Машины и оборудование для гидравлического испытания газонефтепроводов

 

Таблица 2. Исходные данные

 

Вариант	Категория грунта	Вид грунта	Плотность грунта, кг/м3	Число ударов плотномера ДорНИИ	Коэффициент разрыхления,          Кр	Удельное сопротивление резанию, кПа
2	3	Крепкий суглинок, глина средней крепости влажная разрыхленная, аргиллиты и алевролиты	1600-2000	9-16	1,24-1,3	120-200

 

1. Расчет производительности и мощности одноковшового экскаватора

 

Разработку траншеи будем вести одноковшовыми экскаваторами циклического действия. Выбираем одноковшовый экскаватор KATO HD512III (Рис. 1).

 

 

Рис. 1. Одноковшовый экскаватор KOMATSU PC300-7

 

Таблица 3. Техническая характеристика экскаватора

 

Вместимость ковша, м3	1,1
Длина*ширина*высота, мм	6980*3190*3400
Тип ходового устройства	гусеничный
Скорость передвижения, км/ч	5,5
Мощность двигателя, л.с.	245
Управление механизмами	гидравлическое
Глубина копания, мм	6355
Масса экскаватора, т	30,8
Давление на грун, кгс/см2	0,63
Продолжительность цикла	15

 

 

  Таблица 4. Максимальные значения коэффициента наполнения Кн

Наименование грунтов	Коэффициент наполнения Кн для одно- ковшовых экскаваторов
	Прямая и обратная лопата	Драглайн
Песок и гравий сухие, щебень взорванная скала	0,95 - 1,02	0,80 - 0,90
Песок и гравий влажные	1,15 - 1,23	1,10 - 1,20
Суглинок сухой	1,05 - 1,12	0,80 - 1,00
Суглинок влажный	1,20 - 1,32	1,15 - 1,25
Глина средняя	1,08 -1,18	0,98 - 1,06
Глина влажная	1,30- 1,50	1,18 - 1,28
Глина тяжелая	1,00 - 1,10	0,95 - 1,00
Плохо взорванная скала	0,75 - 0,90	0,55 - 0,80

 

1. Техническая производительность  одноковшового экскаватора определяется  по формуле:

      (1)

где

q – вместимость  ковша (табл. 3);

Кр – коэффициент разрыхления породы (табл. 2);

Кн – коэффициент наполнения ковша для плохо взорванной скалы принимаем 0,9 (табл. 4);

tц – продолжительность цикла;

ПТХ=

Эксплуатационная производительность определяется по формуле:

      (2)

где

КУ – коэффициент, зависящий от уровня квалификации машиниста экскаватора (в нашем случае – низкая, табл. 1), принимаем 0,94;

КВ – коэффициент использования экскаватора в смену принимаем 0,64 (при отгрузке в транспортные средства).

ПЭ=266,1*0,94*0,64=160,08м3/ч

 

Теоретическая производительность применяется только как часовая:

     (3)

 

2. Мощность необходимая при наиболее  энергоемкой операции копания  грунта:

       (4)

где

А – удельная энергоемкость копания, равная работе, затрачиваемой на разработку 1 м3 грунта, А=200 кПа, так как грунт 3 категории;

       (5)

tк – продолжительность копания, с;

tц – продолжительность рабочего цикла (табл. 3), с;

km – коэффициент использования двигателя при копании с учетом привода вспомогательных устройств, принимаем 0,75;

η – коэффициент полезного действия привода и рабочего оборудования,  принимаемый для экскаваторов с гидравлическим приводом 0,52 - 0,64.

Полученная мощность не превышает мощность выбранного экскаватора KOMATSU PC300-7, которая составляет 245 л.с. (табл. 3), поэтому дальнейший расчет ведем по данному типу экскаватора.

 

3. При разработке предварительно  разрыхленных пород величина  размеров ковша экскаватора определяет  допустимые размеры отдельных  кусков разрыхленной породы:

• допустимый размер куска при отсыпке отвала:

     (6)

• допустимый размер куска при отсыпке в транспорт:

     (7)

• оптимальный размер куска:

 

     (8)

 

4. Расчет количества экскаваторов:

С учетом эксплуатационной производительности экскаватора и количества рабочих дней, выделяемых на разработку траншеи, количество часов работы равно:

      (9)

t=

Принимаем 24-часовой рабочий день.

n=

(10)

Для разработки траншеи принимаю 6 единиц техники экскаваторов KOMATSU PC300-7.

 

Вывод: в ходе выполнения данной лабораторной работы было осуществлено ознакомление с  основными конструктивными элементами одноковшовых экскаваторов и произведен расчет их производительности с целью установления необходимых параметров экскаватора, а также расчета их количества на строительной площадке.

Для разработки траншеи необходимо 6 единиц техники экскаваторов KOMATSU PC300-7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №4 (6).

