Эксплуатационная производительность 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 (£н) 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), сопротивлении породы копанию и коэффициентах КР и Кп, 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, 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 экскаваторов– это действительный объем горной массы, отработанный экскаватором за определенный период эксплуатации. Она рассчитывается с учетом неизбежных организационных и технологических простоев: потерь 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 экскаваторов 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) gr.4 (м3/ч) производительность экскаватора по рыхлой массе определяется по формуле Qт.ч = 60 Е nz,(9.1) где Е – вместимость ковша, м3; nz– число разгружаемых в минуту ковшей, мин-1.

Для многоковшовых экскаваторов пz указывается в технической характеристике, для одноковшовых экскаваторов в технической характеристике дается длительность цикла tц, а пz рассчитывается по формуле nz = 60 / tц. 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 экскаваторов Qтех(м3/ч) определяется, как Qтех = Qт.ч.Kн.tр/(tp+ tп) Kp= 60 EnztpKэк/(tp+ tп) , (9.2)где Кн и Кр – коэффициенты соответственно наполнения ковша и разрыхления породы (берутся из справочника Кн = 0,8 ¸ 1,1 и Кр = 1,1 ¸ 1,5); tр – длительность непрерывной работы экскаватора с одного места установки 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); Кэк = Кн/Кр – коэффициент экскавации.

Эксплуатационная производительность Qэ (м3/смену) определяется по формуле Qт.ч = Qтех ТсКв = 60 tр Kэк Kв Тс Enz / (tp+ tп), (9.3) где Тс – длительность смены, ч; Кв – коэффициент использования экскаватора по времени. Для экскаваторов, работающих с погрузкой в железнодорожные вагоны, Кв = 0,55 ¸ 0,8, с погрузкой в автосамосвалы, на конвейеры и в отвал Kв = 0,8 ¸ 0,9. Годовая производительность Qэг (м2/г.) экскаватора определяется, как Qэ.г = Qэnс, где пс – число рабочих смен в год. Зависимость производительности от организации работы и систем разработки изучается в дисциплине «Технология горного производства».

К. Дроздова, О. А. Курбатова

Одноковшовые эксковаторы: конструкция, монтаж, ремонт

Сообщение

Разработка выемок одно- и многоковшовыми экскаваторами — Эксплуатационная производительность экскаватора

Содержание материала

• Разработка выемок одно- и многоковшовыми экскаваторами
• Виды экскаваторов
• Эксплуатационная производительность экскаватора
• Одноковшовые экскаваторы, оборудованные прямой лопатой
• Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой
• Выбор одноковшового экскаватора для устройства выемок
• Все страницы

Эксплуатационная производительность экскаватора зависит от длительности цикла, а также продолжительности использования экскаватора в течение смены и определяется по формуле:

где Т – продолжительность смены, ч;

q – геометрический объем ковша, м³;

n – количество циклов в минуту 60/t_ц;

t_ц – время одного цикла;

К_е – коэффициент наполнения ковша;

К_в – коэффициент использования экскаватора по времени.

Коэффициенты К_е и К_в зависят от вида рабочего оборудования, группы грунта, емкости ковша и вида работ, а число циклов n определяется условиями работы экскаватора.

Пути увеличения производительности экскаваторов: это сокращение времени на элементы цикла и, следовательно, увеличение числа циклов. Элементами цикла работы экскаватора являются: набор грунта в ковш, поворот экскаватора на разгрузку, разгрузка грунта из ковша, поворот экскаватора к забою.

Длительность цикла можно уменьшить, выбрав рациональный вид забоя и определив его оптимальные параметры.

Продолжительность загрузки ковша уменьшается в результате сокращения пути резания (увеличения толщины стружки).

Производительность экскаваторов можно значительно увеличить путем применения в легких и средних грунтах сменных ковшей большей емкости; максимально возможного совмещения операций по времени; лучшего наполнения ковша; выбора транспортных средств, по емкости в 4-5 раз превышающих емкость ковша экскаватора.

Наиболее характерными техническими характеристиками одноковшовых экскаваторов являются: R_ст – радиус стоянки экскаватора (расстояние от оси вращения платформы до ближайшей линии начала резания грунта); R_раб – рабочий радиус резания грунта; принимается ровным 0,9 максимального радиуса резания (R_max); R_в – радиус выгрузки грунта; h_к – высота копания, обусловленная наполнением ковша при однократном его перемещении по образующей забоя, принимается равной 0,7-0,8 максимальной высоты копания (h_к), но не менее трехкратной высоты ковша; l_п –длина одной подвижки экскаватора вдоль проходки.

Спецтехника бывает самых различных видов, но среди них больше всего выделяются экскаваторы, так как они используются чаще всего. Их вы можете найти в специализированных магазинах в огромном разнообразии, но также можете и заказать их в аренду на день или несколько дней, чтобы они выполнили свою задачу и отправились на место. Это позволит вам сэкономить, не покупая целую машину для разового использования. Однако прежде чем арендовать экскаватор, вам нужно будет задуматься о том, как именно вы будете его использовать, в каких условиях, а также какие цели вы перед ним ставите. И с учетом этого вам стоит изучить производительность экскаватора, так как это самый главный его параметр, который позволит вам понять, на какое время вам нужно его взять, а также не стоит ли задуматься о более мощной модели. Что же представляет собой производительность? И какие виды этого параметра существуют?

