования или запчастей стал еще проще — оставьте заявку и Вам перезвонят.

Производительность бульдозеров

Производительность бульдозеров, в зависимости от вида выполняемых работ (разработка грунта или планировка поверхности), выражают в кубических или квадратных метрах. На производительность бульдозеров наиболее существенно влияют: физические свойства грунта (механический состав, плотность, влажность), дальность перемещения, уклоны местности, геометрические размеры и форма отвала.

При разработке и перемещении грунта бульдозер работает как машина цикличного действия и его производительность (м 3 /ч)

где: q — объем грунта, перемещенный отвалом и зависящий от геометрических размеров отвала и условий перемещения грунта;

n — число циклов в час при определенной дальности перемещения грунта;

Кп — коэффициент потерь грунта в боковые валики зависящий от дальности перемещения и вида грунта;

Кі — коэффициент учитывающий влияние уклона пути;

Кр — коэффициент первоначального разрыхления грунта;

Кв — коэффициент использования рабочего времени.

Число циклов бульдозера в час:

Продолжительность одного цикла:

где: tн, tг.х, tх.х, tп, tп.п, t — продолжительность резания (набора) грунта, груженного хода, холостого хода, одного поворота на 180 град. (10…20 сек), одного переключения скорости (5 сек), опускания отвала в рабочее положение (1…2 сек);

m — число переключений скоростей трактора в течении одного цикла;

lн, lг.х — длина путей резания грунта и перемещения к месту укладки, м;

vн, vг.х, vx.x — скорости движения бульдозера при резании, перемещении грунта и обратном ходе, м/с;

kv — коэффициент учитывающий снижение скоростей по сравнению с расчетной конструктивной скоростью трактора (0,7…0,75 при резании и перемещении грунта), (0,85…0,9) при обратном холостом ходе.

Коэффициент потерь грунта зависит от дальности его перемещения и приближенно определяется зависимостью:

где: Кl — опытный коэффициент изменяющийся от 0,008 до 0,04, больше значения относяться к сухим сыпучим грунтам, меньшие к связным;

lг.х — длина пути перемещения грунта до места отсыпки, м.

Применение бульдозеров при дальности перемещения грунта свыше 20…30 м малоэффективно из-за больших потерь грунта в пути.

Объем перемещенного отвалом грунта в большой мере зависит от уклона. На спусках объем перемещенного за один раз грунта больше, а следовательно и производительность резко увеличивается.

Наши группы в Telegram, Viber. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией в WhatsApp!

Источник

Производительность экскаваторов и меры ее повышения Опорные слова и термины

Теоретическая, техническая и эксплуатационная производительность экскаватора, трудность разработки горной массы, конструктивно-производственная надежность экскаватора, качество забоя, квалификация, машиниста, время цикла, число разгрузок ковшей в минуту, коэффициент экскавации, коэффициент использования, работоспособное состояние машины.

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 конструктивно-производственная надежность экскаватора;

· 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.

Различают теоретическую (паспортную), техническую и эксплуатационную производительности экскаватора.

Теоретическая производительность экскаватора — количество продукции (в тоннах или кубических метрах), которое может быть выработано в единицу времени (обычно за час) при непрерывной его работе. Условия работы берутся предположительно одинаковыми для всех машин, коэффициенты наполнения ковша (К) и разрыхления породы (Кр) принимаются равными единице. У одноковшовых экскаваторов при расчете теоретической производительности принимаются: одинаковыми угол поворота на выгрузку (90° у лопат и 135° — у драглайнов), высота черпания (до уровня напорного вала — для лопат) и номинальными скорости рабочих движений и удельные сопротивления породы копанию. У многоковшовых экскаваторов расчет ведется по числу ковшей, разгружающихся в 1 мин при номинальном режиме (скорости резания), удельном сопротивлении породы копанию и коэффициентах Кри Кн , равных единице.

Теоретическая производительность для данной машины всегда одинакова, и повысить ее можно только внесением усовершенствований в ее конструкцию. Поэтому теоретическая производительность позволяет сравнивать различные машины и оценивать их совершенство. Теоретическая производительность машины указывается в ее паспорте.

Техническая производительность — максимальная производительность для данного экскаватора при его непрерывной работе в данном забое за единицу времени. Рассчитывается с учетом конкретных условий работы: категорий пород, коэффициентов разрыхления породы и наполнения ковша при непрерывной работе, а также с учетом перерывов в работе, неизбежных для данного типа машины (например, у одноковшового экскаватора при его передвижении, а у роторного — при изменении направления поворота стрелы и передвижении при подходе к забою). Сравнивая техническую производительность экскаваторов, рассчитанную для одинаковых условий, можно выяснить, какая машина лучше подходит для данных условий.

Эксплуатационная производительность — это действительный объем горной массы, отработанный экскаватором за определенный период эксплуатации. Она рассчитывается с учетом неизбежных организационных и технологических простоев: учитываются потери времени на приемку смены и осмотр машины, смазку, замену подвижного состава. Эксплуатационная производительность численно меньше технической. Ее величина отражает совершенство организации работы экскаватора и всех обслуживающих его машин. Эксплуатационная производительность может быть сменной, месячной и годовой (в последних случаях учитываются потери времени на ремонтные осмотры, текущие и капитальные ремонты). В наибольшей мере характеризует организацию работы на данном предприятии (не только по добыче полезного ископаемого, но и по обслуживанию экскаваторов, снабжению их запасными частями) годовая производительность экскаватора.

Теоретическая (часовая) производительность экскаватора Qтеор. (м3/ч) по рыхлой массе

Qтеор.= 60ЕnZ

где Е — емкость ковша, м3,

nZ — число разгружаемых в минуту ковшей, мин -1.

Для многоковшовых экскаваторов nZ указывается в технической характеристике, для одноковшовых экскаваторов в технической характеристике дается длительность цикла , и Qтеоррассчитывается по формуле

Qтеор= 3600Е tц-1

Продолжительность цикла обычно указывается для угла поворота, равного 90°. Для углов поворота, отличных от 90°, время цикла умножают на коэффициент корректировки, который приводится в справочниках.

Техническая производительность (м3/ч) равна

К р t p + tп

где Кни Кр— коэффициенты соответственно наполнения ковша и разрыхления породы (берутся из справочника),

— длительность непрерывной работы экскаватора с одного места стояния или при одном направлении движения рабочего органа (для многоковшовых экскаваторов);

tп — длительность одной передвижки (для одноковшовых экскаваторов) или перемены направления движения рабочего органа (для многоковшовых);

Кэ = Кн/Кр— коэффициент экскавации.

Эксплуатационная производительность , (м3/смену) равна

QЭ= QтТс КвКу

где Тс — длительность смены, ч; Кв— коэффициент использования экскаватора по времени, Ку– коэффициент влияния управления. Для экскаваторов, работающих с погрузкой в железнодорожные вагоны Кв= 0,55 ÷ 0,8; с погрузкой в автосамосвалы, на конвейеры и в отвал Кв= 0,8 ÷ 0,9. коэффициент Куучитывает степень совершенства цепей управления экскаватора, наличие автоматизации управления, квалификацию машиниста, и принимается Ку=0,88÷0,98.

В технологическом потоке машин, образующих комплекс, определяющим фактором является производительность выемочно-погрузочной машины:

Qк= N E n Tc Kэ

K i =N L V K i =N n Vт

где n —число циклов в час;

N — число единиц оборудования, занятых в данном потоке;

L — производительность бурового станка в смену,

V — выход горной массы с 1 м скважины,

— емкость транспортного сосуда, м’,

— объем горной массы, перемещаемый отвалообразователем за цикл, м3;

Производительность выемочно-погрузочной машины, входящей в комплекс (в качестве которой ниже рассматривается роторный экскаватор), зависит от:

· конструктивных, кинематических и линейных параметров, а также динамических характеристик экскаватора;

· физико-механических свойств разрабатываемых пород и их состояния в момент экскавации, транспортировки или отвалообразования;

· технологических условий применения экскаватора, структурного состава комплекса, организации рабочего процесса на горном предприятии (принятая система ППР), надежности элементов, входящих в комплекс, и квалификации обслуживающего персонала.