«Проведение траншей канатно-скреперными установками»

 

Целью работы является ознакомление со схемами и приобретение навыков в расчете рабочих параметров КСУ.

 

Задание:

 

Из табл. 1.1., 1.2. и 2.1.  методических указаний выбираем исходные данные:

                          

Таблица 1. Исходные данные

 

Вариант      Параметры	28
dтр - диаметр трубопровода, мм	377
Глубина залегания трубопровода, м	1
Ширина траншеи, м	1,08
Глубина траншеи, м	1,92
Наличие растительности и её размер	+
Длина участка траншеи, км	80
Скорость строительства трубопровода, км/год	250
Квалификация машиниста	средняя
Уклон местности, град	уклон
	11
Длина участка скрепирования , м	400
Переменный параметр х и его величина	Кн 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00

 

Таблица 2. Исходные данные

 

Вариант	Категория грунта	Вид грунта	Плотность грунта, кг/м3	Число ударов плотномера ДорНИИ	Коэффициент разрыхления,          Кр	Удельное сопротивление резанию, кПа
2	3	Крепкий суглинок, глина средней крепости влажная разрыхленная, аргиллиты и алевролиты	1600-2000	9-16	1,24-1,3	120-200

 

2. Расчет производительности и мощности одноковшового экскаватора

 

Разработку траншеи будем вести канатно-скреперной установкой. Выбираем канатно-скреперную лебедку КСО1001 (Рис. 1).

 

 

Рис. 1. КСО1001

 

 

Таблица 3. Технические характеристики канатно-скреперной лебедки

 

Показатели	КСО1001
Двигатель: тип	Д-320
Мощность, кВт (л.с.)	250 (343)
Частота вращения, об/мин	1220
Число барабанов	2
Канатоемкость барабана, м	500
Диаметр тягового каната, мм	42
Максимальное тяговое усилие на 1 слое, кН	680
Вместимость ковша, м3	8
Масса порожнего ковша, кг	600
Производительность, м3/час	25
Ширина траншеи (по дну)	3
Якорь: тип диаметр, мм длина, мм число	труба 325 5000 2
Наибольшая длина скрепирования	500
Масска, кг	4000

 

Разработка траншеи на болотистом участке ведется по схеме, представленной на рис.2,3.

Рис.2. Схема установки скреперной лебёдки с комплектом  
скреперного оборудования

 

Рис. 3. Схема работы канатно-скреперной установки:

а - с одним ковшом; б - с двумя  ковшами

 

 

1. Тяговое усилие:

      (1)

где

Р1 – сопротивление грунта резанию,

Р2 – сопротивление перемещения грунта по грунту,

Р3 – сопротивление ковша по грунту,

Р4 – сопротивление волочению каната  по грунту.

• Сопротивление грунта резанию Р1 определяется зависимостью:

       (2)

где

b – ширина  слоя грунта, вырезанного ковшом, b=3;

h – толщина  срезаемого грунта (глубина резания) – 10 см;

k – коэффициент  удельного сопротивления грунта  резанию.

Величина k зависит от свойств грунта и формы ковша (принимаем 150 кПа для заболоченного участка).

 

Р1=3*0,1*100*1500=45000Н

• Сопротивление перемещению грунта о грунт:

     (3)

где

mгр – полная масса грунта в ковше;

µ1 – коэффициент трения грунта по грунту 0,6;

β – угол продольного уклона местности 11˚;

g – ускорение  свободного падения, 9,81.

      (4)

где

γ – плотность грунта 1600-2000 кг/м3;

Vк – объем ковша, м3, (табл. 2);

Кн – коэффициент, учитывающий наполнение ковша грунтом, Кн=1,0.

 

mгр=1600*8*1=12800кг

 

P2=9.81*12800*0.6*0.99=74587H,

 

• Сопротивление перемещению ковша по грунту:

     (5)

где

Мк – масса ковша (табл. 3.2.1);

µ2 – коэффициент трения ковша по грунту 0,6.

 

• Сопротивление волочению каната по грунту:

      (6)

где

l – длина  участка каната, волочащегося по  грунту при перемещении ковша, м;

mк – масса 1 м каната;

f – коэффициент  трения каната по грунту, 0,5.

      (7)

где

Dк – диаметр тягового каната, м;

ρк – плотность материала каната, 7800 кг/м3.

Тяговое усилие:

Р=45000+74857+3497+4982,2=128066,2

 

2. Мощность, затрачиваемая на скрепирование:

       (8)

где

Р – суммарное тяговое усилие при скрепировании;

v – скорость  перемещения ковша с грунтом, 1,4 м/с;

η – КПД, 0,7;

Кс – коэффициент неучтенных сопротивлений, 1,2.

 

 

N=

 

 

3. Производительность канатно-скреперной  установки: