Изучение конструкций и определение технико-эксплутационных показателей экскаваторов

Мощность, затрачиваемая  на копание грунта с учетом КПД  привода и 80% ее реализации в этом режиме:

= 55,1·0,58·0,8 = 25,57 кВт.

Расчетная продолжительность  копания:

=75 / 25,57 = 2,93 с.

Продолжительность поворота платформы на угол рад в прямом ( ) и возвратном ( ) направлениях:

= 5,61 с;

= 5,24 с.

Экспериментально установлено, что на опускание ковша в забой  затрачивается примерно 30% времени рабочего цикла. Примерно половина этого движения (до уровня стоянки экскаватора) совмещается с поворотным движением платформы. Вторая же половина (ниже уровня стоянки), выполняемая без совмещения с другими учитываемыми в расчете рабочими движениями, составляет примерно 15% продолжительности рабочего цикла, с учетом чего:

= (2,93 + 5,61 + 5,24) / (1 - 0,15) = 16,21 с.

Техническую производительность (м³/ч) траншейных (цепных) экскаваторов определяют по формуле

,     (4)

где - ширина и высота скребка, м; - скорость движения скребковой цепи, м/с; =0,35…0,75 – коэффициент заполнения экскаваторных емкостей, зависящий от характера грунта, толщины срезаемой стружки, длины и формы забоя, угла наклона рабочей цепи к горизонту; - коэффициент разрыхления грунта (табл. 2).

Техническая производительность (м³/ч) траншейных роторных экскаваторов обеспечивается ковшами вместимостью (м³) и частотой вращения ротора (об/мин) в соответствии с зависимостью:

,      (5)

где =0,8...1,1 - коэффициент наполнения ковшей (меньшие значения для мелкофракционных сыпучих и липких грунтов, большие - для сыпучих кусковатых грунтов); - коэффициент разрыхления грунта (табл. 2).

Максимальная  скорость передвижения экскаватора, которую  он способен реализовать при заданной площади поперечного сечения траншеи, определяется по формуле

,      (6)

где - площадь поперечного сечения траншеи, м².

Пример 2. Определить максимально возможную скорость передвижения (подачи) роторного траншейного экскаватора ЭТР-204, разрабатывающего траншею глубиной = 2 м, шириной по дну В = 1,2 м с откосами с началом от дна h = 0,8 м при ширине по верху = 2,02 м в суглинистом грунте IV категории. Вместимость одного ковша q = 140 л; число ковшей на роторе z = 14; частота вращения ротора 1,24 об/мин.

Принимаем коэффициент  наполнения ковшей  = 0,9; коэффициент разрыхления грунта (см. табл. 1) = 1,3. Технически возможная производительность по условию выноса грунта ковшами (5):

= 60 · 0,14 · 14 · 1,24 · 0,9 / 1,3 = 100,96 м³/ч.

Площадь поперечного  сечения траншеи:

 = (1,2 + 2,02) (2 - 0,8) / 2 + 1,2 · 0,8 = 2,89 м².

Максимально возможная  скорость подачи:

= 100,96 / 2,89 = 34,93 м/ч.

4. Задание на расчетную работу

1. Определить техническую и эксплуатационную производительность одноковшового экскаватора (исходные данные приведены в табл. 3).

2. Определить техническую и эксплуатационную производительность, максимально возможную скорость передвижения траншейного экскаватора, разрабатывающего траншею (исходные данные приведены в табл. 4).

Вариант расчета принимается  по двум последним цифрам зачетной книжки.

Таблица 3

Исходные данные для  расчетов производительности одноковшового экскаватора

Наименование параметров	Цифра зачетной книжки	Номер варианта
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1. Размерная группа экскаватора (табл. 1)	последняя	1	2	3	4	5	1	2	3	4	5
2. Вид грунта*		3	2	4	5	6	4	1	2	5	6
3. Продолжительность одной передвижки экскаватора на новую позицию, мин	предпоследняя	3	5	6	2	4	4	2	5	4	3
4. Продолжительность периода работы экскаватора, ч	последняя	5	8	7	4	6	5	8	4	5	6
5. Мощность двигателя, кВт	последняя	45	38	55	48	52	60	54	65	70	75
6. Суммарный КПД привода рабочего оборудования		0,55	0,62	0,65	0,68	0,61	0,70	0,63	0,69	0,64	0,66
7. Угол поворота платформы экскаватора на разгрузку, рад	предпоследняя
8. Средние скорости вращения поворотной платформы, с-1:	последняя
в прямом направлении		0,24	0,28	0,31	0,32	0,34	0,27	0,29	0,30	0,25	0,26
в возвратном направлении		0,28	0,33	0,34	0,35	0,38	0,30	0,32	0,32	0,27	0,30

Вид грунта*: 1 – песок; 2 – супесь; 3 – суглинок; 4 – глина влажная; 5 – гравий; 6 – сланцы.

Таблица 4

Исходные данные для  расчетов производительности траншейного  экскаватора

Наименование параметров	Цифра зачетной книжки	Номер варианта
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1. Характеристики цепного экскаватора:	последняя
ширина скребка, м		0,8	1,1	0,8	1,1	1,1	0,8	0,8	1,1	0,8	1,1
высота скребка, м		0,15	0,20	0,25	0,25	0,20	0,15	0,25	0,30	0,25	0,20
скорость движения скребковой цепи, м/с		0,85	0,9	1,0	0,9	1,1	1,2	0,9	0,8	1,0	1,1
коэффициент заполнения экскаваторных  емкостей		0,55	0,6	0,65	0,55	0,60	0,70	0,55	0,60	0,70	0,50
2. Характеристики роторного экскаватора:	последняя
число ковшей		10	12	24	20	18	16	20	22	15	18
вместимость ковша, л		70	100	125	150	125	200	250	200	70	100
частота вращения ротора, об/мин		1,22	1,46	1,07	1,53	1,81	1,57	1,62	1,82	1,27	1,70
коэффициент наполнения ковшей		0,8	0,9	0,85	0,95	1,0	1,05	1,1	0,9	0,85	0,95
3. Вид грунта*	предпоследняя	3	2	4	5	6	4	1	2	5	6
4. Размеры траншеи, м:	предпоследняя
глубина		2,0	1,8	1,9	1,5	1,6	1,8	2,0	1,7	1,4	1,7
ширина по верху		2,2	2,0	2,1	1,8	1,9	2,1	2,3	1,9	1,7	2,0
начало откосов от дна		0,6	0,7	0,8	0,4	0,5	0,45	0,55	0,65	0,7	0,75

Примечание. Ширина траншеи по дну принимается для цепного экскаватора равной ширине скребка, а для роторного экскаватора 1,2 м.

 

Литература

1. Добронравов С.С. Строительные машины и основы автоматизации: учеб. для строит. вузов / С.С. Добронравов, В.Г. Дронов. – М.: Высш. шк., 2006. – 575 с.
2. Доценко А.И. Строительные машины и основы автоматизации: учеб. для строит. вузов. – М.: Высш. шк., 1995. – 400 с.
3. Крикун В.Я. Строительные машины: учеб. пособие. – М.: Издательство АСВ, 2005. – 232 с.