В соответствии со степенью учета перечисленных выше факторов различают теоретическую, техническую, забойную и эксплуатационную производительности комплекса.

Теоретическая производительность определяется конструкцией машины и для конкретной модели является постоянной. Техническая же производительность комплекса Qт.к(м3/ч) измеряется по плотной массе и характеризуется технической производительностью экскаватора при его непрерывной работе в составе горно-транспортного комплекса в конкретных горно- геологических условиях:

Qт.к= QтKэ ηF ηγ =573Е Z ωmaxKэ ηF ηγ

где ηF — коэффициент, характеризующий снижение производительности экскаватора в зависимости от отношения фактического коэффициента удельного сопротивления породы копанию (КF’) к принятому коэффициенту при расчете мощности приводов ротора и механизма поворота (КF);

ηγ — коэффициент, характеризующий снижение пропускной способности конвейеров по горной массе в зависимости от отношения плотности породы γ, принятой при расчете мощности привода конвейеров, к конкретной плотности ч породы, подлежащей транспортированию экскаватором; ωmax— наибольшая угловая скорость вращения ротора с Z ковшами при расчетном КF, рад/с.

Действительное значение технической производительности ограничивается: при разработке пород с КF’ ≤ КF- мощностью приводов ротора и механизма поворота; при разработке пород с γ

≥ γр — пропускной способностью конвейеров по горной массе. Поэтому основные параметры транспортно-отвального (погрузочного) оборудования, работающего в комплексе с роторным экскаватором, следует определять при ηF = ηγ =1 и Кн= 1

Забойная производительность Qз.копределяется фактической технической производительностью экскаватора, которую он может обеспечить в конкретных условиях забоя. Она определяется с учетом затрат времени на выполнение экскаватором всех элементов операций, обусловленных схемой отработки забоя, и составляет

Qз.=Qт КТ Ку.ф.

КТ— коэффициент технически возможной непрерывности работы (или коэффициент забоя). Определяется как отношение теоретически минимально-необходимого времени, расходуемого на отработку блока объемом V с производительностью, равной технической потех: к к фактически

/Тф — коэффициент

управления, характеризующий соотношение между фактическими затратами времени при выполнении как рабочих, так и вспомогательных элементов операций, и расчетными, предусмотренными коэффициентами непрерывности КТ, работы.

На практике на величину Тф оказывает влияние степень совмещения элементов операций во времени. Наибольший интерес представляют крайние случаи, а именно: работа с полным отсутствием совмещения элементов операций и с максимальным совмещением, так как они характеризуют диапазон вариации коэффициента Ку.фпри одних тех же условиях эксплуатации.

Эксплуатационная производительность является одним из основных технико- экономических показателей работы роторного экскаватора и горно-транспортного комплекса в целом, выражается в кубических метрах, полученных за смену, месяц, сезон или год эксплуатации, и определяется как Qэ.к = Vд ∕ Т ; где — действительный объем горной массы

(м3), отработанной экскаватором за рассматриваемый календарный отрезок времени

Принято рассматривать (м3) как произведение производительности Qэ.кна планируемое время работы, определяемое, в свою очередь, произведением расчетного числа часов работы в сутки, рабочих дней в неделю (месяц, сезон, год) и коэффициента технического использования машины. Однако указанный метод расчета горно-транспортного комплекса не учитывает надежности его элементов, параметры системы технического обслуживания и не отражает вероятностную природу процесса технической эксплуатации. С большой степенью точности может быть оценен только с учетом структуры горно-транспортного комплекса и изменения его технического состояния во времени. Естественно, что экскавация, транспортировка и отвалообразование могут производиться только при работоспособных состояниях горно-транспортного комплекса, характеризуемых вероятностями Pi(t) его пребывания во множестве работоспособных состояний (i — порядковый номер работоспособного со- стояния комплекса), т. е.

