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/tц;
tц – время одного цикла;
Ке – коэффициент наполнения ковша;
Кв – коэффициент использования экскаватора по времени.
Коэффициенты Ке и Кв 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: Rст – радиус стоянки экскаватора (расстояние от оси вращения платформы до ближайшей линии начала резания грунта); Rраб – рабочий радиус резания грунта; принимается ровным 0,9 максимального радиуса резания (Rmax); Rв – радиус выгрузки грунта; hк – высота копания, обусловленная наполнением ковша при однократном его перемещении по образующей забоя, принимается равной 0,7-0,8 максимальной высоты копания (hк), но не менее трехкратной высоты ковша; lп –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:
- категория грунта (чем категория грунта выше, тем труднее его разработка);
- погодные условия (в зимнее и позднеосеннее время уменьшается наполнение ковша мерзлым грунтом в связи с налипанием его на ковш и намерзанием на нем);
- организация работы и квалификация машиниста-экскаваторщика.
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
(4.7)
где Тц.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 Кэ – коэффициент экскавации Кэ=Кн.к/Кр.к Кн.к – коэффициент наполнения ковша; Кр.к – коэффициент разрыхления породы в ковше; Кз – коэффициент забоя, учитывающий влияние вспомогательных операций.
где tр – длительность работы экскаватора с одного положения или при одном направлении движения ротора, с; tв – длительность одной передвижки или перемены направления движения ротора, с.
Часовая техническая производительность в плотной массе для одноковшовых экскаваторов определяется по формуле
, м 3 (4.10)
где Тц.р – расчетное время рабочего цикла экскаватора в данном забое, зависящее от вида разрабатываемых пород и угла поворота экскаватора к разгрузке, с.
где tч— время черпания, с; tр – время разгрузки ковша, с; tп.р , tп.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 Тсм – продолжительность смены, ч;
Ки.э – коэффициент использования экскаватора во времени, зависящий от типа
применяемого оборудования в смежных технологических процессах.
Годовая эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле
где Nдн – число рабочих дней в году;
nсм – 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