Опорные слова и термины. Призма волочения, толщина стружки, заглубление отвала, производительность при резании и перемещении пород

Призма волочения, толщина стружки, заглубление отвала, производительность при резании и перемещении пород, производительность при планировочных работах, заглубление зуба рыхлителя, путь набора породы скрепером, время заполнения ковша скрепера, скрепер с элеваторной загрузкой.

Производительность выемочно-транспортирующих машин зависит от таких факторов как категория породы, состояния породы (влажная, сухая, после дождя, мерзкая корка), совершенства состояния и исполнения рабочего оборудования, опыта оператора, технологии и организации работ.

Теоретическая производительность определяется для идеальных условий работы, при которых учитываются конструктивные особенности машины, параметры рабочего оборудования, мощность двигателей, скорости движения рабочих органов и самой машины.

Техническая производительность машины определяется для конкретных условий работы с учетом свойств породы и коэффициента наполнения рабочего органа. Этот вид производительности характеризует технические возможности машины.

Производительность бульдозера в значительной степени зависит от способа его работы. По мере срезания слоя породы и увеличения призмы волочения возрастает сопротивление перемещению бульдозера. С целью возможно более полной реализации силы тяги бульдозера не рекомендуется врезаться отвалом на постоянную глубину, а более целесообразно в начале цикла срезания заглублять отвал на большую глубину, чем в конце цикла срезания, т. е. работать с переменной толщиной стружки. При работе под уклон можно срезать стружку постоянного сечения на всем пути набора породы, так как в этих условиях появляется некоторый резерв по мощности, а сопротивление перемещению породы впереди отвала (так же, как и сопротивление перемещению самого трактора) значительно меньше, чем при работе по горизонтали или на подъем. Обычно путь, за который бульдозер набирает породу впереди отвала, составляет 5—7 м.

Производительность возрастает, если одновременно работают два спаренных бульдозера, устанавливаемые один от другого на расстоянии 0,25—0,3 м (для пород категорий I и II) и до 0,5 м (для пород категории III). В этом случае, почти в два раза уменьшаются потери породы в валиках за пределами отвала, и фактически увеличивается ширина захвата, поскольку к суммарной длине двух отвалов добавляется длина расстояния между ними, в результате чего производительность увеличивается на 10—15 %.

В зависимости от вида работ эксплуатационную производительность бульдозера определяют по следующим зависимостям:

• при резании и перемещении породы Qэ(м3/ч) составит

Qэ= 3600 VBKB Куклап / Тц,

где VB — фактический объем призмы волочения, м3;

VB=0,5КпL(Н +Н1)2

где Н1=(0,1 ÷ 0,25)Н – высота козырька.

КВ = 0,85÷0,9 — коэффициент использования бульдозера по времени;

Кукл — коэффициент, учитывающий уклон пути (Кукл = 1÷2,25 при уклоне от 0 до 15 %; Кукл

= 1÷0,4 — при подъеме от 0 до 15 %);

ап = 1+βlп — коэффициент, учитывающий просыпи породы из отвала в процессе ее перемещения на пути lп (β = 0,008÷0,04 м-1);

Тц — продолжительность цикла, с:

Тц = lp/vp+ ln/vn+ (lp+ ln)/v0+ tс + to + 2 tпов;

lр и lп — длина пути соответственно при резании (6—10 м) и перемещении породы бульдозером, м; щ, vp и vn — скорости трактора соответственно при резании (vp = 0,4÷0,5), перемещении породы (vn = 0,÷1,1) и обратном ходе (v0 = 1,1÷5), м/с;

tc, t0, tпов — время соответственно на переключение передачи (около 5 с), опускание отвала (1,5— 2,5 с), поворот трактора (10 с);

• при планировочных работах Qэ' (м2/ч) составит

Qэ' = 3600 L(b - a) KВ / Z (L/v + tп),

где L — длина планируемого участка, м; b — ширина полосы за один проход, м; а - 0,3÷0,5 — часть ширины пройденной полосы, перекрываемой при последующем смежном проходе, м; Z = 1÷2 — число проходов по одному месту; v = 0,8÷1,8 —рабочая скорость при планировочных работах, м/с;

tn = 8÷12 — время, затрачиваемое на повороты при каждом проходе, с.

При планировании участка длиной 30—40 м целесообразно работать без разворота трактора, что позволяет значительно сэкономить время.