Qэ.к = å.к.i Pi (t)

Выражение представляет собой часовую эксплуатационную производительность комплекса за один межремонтный период, где Qз.к.i— забойная производительность комплекса в i— ом работоспособном состоянии.

За произвольный промежуток времени эксплуатационная производительность комплекса , в единицу времени t равна

Qэ= å ò å.к.iPi(t )dt

где k — число межремонтных периодов за рассматриваемый календарный промежуток времени.

При равенстве межремонтных периодов в формуле знак суммы заменяется числом планово-предупредительных ремонтов.

Наличие в технологической линии промежуточного склада (бункера) устраняет жесткую зависимость взаимодействующих звеньев и способствует повышению производительности технологической линии. Максимальный предел производительности определяется эксплуатационной производительностью лимитирующего звена.

При наличии параллельных и разветвленных структур комплексной механизации остановка одной из параллельных линий или ветвей не прекращает работы комплекса машин, а только снижает его производительность.

Для производительного использования экскаватора, особенно в тяжелых горно- геологических и суровых климатических условиях, необходимо выполнение ряда эксплуатационно-технических мероприятий, обеспечивающих эффективную и безаварийную работу, таких, как поддержание работоспособного состояния машины, определяющего готовность последней к эксплуатации; правильная подготовка забоя и обслуживание машины машинистом высокой квалификации.

Работоспособное состояние машины достигается своевременным и правильным техническим обслуживанием, предусматривающим: периодический осмотр ее узлов (согласно инструкции по эксплуатации), своевременную и надежную смазку механизмов, периодическую регулировку изнашиваемых механизмов и соединений, очистку механизмов от пыли и грязи, сво- евременную их замену, а также ремонт согласно графику.

Правильно подготовленный забой должен способствовать длительной безостановочной работе экскаватора, что возможно при достаточных объемах обрушенных пород и надлежащем качестве их дробления взрывом (или рыхлителем) с регламентированным выходом негабаритов.

Путь передвижения экскаватора в забое следует тщательно выравнивать и очищать от крупных камней и осыпей, чтобы предохранить ходовое оборудование от перегрузок и поломок, а также уменьшить затраты времени на зачистку забоя. Для мощных машин выполнение этих работ осуществляется бульдозером, обслуживание которого зачастую поручается машинисту ходового оборудования экскаватора. Площадка для работы в забое должна быть горизонтальной во избежание перегрузки механизмов поворота.

При работе поперечный наклон одноковшового двухгусеничного экскаватора допускается не более 2°, при этом гусеницы натяжной осью должны быть ориентированы в сторону забоя.

Квалификация машиниста включает в себя комплекс навыков и рабочих приемов, которые позволяют работать без ударов и перегрузок механизмов. Машинист высшей квалификации за время цикла совершает минимальное число манипуляций командоконтроллерами, правильно устанавливает машину относительно забоя, умело осуществляет процесс наполнения ковша в забое и загрузку транспортных средств.

Заполнение ковша породой является наиболее ответственным элементом цикла (30—40%), и сокращение его длительности достигается правильным выбором толщины стружки, места заполнения ковша и применением ряда других приемов. Так, при отработке высоких уступов вскрышными лопатами считается правильным сначала снимать верхнюю половину уступа. При этом опасность осыпания крупных кусков породы

с уступа сводится к минимуму и в то же время сокращается длительность рабочего цикла, так как не нужно опускать ковш к подошве уступа при каждом черпании.