Работа экскаватора

Итак, чтобы вести разговор о том, какова производительность экскаватора, вам нужно иметь представление о том, что именно он может делать на строительной или рабочей площадке. Как вы понимаете, основная его функция – это выработка грунта, то есть выкапывание земли и складирование ее рядом с образующейся ямой. Но это далеко не единственная задача – например, экскаватор может также грузить как грунт, так и другие материалы в кузов самосвала. Таким образом, он может выполнять разнообразные задачи на площадке, но при этом стоит понимать, что все они используют одни и те же инструменты, а также подразумевают примерно одинаковые действия. Соответственно, производительность данного вида спецтехники можно будет вычислить без особых проблем. Для этого вам нужно просто понимать, какие переменные являются ключевыми, после чего составляются простейшие уравнения, позволяющие моментально вычислить производительность экскаватора.

Основные переменные

Итак, что же вам нужно учитывать, чтобы максимально точно рассчитать производительность экскаватора? Естественно, вы должны понимать, что существует несколько видов производительности, для которых будет своя собственная формула, в которой могут участвовать другие переменные, поэтому универсального набора не существует. Но практически везде можно встретить показатель вместимости или объема ковша, который является самым важным при выполнении расчета. Ну а остальными переменными могут быть и число циклов повторяющихся действий в единицу времени, различные коэффициенты, если они учитываются, например, коэффициент разрыхления грунта, а также даже время, которое затрачивается на выгрузку, поворот ковша и так далее. В общем, вам нужно будет учитывать очень многие параметры, чтобы максимально точно могла быть подсчитана любая, даже эксплуатационная производительность экскаватора, которая является самым востребованным видом данных.

Теоретическая производительность

Ни для кого не секрет, что эксплуатационная производительность экскаватора является самым важным видом, так как она максимально приближена к реальным расчетам. Но о ней речь пойдет позже, так как ее можно отнести к практическим типам. А для начала лучше обратить внимание на теорию, а именно на теоретическую производительность, которую также называют конструктивной. С ее помощью можно рассчитать объем работ, который экскаватор может совершить за час без перерывов. Для этого общая вместительность ковша умножается на количество циклов, совершаемых машиной, а также на 60, чтобы узнать результат. Он будет выражен в кубических метрах в час. Именно так и производится расчет производительности экскаватора на бумаге, но все прекрасно знают, что идеальных условий не существует, поэтому для более практического подхода существуют другие формулы

Техническая производительность

Расчет производительности экскаватора, которая называется технической, отличается тем, что здесь к вниманию принимаются условия, в которых спецтехника работает. Это значит, что между собой перемножаются объем ковша, коэффициент его наполнения, а также число циклов с учетом условий деятельности в конкретном месте, разделенный на коэффициент разрыхления грунта. Естественно, все это также умножается на шестьдесят, чтобы получить результат в метрах кубических в час, что является стандартной мерой измерения производительности конкретно экскаваторов. Но при этом не учитывается очень важный параметр – это неизбежные простои, которые случаются в процессе работы. Нет тех условий, в которых экскаватор мог бы работать без малейших перерывов и заминок. Именно для этого вам и нужно рассчитывать эксплуатационную производительность экскаватора в час, так как она является наиболее приближенной к реальности.

Эксплуатационная производительность

Чаще всего рассчитывается эксплуатационная производительность экскаватора в смену, так как в пределах часа бывает довольно сложно учесть все возможные простои и заминки. Но, естественно, для этого сначала нужно произвести подсчеты для одного часа, чтобы затем высчитать усредненный показатель для смены. И в данном случае вам придется потрудиться, так как формула для данного типа производительности является самой сложной. Но так кажется только на первый взгляд, потому что на самом деле данная формула полностью повторяет предыдущую, только дополняя ее еще одной переменной – коэффициент использования машины в течение конкретного времени, именно он и определяет все простои и заминки. В результате, как и в предыдущих случаях, получается производительность экскаватора м3 в час, что очень удобно затем использовать для перевода в смены – естественно, в зависимости от их продолжительности.

Нормативная производительность

Данный вид производительности практически полностью соответствует эксплуатационной, но только представлена в виде нормативов, то есть значений, которым должны соответствовать определенные типы экскаваторов. То есть данное значение – это объем работ, который должна выполнить конкретная машина за определенный промежуток времени с учетом всех рабочих условий.

Продолжительность цикла

Выше не раз фигурировало значение продолжительности цикла, но что же он собой представляет? Итак, цикл – это сумма четырех показателей продолжительности, которые вам обязательно нужно учитывать. Время на копание, поворот на выгрузку, непосредственно сам процесс выгрузки, а также поворот обратно для копания – сумма этих значений и образуют продолжительность одного цикла.

Производительность экскаватора — количество работы, выполняемой агрегатом за определенный промежуток времени. При расчетах ее разделяют на теоретическую, техническую и эксплуатационную.