Для рыхлителя следует выбирать схему работы с наиболее прямолинейными проходами и большими радиусами криволинейного движения, так как при работе на малых радиусах поворотов приходится полностью выглублять зубья, что снижает производительность рыхлителя.

На вязких и прочных породах, а также породах, трудно поддающихся рыхлению, для осуществления рыхления приходится проходить по одному и тому же месту два раза и более.

Теоретическая производительность Qт.р. (м3/ч) рыхлителя находится по формуле

Qт.р= 10-3vpВhp/ Z,

где vp — расчетная скорость движения рыхлителя, км/ч; В — ширина (захват) слоя, разрушаемого одним или несколькими зубьями, м; hp — средняя глубина рыхления, м; Z — число проходов по одному месту.

Ширина захвата одним зубом рыхлителя:

В = Кп[b+2 hptg ψ+t (n3- 1)],

где Кп = (0,85÷0,9) — коэффициент перекрытия; b — ширина зуба, м;

ψ = 15÷60° — угол скола породы, градус (большие значения для более мягких пород); t и nз — соответственно шаг (м) и число зубьев.

Техническая производительность Qтex (м3/ч) скрепера составляет

Qтex= 3600 Е Kн /(KрТц),

где Е — геометрическая вместимость ковша, м3; Кн и Кр — коэффициенты наполнения ковша (Кн

= 0,6÷1,25) и разрыхления породы; Тц — продолжительность цикла, с:

Тц = 3,6 (l1/v1+ l2/v2 + l3/v3+ l4/v4) + tp+ tм

l1, l2, l3, l4 — длина пути соответственно заполнения, транспортирования породы, разгрузки и возврата порожнего скрепера, м;

v1, v2, v3, v4 — средние скорости движения скрепера соответственно при заполнении ковша, груженого, при разгрузке и порожнего, км/ч;

tр и tм — затраты времени соответственно на развороты и маневрирование скрепера, с.

Путь набора породы скрепером

l1= Е КнКп/(0,7 В tс Кр),

где Кп= 1,2÷1,5 — коэффициент, учитывающий потери породы на призму волочения и боковые валики; В — ширина ковша, м; tс — средняя толщина стружки, м.

Производительность скрепера с элеваторной загрузкой определяется по формуле при Кн = 1.

Время наполнения t1 (с) скрепера определяется, как

t1 = Е/ВсhсφсКcvc,

где Вс и hc — соответственно ширина и высота скребка, м; φс = 0,8÷0,9 — коэффициент заполнения межскребкового расстояния; Кс - коэффициент, учитывающий угол наклона элеватора; vc — скорость цепи элеватора, м/с.

Техническая производительность Qтex (т/ч) одноковшового погрузчика при выполнении погрузочно-разгрузочных работ определяется по формуле

где γ — плотность породы, т/м3; Кн — коэффициент наполнения ковша; lк — глубина днища ковша, м; S1 и S2 — расстояние соответственно при отходе машины для разгрузки ковша и при возвращении к штабелю, м; vp и vх — скорости соответственно внедрения ковша в штабель и обратного холостого хода, км/ч; Dк — диаметр гидроцилиндра поворота ковша, см; Пт — теоретическая подача насосов, л/мин; ηоб - объемный кпд; hx и h — ход штока гидроцилиндра ковша соответственно из положения внедрения до запрокинутого положения и полный, см; К3 ≥ 2

— коэффициент замедления заполнения ковша; t0 — время маневрирования транспорта, с (при челночном способе 5—6 с, с поворотом — равно нулю); tn — время переключения передач и золотников гидрораспределителя, с.

Контрольные вопросы

1. Понятие о теоретической, технической и эксплуатационной производительности оборудования.

2. Факторы, оказывающие влияние на техническую и эксплуатационную производительности ВТМ.

3. Определение технической производительности бульдозера при резании и перемещении породы.

4. Определение технической производительности бульдозера при планировочных работах.

5. Составляющие времени цикла бульдозера.

6. Определение технической производительности рыхлителя.

7. Определение технической производительности скрепера.

8. Определение пути набора породы скрепером.

9. Определение времени наполнения скрепера.

10. Определение технической производительности одноковшового погрузчика.

Литература

1. Подэрни Р.Ю. Механическое оборудование карьеров М.: МГГУ, 2003

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.