Сокращение продолжительности заполнения ковша при высоком забое карьерными мехлопатами можно достичь, производя черпание в нижней его части и создавая тем самым не- большой и допустимый по технике безопасности козырек. В перерывах между подачей транспортных средств этот козырек обрушают ковшом экскаватора.

На мехлопатах, особенно вскрышных, целесообразно применять весовые индикаторы загрузки ковша, позволяющие машинисту контролировать степень его наполнения. Машинист должен начинать поворот сразу же, как только индикатор покажет, что ковш загружен, не полагаясь на собственное визуальное наблюдение. Помимо сокращения времени цикла при уста- новке такого индикатора сокращается вероятность перегрузки машины. При эксплуатации вскрышных лопат рекомендуется чаще передвигать машину, чтобы свести до минимума необхо-

димость черпания за пределами условного цилиндра, образуемого вертикалями от точек оси головного блока стрелы, так как при работе с большим выдвижением рукояти увеличиваются продолжительность напора, износ канатов и механизма напора, появляются большие изгибающие напряжения в рукояти и стреле.

Уменьшение длительности рабочего цикла достигается также совмещением отдельных элементов его во времени, например поворота ковша с его подъемом или выгрузки ковша без остановки движения вращения платформы. Однако последний прием дает наилучший результат только при отсыпке породы в отвал.

При черпании драглайном его ковш должен наполняться на пути, не превышающем две- три длины ковша, затем подниматься немедленно и по возможности вертикально. Даже если ковш окончательно не заполнился, следует произвести его поворот и выгрузку, отказываясь от дополнительного зачерпывания ковша после его отрыва от забоя. Черпание породы на откосе вблизи экскаватора и подъем груженого ковша к оголовку стрелы под углом 45° на разгрузку увеличивают расход энергии до 40 %. Поднимая ковш сразу после его заполнения на максимально удаленном участке забоя, удается избежать попадания в машинное отделение породы, налипающей на тяговые канаты.

Боковые раскачивания ковша или отрыв его от породы с преждевременным поворотом приводят к высоким динамическим нагрузкам в стреле, износу механизма поворота и головных блоков стрелы.

При эксплуатации ковшей драглайнов следует уделять большое внимание состоянию зубьев и ржущих кромок ковшей. Не рекомендуется разбивать ковшом твердые куски породы, бросать ковш драглайна на откос особенно зубьями вниз, работать с затупленными зубьями, поднимать ковш близко к головному блоку, затягивать коуши тяговых канатов в направляющие блоки наводки. Каждая машина должна иметь запасные комплекты зубьев, а также не менее двух ковшей (желательно разной вместимости и металлоемкости) с тем, чтобы текущий ремонт ковша и смена зубьев не требовали остановки машины.

Контрольные вопросы

1. От каких факторов зависит теоретическая производительность экскаваторов?

2. От каких факторов зависит техническая производительность экскаваторов?

3. От каких факторов зависит эксплуатационная сменная производительность экскаваторов?

4. От каких факторов зависит эксплуатационная годовая производительность экскаваторов?

5. По какой формуле определяется теоретическая, техническая и эксплуатационная производительности экскаватора?

6. По какой формуле определяется теоретическая, техническая, забойная и эксплуатационная производительности комплекса?

7. Какие мероприятия позволяют улучшить работоспособное состояние экскаватора?

8. Какие организационные мероприятия позволяют повысить производительность экскаватора и комплекса машин в целом?

Литература

1. Подэрни Р.Ю. Горные машины для открытых горных работ. В 2-х ч. М.: МГИ, 1999

2. Подэрни Р.Ю. Горные машины и комплексы для открытых горных работ. М.: Недра, 1985

3. Справочник механика открытых работ. Экскавационно-транспортные машины цикличного действия. Под ред. М.И. Щадова, Р.Ю. Подэрни. М.: Недра.

Источник

Читайте также:  Навесное оборудование для мотоблока Нева обзор описание назначение