Теоретическая производительность — это условная часовая выработка, которой машина может достигнуть в нормальных условиях работы при расчетных рабочих скоростях. В общем виде (при угле попорота платформы экскаватора 90°) она может быть представлена формулой:

где: W теop — теоретическая производительность (в м3/час), q — емкость ковша (в м3), Т ц — минимальная продолжительность цикла при средних условиях работы экскаватора (в сек.).

Продолжительность рабочего цикла Тц составляет целый ряд отдельных операций, т. е.

Т ц = t к +t р +t д +t т +t в +t’ р +t’ д +t’ т +t п +t’ п

где: t к — продолжительность копания (в сек.), t р — продолжительность разгона с нагруженным ковшом (в сек.), t д — продолжительность равномерного движения с нагруженным ковшом (в сек.), t т — продолжительность торможения с нагруженпым ковшом (в сек.), t в — продолжительность разгрузки ковша (в сек.), t’ р — продолжительность разгона с порожним ковшом (в сок.), t’ д — продолжительность равномерного движения с порожним ковшом (в сек.), t’ т — продолжительность торможения с порожним ковшом (в сек.), t п — полное время поворота в забой (в сек.), t’ п — полное время поворота на выгрузку (в сек.).

Техническая производительность — наибольшая возможная выработка машины за час непрерывной работы в определенных условиях. Отличается она от теоретической производительности учетом свойств грунта и размером забоя, в которых используется экскаватор. Влияние свойств грунта сказывается на том, что во время отделения от массива стружки групт разрыхляется. Поэтому объем ковша заполняется меньшим объемом групта, чем по исчислению в плотном теле. Учитывается влияние свойств грунта па заполнение ковша. Кроме того, если угол поворота платформы экскаватора не равен 90°, то необходимо учитывать изменение длительности никла.

На длительность цикла, а следовательно, и на техническую производительность экскаватора влияет следующее:

Техническая производительность определяется формулой:

где: W тех — техническая производительность, измеряемая в м3/час в плотном теле, Т цт — продолжительность цикла работы экскаватора в забое (в сек.); определяется хронометражем или принимается равной Т ц с учетом условия работы, К н — коэффициент наполнения ковша грунтом, K р — коэффициент, которым учитывают увеличение объема грунта вследствие разрыхления, q — емкость ковша.

Коэффициент К н наполнения ковша — это отношение объема разрыхленного грунта, набранного в ковш, к емкости ковша; он зависит от конструкции ковша и условий работы экскаватора; значение коэффициента наполнения приведено в табл. 11 .

Таблица 11 . Значение коэффициентов технической производительности одноковшовых экскаваторов

Наибольшее аначенне К р

I (супесчаный грунт)
I (торф и растительный грунт)
II (средний суглинок)
III (тяжелый суглинок)
IV (глина тяжелая)

Производительность одноковшовых экскаваторов определяется многими факторами: конструкцией машины, уровнем организации производства земляных работ, состоянием и качеством грунта и забоя, квалификацией машиниста и техническим состоянием машины.

Различают четыре вида производительности: конструктивную (теоретическую), техническую, эксплуатационную и нормативную.

Конструктивная производительность – количество продукции (в тоннах или кубических метрах), которое может выработать экскаватор в единицу времени (обычно за час) при непрерывной его работе.

Конструктивная производительность определяется по формуле:

Пk = 60 · g · n (м3/ч), где:

g – геометрическая вместимость ковша, м3;

n – число циклов в единицу времени (мин) при расчетных условиях;

Техническая производительность – должна соответствовать конкретным условиям работы в забое:

ПТ = 60 · g kн · n/Кр, где:

g – объем ковша м3;

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, квалификации машиниста.

Эксплуатационная производительность экскаваторов — средняя фактическая производительность (м3/ч) экскаватора при работе в конкретных условиях с учетом неизбежных простоев: потерь 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.

Пэ = Пт · kв = 60 · g · kн kв n/Кр, 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.

tц = tk + tn + tв + tn, где:

tk – продолжительность копания (10 – 20сек)

tn – продолжительность поворота на выгрузку (4 – 6сек)

tв – продолжительность выгрузки (3 – 5сек)

tn – продолжительность поворота в забой (2 – 3сек)

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.

Теоретическая производительность экскаватора в разрыхленной массе определяется по формуле

где Е – емкость ковша, м 3 ;

n – число ковшей, разгружаемых в минуту.

Для многоковшовых экскаваторов значение n дается в технической характеристике, а для одноковшовых оно определяется по формуле

где Т_ц.т – теоретическая продолжительность рабочего цикла, с.

Тогда , м 3 /ч (4.8)

Теоретическая производительность экскаватора приводится в паспорте, поэтому она также называется паспортной.

Техническая производительность экскаватора – максимальная часовая производительность экскаватора при непрерывной его работе в конкретных горно-геологических условиях. Часовая техническая производительность в плотной массе для многоковшовых экскаваторов определяется по формуле

где К_э – коэффициент экскавации К_э=К_н.к/К_р.к К_н.к – коэффициент наполнения ковша; К_р.к – коэффициент разрыхления породы в ковше; К_з – коэффициент забоя, учитывающий влияние вспомогательных операций.

