В параграфе 7.6 «Производительность экскаваторов» дан общий подход к определению оптимальных параметров забоев экскаваторов различных типов.


Критерием оптимизации предлагается выбрать эксплуатационную производительность экскаватора.

Расчет производительности возможно вести: а) обычным подходом с обобщенным Кв (см. § 7.6) и б) более подробно, с расчетом Кв отдельно по каждой операции. Последний вариант и излагается ниже.

Рассматриваем работу экскаватора «прямая лопата» в боковом ярусном забое при погрузке грунта на самосвалы. Здесь одним из основных технологических параметров является ширина забоя, которая и влияет на производительность. При этом существует оптимальная ширина забоя, отклонение от которой как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения ведет к снижению производительности экскаватора.

Например, уменьшение ширины забоя по сравнению с оптимальной приводит к уменьшению объема грунта, разрабатываемого с одной позиции (стоянки) экскаватора. Это, в свою очередь, потребует большей частоты передвижения экскаватора и, соответственно, большего общего времени на их осуществление, снижая тем самым коэффициент использования рабочего времени и эксплуатационную производительность экскаватора.

Завышение же ширины забоя приводит к увеличению осредненного угла поворота стрелы экскаватора из забоя на разгрузку. Это увеличивает продолжительность рабочего цикла и, соответственно, снижает техническую и эксплуатационную производительность экскаватора.

Отыскание оптимальной ширины забоя, обеспечивающей максимум производительности, и является целью приведенного решения.

Расчетная схема забоя с основными размерами представлена на рис. 1: в плане и в разрезе. Здесь :

0 - ось забоя, проходящая по середине его подошвы;

ЦЗ - центр тяжести точек выхода ковша из забоя;

Ц - ось, проходящая через центры забоев (ЦЗ);

Э - ось эк­скаваторного хода;

Т - ось хода транспортных средств;

ЦТ - центр тяжести точек разгрузки ковша в транспортное средство (или в отвал).

Техническую часовую производительность экскаватора запишем в виде:

Пт=Qцц, (1)

где Qц - объем грунта в ковше, приведенный к естественной плотности в

выемке;

Тц - продолжительность цикла экскаватора.

 

 

 

Рис.1

 

Эксплуатационная производительность будет

Пэтв . (1а)

 

Здесь введем выражение:

Кв= Км* Кп* Крв* Кв´

, (1б)

 

где Км - коэффициент использования экскаватора во времени, учитывающий

перерывы в подаче автосамосвалов и время их маневрирования при

установке под погрузку;

Кп – то же, коэффициент, учитывающий потери времени на передвижки

экскаватора вдоль забоя;

Крв – коэффициент, учитывающий потери времени на концевые

развороты экскаватора (сюда же относятся и приведенные потери

времени, связанные со снижением производительности экскаватора

при начальной врезке в следующую ленту забоя),

Кв´ – коэффициент, учитывающий прочие потери времени.

 

 

(2)

при условии:

,

где Тм - время на маневрирование (0,5-2 мин) и перерывы в подаче самосвала под погрузку.

 

(2а)

при условии:

,

где Тп - время, затрачиваемое на одну передвижку экскаватора вдоль забоя

(1-4 мин).

Объем грунта, разрабатываемый с одной стоянки экскаватора,

Vп=lп*H*B,

где lп - длина (шаг) передвижки экскаватора;

B – ширина забоя;

H - высота забоя.

 

 

, (3)

 

 

, (3)

где R – средний расчетный радиус резания при заборе грунта;

β - средний расчетный угол поворота экскаватора на выгрузку в радианах

(измеряется между направлениями на центр тяжести точек выхода

ковша из забоя (ЦЗ) и на центр тяжести точек выгрузки грунта из

ковша (ЦВ)).

α=α0т, (3а)

где α0- эксцентриситет забоя (расстояние ЦЗ от оси 0 забоя);

αт - расстояние от границы забоя до оси транспортного хода.

Продолжительность цикла представим в виде:

(4)


.

 

 

. (4а)

при условии:

и ,

где Vл - объем снимаемой экскаватором ленты грунта

(4б)

Здесь Трв - время, затрачиваемое на один концевой разворот экскаватора

(4-7 мин);

Lл - длина ленты грунта, разрабатываемой экскаватором (или длина

одной проходки экскаватора), равная длине карьера. В первом

приближении можно принятьКрв=1,0. Далее

и , (4в)

где вт - ширина транспортного средства;

∆αТ - запас ширины, равный 0,5-1,0м;

α - угол откоса элемента забоя (45º -75º при переходе от сыпучих грунтов

к связным).

Ниже приведены справочные эмпирические зависимости:

,с;

, с∕рад; (5)

;

,м;

;

.

 

 

ЗдесьКтр-коэффициент трудности разработки грунта, зависящий от

его группы (для 1У гр.- 1,0, для гр. 1-У1 - 0.55-1,6);

Мэ - масса экскаватора, т;

Rр - максимальный радиус резания,м;

ηн. в -относительная высота забоя (равна 1 -1,2 при возрастании

группы грунта по трудности разработки);

Нн. в - высота напорного вала на стреле экскаватора;

Rв - максимальный радиус выгрузки.

Из геометрических соотношений имеем предельные величины для ширины забоя (теоретический максимум и технологический минимум).

, (6)

, (6а)

где Rст - максимальный радиус резания грунта на уровне стоянки

экскаватора.

При малых В рекомендуется проверить, не касается ли платформа экскаватора откосов забоя. Проверка легко выполняется графически на плане забоя или по условию

, (6б)

где rхв - радиус хвостовой части экскаватора.

Абсолютная максимальная ширина забоя (физический максимум) и еетехнологический максимум

,

 

, (6в)

где Rв - максимальный радиус выгрузки.

Задавая ряд величин βi , находят соответствующие им производительности Пiэ и строят график функции Пэ=f(β , В), представленный на рис.2, по которому находят оптимальный угол поворота экскаватора βопт, соответствующий максимуму эксплуатационной производительности Пэmax. По величине βопт находят остальные технологические параметры, в том числе оптимальную ширину забоя Вопт и уточняют расчетом величину Пэmax.

Эта производительность может служить основой для уточнения: необходимого количества экскаваторов, проектного потока грунта, а также срока строительства (путём обратного перерасчёта).

Отметим, что здесь повышение производительности достигается без каких-либо дополнительных затрат, лишь изменением геометрических параметров технологического процесса.


Рис.2

 

 



Дата добавления: 2021-05-28; просмотров: 285;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.015 сек.