Расчёты оптимальной ширины забоя экскаватора типа «прямая лопата» и уточнение сроков работ
Рассматриваем работу
экскаватора “прямая лопата” в боковом
ярусном забое при погрузке грунта на
автосамосвалы. Здесь одним из основных
параметров является ширина забоя
,
которая и влияет на производительность
экскаватора. При этом существует
оптимальная ширина забоя, отклонение
от которой как в сторону уменьшения,
так и в сторону увеличения ведет к
снижению производительности экскаватора.
Отыскание оптимальной ширины забоя,
обеспечивающей максимум производительности,
и является целью приведенного решения.
Техническую часовую производительность экскаватора запишем в виде:
, (1.62)
здесь – объем грунта в ковше, приведенный к естественной плотности в выемке [2, стр. 11], м3;
– продолжительность циклаэкскавации, ч.
,
(1.63)
при
(1.64)
где – геометрический объем ковша, м3;
– коэффициент наполненияковша;
– коэффициент
разрыхления грунта, для супеси принимается
;
– коэффициент сохранности грунта при переносе или транспортировании [2];
- коэффициент, учитывающий влияние уклона местности ( для уклона );
– коэффициент
эффективности выгрузки (
).
Эксплуатационная производительность:
, (1.65)
где – коэффициент использования рабочего времени, находим по формуле [8]:
,
(1.66)
где
– относительная производительность
основных работ;
- дополнительный
коэффициент использования рабочего
времени машины (
);
– относительное
время выполнения прочих работ j-го
рода, находим по формуле:
, (1.67)
где
– время прочей работы j-го
рода, мин;
– промежуток полного
времени, к которому относится
,
ч.
– ежечасный отдых оператора:
мин,
ч;
– полусменный отдых:
мин,
ч;
–
ежесменный отдых:
мин,
ч;
,
(1.68)
где
– условная производительность выполнения
прочих работ i-го
вида, находим по формуле:
,
(1.69)
где
– абсолютное время выполнения прочей
i-й
работы, м3/сек;
– объем основных
работ, выполненных до начала выполнения
прочей i-й
работы, м3.
– учет времени на замену автомобилей-самосвалов перед экскаватором:
,
(1.70)
,
(1.71)
где – время маневра самосвала перед погрузкой (0,5…2 мин), включая перерыва в подаче самосвалов;
– объем грунта в ковше экскаватора, приведенный к плотному состоянию выемки, м3;
m – число ковшей с грунтом, подаваемых на один самосвал.
– учет времени на переход экскаватора с одной стоянки на другую:
,
(1.72)
,
(1.73)
где – время, затрачиваемое на одну передвижку экскаватора (1…4 мин);
– объем грунта,
разрабатываемого с одной стоянки
экскаватора, м3;
– длина передвижки
экскаватора, м;
– ширина забоя, м;
–высота
забоя, м.
– переход на другой забой;
– переход на другой ярус и т.д.
,
(1.74)
где
– средний расчетный радиус копания
(при заборе грунта), м;
– средний расчетный
угол поворота экскаватора на выгрузку
(рад);
a – частная ширина рабочей зоны экскаватора, находим по формуле:
,при
и
,
(1.75)
где
– эксцентриситет забоя, м;
– расстояние от
границы забоя до оси транспортного
хода, м;
– ширина транспортного
средства, м;
– запас ширины
(0,5…1,0 м);
– расчетный угол
откоса элемента забоя (50 0…75
0).
,
(1.76)
Ниже приведены справочный эмпирические зависимости [2, стр. 31]:
,
с,
,c/рад,
,
м,
,м,
(1.77)
,
м,
,
м,
здесь – коэффициент трудности разработки грунта (0,55…1,0);
– масса экскаватора,
т;
– максимальный
радиус копания грунта, м;
– относительная
высота забоя (1,0…1,2);
–высота
напорного вала на стреле экскаватора,
м;
– максимальный
радиус выгрузки, м;
–рекомендуемая высота забоя, может иметь и другую величину, например, полученную из условия разбивки выемки на отдельные ярусы разработки, при этом расчётная высота забоя будет принята в соответствии с конкретной разбивкой.
Из геометрических соотношений имеем предельные величины для ширины забоя: теоретический максимум и технологический минимум:
,
(1.78)
где
– максимальный радиус резания грунта
на уровне стоянке, м.
,
(1.79)
При малых рекомендуется проверить, не касается ли платформа экскаватора откосов забоя. Проверка легко выполняется графически на плане или по условию:
,
(1.80)
где
–радиус,
описываемый хвостовой частью экскаватора
при поворотах, м.
Абсолютная максимальная ширина забоя (физический максимум) и ее технологический максимум:
,
(1.81)
И
.
(1.82)
Мой проект:
Исходные данные: вид грунта – супесь II категории; число ковшей с грунтом подаваемых на один самосвал ; время маневра самосвала перед погрузкой мин; время одной передвижки экскаватора в забое мин.
Расчёт и результаты:
По формуле (1.64)
.
;
;
;
;
.
По
формуле (1.63)
м3.
;
;
.
:
по формуле (1.70)
с
(время на маневрирование и перерывы в
подаче самосвалов под погрузку).
По
формуле (1.71)
м3.
По
формуле (1.69)
м3/с.
:
по формуле (1.70)
с
(время, затраченное на одну передвижку
экскаватора вдоль забоя).
По
формуле (1.75)
м.
при
м и
м.
По формуле (1.77):
с;
c/рад;
м;
м;
м;
м.
По
формуле (1.78)
м.
По
формуле (1.79)
м.
По
формуле (1.81)
м.
По
формуле (1.82)
м.