где t_р – длительность работы экскаватора с одного положения или при одном направлении движения ротора, с; t_в – длительность одной передвижки или перемены направления движения ротора, с.

Часовая техническая производительность в плотной массе для одноковшовых экскаваторов определяется по формуле

где Т_ц.р – расчетное время рабочего цикла экскаватора в данном забое, зависящее от вида разрабатываемых пород и угла поворота экскаватора к разгрузке, с.

где t_ч— время черпания, с; t_р – время разгрузки ковша, с; t_п.р , t_п.з – время поворота соответственно с месту разгрузки и к забою, с.

В наибольшей степени совершенство организации работ характеризует годовая производительность. Сменная эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле

где Т_см – продолжительность смены, ч;

К_и.э – коэффициент использования экскаватора во времени, зависящий от типа

применяемого оборудования в смежных технологических процессах.

Годовая эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле

где N_дн – число рабочих дней в году;

n_см – число рабочих смен в сутки.

Дата публикования: 2015-07-22 ; Прочитано: 4737 | Нарушение авторского права страницы

Определим сменную эксплуатационную производительность одноковшового экскаватора, работающего в цикличном режиме, с учетом забойных условий и технологических характеристик процесса выемки грунта устанавливают по формуле

где 60 t_см = 60·8 = 480 мин/смену – продолжительность смены в минутах;

n_э – количество циклов экскавации, цикл/мин;

По существу этот параметр нормативный и определяется по формуле

где t_цэ1 =28,7 с , t_цэ2 = 28,0 с – длительность цикла экскавации
(таб. 14, прил. А)

n_э1 =60 / 28,7=2,09 цикл/мин, n_э2 =60 / 28= 2,14 цикл/мин.

q_э =1,6 м 3 /цикл – вместимость ковша экскаватора;

К_н = 1 – коэффициент наполнения ковша грунтом;

К_р =1,1 – коэффициент разрыхления грунта;

К_во1 = 0,82 , К_во2 = 0,75 – коэффициент использования сменного времени при работе экскаватора навымет (в отвал) [2, прил.3];

К_вт1 =0,71, К_вт2 =0,63 – коэффициент использования сменного времени при погрузке грунта в транспорт [2, с.82].

К_т – коэффициент снижения рабочего времени за счет подачи транспорта.

П_э1=480· 2,09 · 1,6 · (1 / 1,1) · 0,82 ·0,87=1040,99 м 3 /смену,

П_э2=480· 2,14 · 1,6 · (1 / 1,1) · 0,75· 0,84 = 941,29 м 3 /смену.

Продолжительность экскаваторных работ Т_см, в сменах, при разработке грунта в котловане в заданном объеме выемки определяют по формуле

Т_см =21812,787 /(1040,99 *1) = 20,95=21 маш.-смен

Т_см =21812,787 /(941,29 *1) = 23,17=23,5 маш.-смен

Машиноемкость работ в машино-сменах будет равна

Т_м-см = (21812,787*1,14)/(8*1,0*100) = 31,08 маш.-смен

Т_м-см = (21812,787*1,41)/(8*1,0*100) = 38,45 маш.-смен

где V_э – объем грунта в котловане, предназначенный к выемке экскаватором, м 3 ; П_нР=П_э – сменная эксплуатационная производительность экскаватора (забоя), м 3 /смену; Т_м-см – машиноемкость работ, маш.-смен; N_э – количество одновременно работающих экскаваторов. При N_э =1, Т_см = Т_м-см .

Дата добавления: 2015-08-10 ; просмотров: 1565 . Нарушение авторских прав

Эксплуатационная производительность одноковшовых экскаваторов (м /ч) определяется по формуле

где / — продолжительность рабочего цикла, с; q — геометрическая емкость ковша, м 3 ; — коэффициент наполнения ковша грунтом; к — коэффициент разрыхления грунта; — коэффициент использования рабочего времени.

Числовые значения коэффициентов к^ и к_н для различных групп грунтов следующие:

Продолжительность рабочего цикла устанавливается в результате хронометражных наблюдений. Она зависит не только от группы грунтов, но и от типа экскаватора, от расположения его в забое и транспорта под погрузку, связанного с величиной угла поворота стрелы экскаватора из забоя на выгрузку.

Переменной величиной в вышеприведенной формуле кроме является коэффициент использования рабочего времени, который, не учитывая потерь из-за недостатка транспортных средств, неисправности машин, перебоев в снабжении энергией и топливом и т. п., в значительной степени зависит от характера работы экскаватора (в отвал или транспорт) и от вида и емкости транспортных средств.

При работе одноковшовых экскаваторов в автосамосвалы продолжительность рабочего цикла увеличивается за счет дополнительных затрат времени на установку ковша экскаватора над автосамосвалом. Если эти дополнительные затраты времени учесть особым коэффициентом /г_т, то

формула для определения технической производительности одноковшовых экскаваторов при работе в автосамосвалы (м’/ч) примет следующий вид:

Численные значения коэффициента к_т по данным исследований

проф. Н. Г. Домбровского составляют: 1,07 — для лопат и 1,15 — для драглайнов.

