2.2. Рабочее оборудование

Рабочим оборудованием называется комплекс узлов экскаватора, содержащий рабочий орган (например, ковш, крюк или грейфер, с помощью которого копают грунт, поднимают груз, захватывают сыпучие и кусковые материалы) и обеспечивающий его действие в зоне работы экскаватора.

Основной рабочий орган экскаватора - ковш - предназначен для копания, удерживания при перемещении и разгрузки грунта или другого материала. Копанием называется одновременное срезание грунта и заполнение им ковша. Срезаемая часть грунта называется стружкой.

Рабочий цикл экскаватора состоит из следующих операций:

Собственно копание грунта (срезание грунта и заполнение им ковша).

Выведение ковша с грунтом из забоя, чтобы обеспечить возможность беспрепятственного поворота платформы.

Перемещение заполненного грунтом ковша к месту разгрузки, для чего или поворачивают платформу с рабочим оборудованием (у полноповоротных), или только рабочее оборудование (у неполноповоротных машин).

Разгрузка грунта из ковша в отвал или в транспортное средство.

Перемещение ковша (поворот платформы) к забою.

Опускание ковша для подготовки к следующей операции копания.

Базовая машина одноковшового экскаватора обеспечивает функционирование различного рабочего оборудования. Последнее может выполняться сменным. Рабочее оборудование для копания грунта называют основным, а рабочее оборудование для выполнения других операций — дополнительным.

2.3. Исходные данные.

Рабочее оборудование – Обратная лопата

Категория разрабатываемого грунта –II

Вместимость ковша q, – 0,5

Наибольшая глубина копания , м –5,3

Вид грунта – Суглинок

Удельное сопротивление грунта копанию , МПа – 0,1

Коэффициент разрыхления грунта – 1,2

Коэффициент наполнения ковша – 1,0

Ходовое оборудование –гусеничное

Рабочее оборудование: стрела – составная,

рукоять – удлиненная.

2.4. Определение линейных размеров ковша

2.4.1. Определение линейных размеров рабочего оборудования (рисунок 2.1)

=

=

= = 0,84 м

=

=

= = 0,38 м

; α=50°; ;

Рисунок 2.1. Линейные размеры ковша

Коэффициент пропорциональности продолжительности цикла: копание – поворот на выгрузку – выгрузка – поворот в забой, составляет .

Вычисляем продолжительность цикла:

Техническая производительность одноковшового экскаватора :

Эксплуатационная производительность:

2.5. Пути повышения производительности

Производительность экскаватора измеряется объемом разработанного в единицу времени грунта. Эксплуатационная производительность зависит от конструкции и параметров рабочего оборудования экскаватора, условий его работы и организации экскаваторных работ.

К конструктивным факторам, влияющим на производительность экскаватора, относятся: мощность силовой установки, емкость ковша, количество ковшей (для многоковшовых экскаваторов), размеры и скорости движения рабочего органа, продолжительность рабочего цикла (для одноковшовых экскаваторов).

Мощность силовой установки и все другие параметры экскаватора рассчитываются на наиболее тяжелые условия работы .машины. Поэтому эффективность использования экскаватора в конкретных производственных условиях зависит от знания обслуживающим персоналом конструктивных возможностей машины и умения использовать их, не допуская ухудшения технического состояния машины.

Например, многие одноковшовые экскаваторы предназначаются для разработки грунтов II—IV группы. Кинематический расчет этих экскаваторов и расчет их на прочность выполняются для условий работы в грунтах IV группы. Следовательно, при работе в грунтах II и III группы экскаватор имеет определенный резерв мощности силовой установки и прочности конструкций.

Используя этот резерв, передовые машинисты при работе в легких для разработки грунтах применяют облегченные ковши повышенной емкости. Благодаря этому производительность экскаватора возрастает на 15—20%.

Повышение емкости ковшей производилось наращиванием их стенок или изготовлением новых ковшей в мастерских строительных организаций. При этом нерационально затрачивалось большое количество металла. Учитывая опыт передовых организаций, эксплуатирующих машины, экскаваторные заводы в настоящее время поставляют ковши увеличенной емкости почти для всех моделей строительных экскаваторов. За последние годы получили широкое распространение ковши с полукруглой режущей кромкой конструкции ЦНИИС Государственного производственного комитета по транспортному строительству. Применение этих ковшей позволяет повысить производительность экскаваторов при выполнении основных видов земляных работ.

Одним из элементов повышения производительности одноковшовых экскаваторов является создание на базе машин цикличного действия экскаваторов непрерывного действия с роторным рабочим органом и отвальным транспортером, что приводит к увеличению производительности экскаваторов в 2,5—3 раза.

Большое значение для повышения производительности одноковшовых экскаваторов имеет сокращение продолжительности рабочего цикла экскавации, величина которого зависит от квалификации машиниста. Сокращение продолжительности рабочего цикла достигается обеспечением равномерной загрузки двигателя при выполнении основных операций цикла (резание грунта, подъем и поворот ковша) и совмещением отдельных операций. Известно, что максимальную нагрузку механизмы экскаватора имеют в период окончания загрузки ковша, когда сопротивление грунта резанию достигает наибольшей величины. Если в этот момент двигатель резко уменьшит число оборотов, тс скорости подъема наполненного ковша и поворота его на разгрузку будут минимальными, продолжительность рабочего-цикла увеличится. Для сокращения затрат времени на выполнение этих операций квалифицированные машинисты при загрузке ковша регулируют толщину срезаемой стружки так, чтобы к концу операции резания грунта двигатель развивал нормальные рабочие обороты. Такой режим работы двигателя позволяет сразу же после выхода ковша из грунта осуществлять одновременно подъем ковша на необходимую высоту и поворот его к месту разгрузки. Совмещение этих операций способствует сокращению продолжительности рабочего цикла на 15—20%.

Условия работы экскаватора характеризуются физическими свойствами и составом разрабатываемого грунта, состоянием его в момент разработки (влажный, мерзлый), размерами забоя, временем года и т. п. Уменьшение влияния этих условий на производительность экскаватора достигается правильным выбором типоразмера экскаватора для конкретных условий работы на данном объекте, своевременной подготовкой грунта к разработке (отвод поверхностных и снижение уровня грунтовых вод, разрыхление мерзлых грунтов), рациональной установкой экскаватора в забое и т. д.

Для повышения производительности одноковшовых экскаваторов большое значение имеет соответствие размеров забоя параметрам рабочего оборудования экскаватора, а также рациональное использование этих параметров в конкретных условиях работы.