4.Расчет технических параметров и выбор землеройных машин

Механизированная разработка грунта по отрывке котлована может производиться землеройными и землеройно-транспортными машинами. Выбор обуславливается прежде всего размерами котлована. Землеройные машины используются, как правило, при отрывке относительно глубоких котлованов (H_к>1,5 м), а землеройно-транспортные – более мелких и большой протяженности в плане.

При отрывке котлованов землеройными машинами основными техническими показателями, по которым производится подбор одноковшовых экскаваторов, являются емкость ковша экскаватора V_ковша, глубина копания (резания), равная глубине котлована H_к, радиус копания (резания)R_к, радиус выгрузки R_в и высота

Рис. 8. Расчетная схема работы экскаватора.

Выгрузки H_в, принимаемая равной несколько выше высоты отвала H_отв, определяющим же является общий объем разрабатываемого грунта ∑V_в.

Приступим к подбору экскаватора.

Так как ∑V_в=10918 м³ исходя из рекомендаций, рекомендуемый V_ковша=0,8м³

Требуемые значения R_к и R_в рассчитываются по проходке, при которой экскаватор работает навымет. При этом они определяются из условия, что

R_к + R_в ≥ В_з /0.8

Где В_з – ширина крайнего расчетного забоя, м.

Учитывая также, что R_к экскаватора в среднем на 15…25 % больше R_в, ориентировочно получаем:

R_к=0.7 Вз=0.7 22,28=15,6 м.

R_в = 0.57 Вз=0.57 22,28=12,7 м.

Ширина крайнего забоя В_з складывается из ширины зоны разработки грунта навымет b_з, заложения откоса m_*Hк, половины ширины отвала грунта на берме b_отв и допустимого расстояния b(принимаемого не менее1 м) от подошвы отвала до бровки котлована:

В_з=b_з+m H_к+b+b_отв=10,98+0.85 3.6+1.5+6,74=22,28 м.

b_отв = ( b_з H_к К_п.р.)^0.5=(10,98 3.6 1.15)^0.5=6,74 м.

b_з = V_отв/(l_з H_к )=8453/(213.8 3.6)=10,98 м.

где

l_з= L_кн+В_кн+L_кв+В_кв=50,4+50,4+56,52+56,52=213.8 м.

– средняя длина зоны разработки грунта навымет (вдоль отвала)

Определили все необходимые параметры требуемого экскаватора:

V_ковша =0,8 м³

Н_коп=3.6 м

R_к=15,6 м

R_в = 12,7 м

Производим подбор по ЕНиРE2-1-11. В результате получили, что всем параметрам соответствует экскаватор ЭО-4121А. Его технические характеристики:

V_ковша =1м³

Н_коп^mах=5,8м

R_коп^mах=9м

Н_выгр^max=5м

Мощность=129лс (двигательЯМЗ-238ГМ)

Масса = 19,2т

5.Выбор технических параметров транспортных средств для вывозки лишнего грунта.

При отрывке котлованов землеройными машинами с вывозом излишнего грунта выбор необходимых транспортных средств следует производить исходя из условия соблюдения основного требования комплексной механизации работ – обеспечения бесперебойной работы ведущей машины – экскаватора, производительность которого определяет в конечном итоге общий уровень производительности труда земляных работ.

Основным транспортным средством для перевозки грунта служат, как правило, автосамосвалы, а определяющим расчетным параметром, по которому производится их выбор, является грузоподъемность Q_авт . Последняя выбирается исходя из емкости ковша используемого экскаватора V_ковша и заданной дальности отвозки грунта L_тр..

По условию V_ковша=1м³, L_тр=1.5км, подбираем Q_авт=10т.

Теперь же необходимо найти нужное количество N_авт. исходя из условия обеспечения бесперебойности работы экскаватора т.е.:

N_авт.=Т_ц/τ_п=13.3/3.8 = 3.5

где

Т_ц - продолжительность рабочего цикла одного автосамосвала, мин;

τ_п - продолжительность загрузки грунта экскаватором в кузов одного самосвала, мин.

Длительность рабочего цикла автосамосвала складывается из продолжительности установки его под погрузкуτ_уп , продолжительности загрузки грунта в кузов τп , продолжительности пробега до места разгрузки и обратного холостого пробегаτ_пр. , продолжительности установки под разгрузкуτ_ур , продолжительности разгрузки τр и продолжительности технологических перерывов в течение рейса (маневрирование, пропуск встречного транспорта на разъезде и др.) τ_м , т.е.:

Т_ц = τ_уп + τ_п + τ_пр + τ_ур + τ_р + τ_м=0.4+3.8+4.8+0.8+1.5+2 = 13.3 мин

При выполнении расчетов принимаем:

τ_уп = 0.4 мин

τ_ур = 0.8 мин

τ_р = 1.5 мин

τ_м = 2 мин

Продолжительность пробега автосамосвала до места разгрузки и обратно определяем по формуле:

τ_пр = L_тр 60/υ_гр+L_тр 60/υ_хол=1.5 60/30+1.5 60/50 = 4.8 мин

где:

L_тр - дальность транспортирования грунта, км

υ_гр и υ_хол - скорости автосамосвала в груженном состоянии и при холостом пробеге, км/ч

В расчетах принимаем:

υ_гр = 30 км/ч

υ_хол = 50 км/ч.

Продолжительность работы экскаватора по загрузке грунта в кузов одного

автосамосвала:

τ_п = 0,6 V_авт Н_маш.вр = 0.6 6,3 0.95 = 3,57 мин

где:

V_авт - объем грунта в кузове загруженного автосамосвала, м³ ;

Н_маш.вр= 0.95 маш_*ч - норма машинного времени на разработку 100 м³ грунта с погрузкой в транспортное средство (принимаем по ЕНиР2-1-10)

Объем грунта, загружаемого в кузов одного автосамосвала, определяется по формуле:

V_авт= V_ковша n_эк.к К_н/К_п.р=1 6 1.2/1.15 = 6,3 м³

где

n_эк.к– количество целых экскаваторных ковшей грунта, загружаемых в кузов одного автосамосвала;

К_н - коэффициент действительного наполнения экскаваторного ковша грунтом (принимаем 1.2 – заполнение «с шапкой»).

Количество целых экскаваторных ковшей грунта, загружаемых в кузов одного, находится по формуле (с округлением до ближайшего целого числа):

n_эк.к = Q_авт/(V_ковша γ_гр. К_н / К_п.р.)= 10/(1 1.75 1.2/1.15)=6 ковша

где

γ_гр= 1.75 т/м³– плотность грунта

Окончательно принимаем для транспортировки грунта на свал - 6 самосвалов.