Проведенные в отечественной и зарубежной практике исследования позволили выявить количественное влияние на продолжительность цикла квалификации машиниста, характера разрабатываемого фунта и технологических параметров забоя и оборудования экскаватора. Влияние этих факторов на продолжительность цикла может быть учтено системой коэффициентов (рис. 3.36).

Продолжительность цикла работы экскаваторов при различных видах рабочего оборудования можно определить из выражений: для прямой лопаты

Рис. 3.36. Влияние различных факторов на продолжительность операций цикла механических (/) и гидравлических (2) экскаваторов: а — квалификации машиниста; б — характера грунтов, разрабатываемых прямой лопатой; в — то же, обратной лопатой; г — то же, драглайном; д — длины передвижки; е — размерной группы экскаваторов ; ж- ширинм проходки; з — высоты (глубины) разработки прямой лопатой; и — то же, обратной лопатой; к — то же, драглайном; л — среднего угла поворота на выгрузку; м — длины стрелы; н — угла наклона стрелы; о — заброса ковша

для обратной лопаты

для драглайна

где t , t.t.t — продолжительности операций копания грунта, по-

ворота на выгрузку, разгрузки, поворота в забой для экскаваторов 3-й раз-

мерной группы при среднем угле поворота на выгрузку, равном 70°, средней глубине (высоте) копания 1,5 м, а при разработке грунта / группы — с нормальными параметрами рабочего оборудования (табл. 3.8); коэффициенты, учитывающие влияние: к q — квалификации машиниста (рис. 3.36,

1. Цель:

1.Изучить, устройство и рабочий процесс одноковшовых экскаваторов с гидравлическим приводом.

2.Вычертить принципиальную схему экскаватора и описать его работу

3.Определить эксплуатационную производительность экскаватора при заданных условиях работы.

Таблица 3.1 – исходные данные для расчёта

Показатели Индекс машины Категория разрабатываемого грунта Коэффициент разрыхления, Коэффициент влияния трудности разработки, Коэффициент наполнения ковша, Вариант №2 ЕА-17 I 1,15 1,0 0,95 Показатели Коэф-ты пропо-ти, ; Копание, Поворот на выгрузку, Выгрузка, Поворот в забой, Задание для вычерчивания Вариант №1 1,65 1,65 1,65 1,21 Прямая лопата

2. Схема и ее описание:

Конструкция гидравлических экскаваторов

Экскаваторы – это самоходные землеройные машины с ковшовым рабочим оборудованием, предназначенные для разработки грунтов с перемещением их на сравнительно небольшие расстояния в отвал или в транспортные средства.

По характеру рабочих процессов различают экскаваторы цикличного и непрерывного действия. К экскаваторам цикличного действия относятся одноковшовые экскаваторы.

Одноковшовые экскаваторы с гидравлическим приводом — это многомоторные машины с жесткой подвеской рабочего оборудования, у которых для передачи мощности от двигателя к рабочим меха­низмам используется гидравлический объемный привод. По сравнению с механическими гид­равлические экскаваторы имеют более широкую номенклатуру сменных рабо­чих органов, что значительно расширя­ет их технологические возможности и обеспечивает высокий уровень механиза­ции земляных работ.

Гидравлический привод позволяет: значительно упростить кинематику
трансмиссии и рабочего оборудования; расширить номенклатуру сменного ра­бочего оборудования; уменьшить габариты машины; рационально совмещать рабочие операции; максимально использовать мощность силовой установки; повысить мобильность и универсальность машин и улучшить качество выпол­няемых работ.

Различают гидравлические экскаваторы с шарнирно-рычажным и телескопическим рабочим оборудованием. Основными рабочими движениями шарнирно-рычажного оборудо­вания являются изменение угла наклона стрелы, поворот рукояти с ковшом относительно стрелы и поворот ковша относительно рукояти, телескопическо­го — выдвижение — втягивание телескопической стрелы.

Рисунок 3.1 – Рабочее оборудование прямая лопата:

1– стрела, 2– рукоять, 3– ковш, 4,5,6 –гироцииндр.

Широко применяется на экскаваторах 4-6-й размерных групп и предназначена для разработки грунта как выше (пре­имущественно), так и ниже уровня стоянки машины, а также для погрузочных работ.

Копание грунта осуществляется поворотом рукояти и ковша, движущегося от машины в сторону забоя. Толщину стружки регулируют подъемом или опусканием стрелы. При разгрузке ковш поворачивают гидроцилиндром 4. Прямой лопатой с пово­ротным ковшом можно производить планирование и зачистку основания забоя.

3. Расчёт:

Эксплуатационная производительность одноковшового экскаватора определяется по формуле:

где q – вместимость ковша (q=0,65 м 3 );

k_н – коэффициент наполнения ковша ( =0,95);

k_р – коэффициент разрыхления грунта (k_р =1,2 );

k_в – коэффициент использования экскаватора по времени (k_в = 0,85);

где t_к – продолжительность копания (t_к =3,86с);

t_п – продолжительность поворота на выгрузку ;

t_в – продолжительность выгрузки ;

t_з – продолжительность поворота в забой .

