Условия эффективного применения экскаваторов

Чтобы пользоваться формулой (3.19), необходимо убедиться, что условия работы экскаваторов достаточно близки к нормативным. Наиболее существенно влияет на производительность машины группа трудности разработки, которая в нормах традиционно связывается с качественным различием грунтов, не всегда обеспечивающим на практике должную надежность вывода.

Подкрепление его прямым испытанием с помощью плотномера позволяет получить дополнительные ориентиры, которые на технологическом уровне могут быть оценены функционально. Мощность N_э двигателя экскаватора также поддается довольно представительному обобщению и может быть выражена как функция вместимости ковша.

Используя справочные данные как точки в координатах N_э — q_э для аналитического выравнивания методом наименьших квадратов, получим следующие удовлетворительные приближения к фактическим рядам: для экскаваторов с канатным приводом

для экскаваторов с гидравлическим приводом

На рис. 3.56 представлены кривые, иллюстрирующие графически установленные зависимости. Вместимость ковша q_э должна подставляться в м³, а мощность N_э получается в кВт. Подставляя общее выражение Nэ= В (1 + q_э)^в а также выражение (3.19) производительности экскаватора в формулу энергоемкости (2.14), получим

Однако оперировать с энергоемкостью отдельного экскаватора правомерно лишь в редких случаях, например, при работе навымет. Как правило, экскаватор работает с комплектующими машинами, суммарную мощность ΣN_mk которых (если они параллельно не обслуживают других экскаваторов) нужно включать в числитель формулы (2.14).

Кроме того, при использовании ковшей со сплошной режущей кромкой, вместимость которых несколько больше, чем ковшей с зубьями (за счет уменьшения собственной массы), производительность Q_э следует вычислять по фактической вместимости q_э а мощность — по вместимости смежного меньшего типоразмера, например: 0,8...0,65, 1,1...1,0, 1,5...1,25.

Учитывая все эти особенности, а также нередкую потребность в самостоятельном установлении времени цикла, производительности, мощности и т. д., целесообразно использовать для программирования формулу (2.14) и ее компоненты определять и фиксировать порознь. Этому условию отвечает программа 3.1.

Программа 3.1. Вычисление характеристик экскаваторных работ

По адресам 00—05 вычисляется продолжительность цикла, засылаемая в Ра; по адресам 07—14 — часовая эксплуатационная производительность, которая запоминается в Рв; по адресам 16—23 — мощность двигателя экскаватора, которая запоминается в Рс; по адресам 25— 32 — энергоемкость, которая запоминается в Pd, после чего происходит остановка счета. Пользуясь данными табл. 3.5 и формулами (3.20), можно при помощи программируемого микрокалькулятора определить показатели экскаваторных работ, ориентирующие в части рационального выбора той или иной машины. Они лучше воспринимаются в совокупности.

На рис. 3.57 приведены кривые изменения в функции числа ударов плотномера производительности и энергоемкости ряда экскаваторов с близкими характеристиками при работе навымет. Наименьшей производительностью обладают драглайны. Лишь при разработке легких грунтов им уступают прямые лопаты, оборудованные ковшом со сплошной режущей кромкой, но они обладают самой низкой энергоемкостью, тогда как драглайны отличаются обратным качеством.

Рис. 3.57. Изменение производительности и энергоемкости экскаваторов с ростом трудности разработки грунтов, выраженное числом n_уп ударов плотномера: 1 —драглайн ν,= 1 м³, ковш с зубьями; 2—прямая лопата q_э = 0,8 м , ковш со сплошной режущей кромкой; 3 — гидравлическая прямая лопата q, = 0,8 м³; 4 — прямая лопата с канатным приводом, q = 1 м³, ковш с зубьями; 5 — гидравлическая обратная лопата q_э = 1,25 м³, ковш с зубьями

Если не лимитирует выделенное для работы время, предпочтительно использование полукруглого ковша; это несколько снизит затраты энергоресурсов. В противном случае следует ориентироваться на применение универсальных обратных лопат, обладающих наивысшей производительностью, хотя и довольно высокой энергоемкостью, что, очевидно, взаимосвязано. Прямые лопаты как с канатным, так и с гидравлическим приводом имеют достаточно близкие характеристики.

Нормативные показатели экскаваторов-прямых лопат выведены для определенной высоты забоя. Выполнение этого условия подлежит при необходимости самостоятельной проверке.

Комплектующие машины подбираются по выработке экскаватора обычно с некоторым запасом, их мощность ΣN_mk приобретает характер константы. Иначе обстоит дело с включением в машинный комплект транспортных средств, число которых в общем случае получается из отношения Q_э/Q_а, где Q а — производительность перевозочной единицы, в частности, автомобиля, которая в свою очередь зависит от дальности возки. Включение в машинный комплект транспортных средств требует предварительного выяснения ряда специфических вопросов транспортной техники.