где m – масса экскаватора, т (17,5 т) .

Вывод: в результате выполнения лабораторной работы было изучено устройство и рабочий процесс одноковшовых экскаваторов с гидравлическим приводом. Рассчитали эксплуатационную производительность экскаватора при заданных условиях работы.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Различают производительность экскаваторов:

• теоретическую (паспортную);
• техническую;
• эксплуатационную.

Теоретическая (паспортная) производительность — количество горной массы (в тоннах или кубометрах), которое может быть вынуто в единицу времени при непрерывной работе экскаватора, исходя из его конструктивных параметров.

Для мехлопат теоретическая производительность рассчитывается при угле поворота к разгрузке, равном 90°, высоте черпания, равной высоте напорного вала, и номинальной скорости поворота к разгрузке в отвал.

Для драглайна угол поворота принимается равным 135°.

Для многоковшовых экскаваторов теоретическая производительность рассчитывается по числу ковшей, разгружающихся в единицу времени, при номинальной скорости резания. Коэффициент наполнения ковша и коэффициент разрыхления породы в ковше принимаются равными единице.

Теоретическая производительность (м 3 /ч) экскаватора в разрыхленной массе определяется по формуле

где Е — вместимость ковша, м ;
n_к — число ковшей, разгружающихся в минуту.

Для многоковшовых экскаваторов значение n_к дается в технической характеристике, а для одноковшовых оно определяется по формуле

где Т_ц.т — теоретическая продолжительность рабочего цикла, с.

Подставив в формулу (4.8) значение n_к , получим формулу для определения производительности одноковшового экскаватора

Теоретическая производительность экскаватора приводится в паспорте, поэтому она называется также паспортной.

Техническая производительность — максимальная часовая производительность экскаватора при непрерывной его работе в конкретных горнотехнических условиях. Техническая производительность зависит от конструктивных параметров экскаватора, экскавируемости пород, коэффициента наполнения ковша, коэффициента разрыхления породы в ковше, параметров забоя и условий разгрузки (разгрузка на отвал или в транспортные средства). Параметры забоя оказывают влияние на продолжительность вспомогательных операций (передвижка и уборка негабарита для одноковшовых экскаваторов, передвижка роторных экскаваторов и др.).

Часовая техническая производительность в плотной массе (м ) для многоковшовых экскаваторов определяется по формуле

где: k_э — коэффициент экскавации;
k_н.к — коэффициент наполнения ковша;
k_р.к — коэффициент разрыхления породы в ковше;
k₃ — коэффициент забоя, учитывающий влияние вспомогательных операций;

t_р — продолжительность непрерывной работы экскаватора с одного положения или при одном направлении движения ротора, с;
t_B — продолжительность одной передвижки или перемены направления движения ротора, с.

Часовая техническая производительность в плотной массе (м ) для одноковшовых экскаваторов определяется по формуле

где Т_Ц.Р — расчетная продолжительность рабочего цикла экскаватора в данном забое, зависящая от типа разрабатываемых пород и угла поворота экскаватора к разгрузке, с.

Значения коэффициентов k_н.к, k_р.к , k_э определяются в зависимости от свойств экскавируемых пород, вместимости и формы ковша, квалификации машиниста и др. Для неразрыхленных пород значения этих коэффициентов зависят в основном от типа породы. При разработке разрыхленных полускальных и скальных пород значения коэффициентов k_н.к, k_р.к , k_э зависят в основном от кусковатости пород в развале и размеров ковша. Для ориентировочных расчетов при средней степени дробления породы взрывом они могут быть приняты по табл. 4.5.

Таблица 4.5 — Значения коэффициентов k_р.к, k_н.к , k_э

Расчетная продолжительность (с) рабочего цикла одноковшовых экскаваторов при совмещении вспомогательных операций (опускание ковша для черпания и разгрузки, подтягивание и выдвижение рукояти и др.) с основными операциями определяется по формуле

где: t_ч — продолжительность черпания, с;
t_р — продолжительность разгрузки ковша, с;
t_п.р, t_п.з — продолжительность поворота экскаватора соответственно к месту разгрузки и к забою, с.

Значения t_ч, t_п.р, t_р, t_п.з зависят от свойств пород, параметров забоя и угла поворота экскаватора к разгрузке. Для ориентировочных расчетов продолжительность рабочего цикла в средних условиях разработки при угле поворота экскаватора 135° можно принимать по табл. 4.6. Значения k₃ изменяются в пределах 0,85-0,9.

Таблица 4.6 — Продолжительность рабочего цикла

Эксплуатационная производительность экскаватора определяется с учетом использования рабочего времени, что связано с неизбежными организационными и технологическими простоями (прием смены, осмотр и смазка узлов, ожидание подвижного состава и др.). Эксплуатационная производительность меньше технической. Она отражает степень совершенства организации выемочно-погрузочных работ, смежных основных и вспомогательных работ (транспортирование горной массы, подготовка горных пород к выемке и др.). Эксплуатационная производительность расчитывается за смену, сутки, месяц, год. При расчете производительности за месяц и год учитываются потери времени на ремонты. В наибольшей степени уровень организации работ характеризует годовая производительность. Сменнная эксплуатационная производительность экскаватора (м ) приближенно определяется по формуле

где Т_см — продолжительность смены, ч;
k_и.э — коэффициент использования экскаватора во времени, зависящий от типа применяемого оборудования в смежных технологических процессах, организации производства и других факторов.

Приближенные значения k_и.э приведены в табл. 4.7.

Таблица 4.7 — Значения коэффициента использования экскаватора во времени

Годовая эксплуатационная производительность экскаватора (м 3 ) определяется по формуле

где N_Д — число рабочих дней экскаватора в году;
n_см — число рабочих смен в сутки (на большинстве карьеров nсм = 3).

Число рабочих дней экскаватора в году зависит от режима работы карьера (круглогодовой, сезонный и др.). Одноковшовые экскаваторы работают круглый год. При работе с выходными днями N_Д = 240..250. На вскрышных работах, где мощное оборудование работает без выходных дней, N_Д = 280..290. Число рабочих дней для экскаваторов непрерывного действия на вскрышных работах зависит отлродолжительности вскрышного сезона и изменяется от 230 (для южных районов страны) до 175 дней (для северных районов).

На угольных и железорудных карьерах годовая производительность вскрышных экскаваторов ЭКГ-4,6, ЭКГ-8И, ЭШ-15/90 составляет соответственно 1200..1400, 2000..2500, 3500..3600 тыс.м 3 . Лучшими экскаваторными бригадами достигнуты более высокие показатели.

Удельные затраты на выемочно-погрузочные работы зависят от свойств горных пород, качества подготовки их к выемке, организации работ.

Дата публикования: 2014-12-11 ; Прочитано: 2510 | Нарушение авторского права страницы

Как рассчитать производительность техники для строительной компании

Строительная компания готовится разрабатывать новый проект. Какого производителя выбрать, какие модели и в каком количестве, чтобы как можно быстрее выйти на плановую производительность, а заодно и быстрее окупить новые машины? Или предприятие хочет обновить существующий парк, чтобы увеличить темпы и объемы добычи. Наугад определять класс техники — так легко ошибиться на долгосрочных проектах. Можно промахнуться и на короткой дистанции. Например, если окажется, что производительность нового экскаватора не соответствует производительности остальной техники в технологическом процессе.

Как программа Komatsu помогает подбирать технику для нового объекта

Перед тем, как закупить машины на проект, на предприятии составляется бизнес-план. Его подготовку можно условно разделить на несколько этапов.

1. Компания определяет источники финансирования и объем средств, который она готова вложить в закупку техники.
2. Составляет перечень машин, которые нужны, чтобы технологический процесс был непрерывным.
3. Изучает рынок предложений техники
4. Рассчитывает финансовую составляющую эксплуатации техники (цена приобретения, стоимость эксплуатации, сроки окупаемости техники).
5. Сопоставляет возможности техники с производственными мощностями и плановыми показателями.

На этапах со 2-го по 5-й компании-клиенту способен помочь дистрибьютор техники.

Предприятия, как правило, подбирают технику, сопоставляя модели разных производителей по цене приобретения, стоимости владения, производительности и итоговых данных в виде себестоимости тонны или кубометра произведенного материала.

В этом им помогают дистрибьюторы, которые рассчитывают количество и класс техники под задачи предприятия, с учетом логистики объектов и других вводных данных. Специально обученные специалисты — application engineers (проектные инженеры) — замеряют производительность участка за определенный отрезок времени (несколько часов или смену), сопоставляют эти данные со статистикой клиента за более долгий срок (например, за год) и с плановой производительностью объекта. По этим вводным моделируется совместная работа различных видов и моделей техники, как уже существующей в парке клиента, так и новой, которую тот планирует приобрести. У Komatsu для этого есть программа OFR (Optimum Fleet Recommendation — «Рекомендации по оптимизации парка техники»). Расскажем подробно, как работает программа и для чего нужны OFR-отчеты.

Что показывают OFR-отчеты

Это вид сверху на карьер, где добывают строительный песок для производства бетона и кладочных растворов. Владелец карьера, многопрофильная строительная корпорация, пригласила application engineer от «КОМЕК», чтобы подобрать оптимальную новую технику. Клиенты рассчитывали увеличить производительность, приобретя новый бульдозер для вскрышных работ и 20–30-тонный экскаватор для работы на вскрышном участке.

Как рассчитывалась производительность экскаваторов Komatsu

Вводные данные, с которыми работал «КОМЕК»:

• плановый режим работы карьера: дни/год и часы/смена;
• объем вскрышных работ;
• объемный вес грунта в тоннах на кубометр;
• коэффициент разрыхления грунта;
• действующая на карьере техника и ее показатели:
• часовая производительность экскаваторов клиента (ЭО 4121);
• объем кузова самосвалов и плечо отката самосвалов до отвала;
• средняя продолжительность рейса самосвала;
• максимально возможный объем перемещения грунта действующей техникой клиента;
• производительность комплекса при использовании экскаваторов Komatsu PC220-8M0, РС300-8M0 и PC400SE-7:

1. с самосвалами клиента (КрАЗ-255 с объемом кузова 8,8 м3);
2. с возможной заменой самосвалов на 20-тонные Камаз-6520.

Расчеты текущей эффективности техники на карьере показали: машины сильно изношены (коэффициент технической готовности — не выше 50 %), нет смысла даже использовать два самосвала на один экскаватор, его загрузка будет всего 46 %.

Моделирование с новыми экскаваторами Komatsu дало такую картину:

Если заменить экскаватор клиента ЭО 4121 на экскаваторы Komatsu PC220 и РС300 с двумя самосвалами на каждый, производительность составит 161 и 185 м³/час. Эффективность использования экскаваторов составит 72 и 70 %, самосвалов — 75 и 82 %. Но отчеты составляются непредвзято. Потому исследователь отметил: самосвалы КрАЗ в этом случае будут работать на пределе своих возможностей. Из-за огромной наработки они просто не смогут достигнуть расчетных показателей, новые экскаваторы будут простаивать и не принесут владельцу той прибыли, на которую он рассчитывает.

Максимальную производительность на карьере можно было бы получить, заменив парк самосвалов на более новые машины большей вместимости, а экскаватор — на РС400-7SE.

Но в данной ситуации полная замена всей техники в цепочке — это совсем не те расходы, на которые рассчитывал клиент.

Как рассчитывалась производительность бульдозеров Komatsu

В исследовании отдельно считалась производительность бульдозеров Komatsu на вскрышных работах в этом же карьере.

Для расчетов использовались характеристики бульдозеров Komatsu D65EX-16 и Komatsu D155-А5: их производительность без предварительного рыхления грунта и с использованием рыхлительного оборудования.

Учитывались такие вводные:

• тип грунта;
• заполняемость отвала;
• возможное проскальзывание гусениц;
• скорость перемещения земснаряда;
• расстояние перемещения.

Расчеты показали такую производительность бульдозеров на песчаном карьере (при среднем расстоянии перемещения и рыхления 40 м).

Моделирование производительности бульдозеров при совмещении рыхления и толкания грунта.

В итоговых рекомендациях клиенту значилось: с бульдозером D155-А5 с полусферическим отвалом выемка 15 000 м³ без предварительного рыхления займет 5 рабочих смен по 11 часов. А если совмещать рыхление и толкание, то 13 рабочих смен.

Итак, в отчете владелец карьера получил объективный аудит производительности его объекта и парка техники и советы, как и за счет чего можно нарастить эффективность работ. Так получилось, что клиента фактически отговорили от приобретения экскаваторов, раз его парк самосвалов не позволяет реализовать их возможности. В итоге компания арендовала у «КОМЕК МАШИНЕРИ» тяжелый бульдозер на этот карьер.

Можно ли получить больше данных?

Отчет может быть еще более подробным. Например, по желанию заказчика можно рассчитать стоимость владения техникой на несколько лет вперед с учетом сроков и объемов ТО и плановых ремонтов, а также итоговую себестоимость тонны вывезенного материала. Но все зависит от задач клиента.

Например, расчеты парка техники в программе OFR широко применяются в горном деле. Но в строительстве иные горизонты планирования. Моделирование со множеством параметров техники и с детальной привязкой к местности, грунтам и проч. полезно для стационарных объектов, например для песчаных или щебеночных карьеров. То есть там, где работа идет много лет подряд с цикличными передвижениями. В дорожном строительстве или нефтегазе работа сезонная, и здесь действуют иные закономерности и правила расчета эффективности спецтехники.

Что такое производительность экскаватора

Вы здесь: Главная Технология СП Лекции ТСП Земляные роботы Производительность одноковшовых экскаваторов

Главное меню

Строительные работы

Производительность одноковшовых экскаваторов

Различают четыре вида производительности:

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

П_k = 60 · g · n; (м 3 /ч)

где: g — геометрическая вместимость ковша, м 3 ;

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

2.Техническая производительность — должна соответствовать конкретным условиям работы в забое:

где: g — объем ковша м 3 ;

k_H — коэффициент наполнения ковша;

k_p — коэффициент разрыхления грунта;

n — число циклов в минуту в конкретных условиях забоя;

Высокопроизводительные одноковшовые экскаваторы

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

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

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

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

k_p — коэффициент разрыхления 1,1 — 1,3;

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

где: t_ц — продолжительность одного цикла, с.

В свою очередь, t_ц

где: t_k — продолжительность копания (10 — 20 сек)

t_n — продолжительность поворота на выгрузку (4 — 6 сек)

t_в — продолжительность выгрузки (3 — 5 сек)

t_n — продолжительность поворота в забой (2 — 3 сек)

4.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.

Источник https://silite.spb.ru/fasad/ekspluatacionnaya-proizvoditelnost-ekskavatora

Источник https://www.komek.ru/staty/kak-rasschitat-proizvoditelnost-tekhniki-dlya-stroitelnoy-kompanii/

Источник http://hydrotechnics.ru/Obshchie-usloviia-vypolneniia-zemlianykh-robot-Razrabotka-grunta-odnokovshovym-mnogokovshovymi-ekskavatorami/Proizvoditelnost-odnokovshovykh-ekskavatorov

Источник

➜