Файл: Давыдов В.В. Вскрышные работы на угольных карьерах в зимнее время.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 61
Скачиваний: 0
личении размера гусениц, а следовательно, и веса их. Увеличе ние веса экскаватора усложнит управление и ограничит манев ренность, что в конце концов приведет к снижению производи тельности сравнительно с более легкими экскаваторами.
Влияние объема стружки на производительность экскава тора. При разработке породы с помощью роторного экскава тора снимается серповидная стружка, толщина которой колеб лется от 0 до максимального значения, которое зависит от опыт ности машиниста экскаватора и свойств разрабатываемых пород. Максимальное значение толщины стружки обычно получается на высоте, равной половине диаметра роторного колеса.
Объем стружки будет равен
|
Wc = l-afi, смя, |
где /—длина стружки, см-, |
|
а, — ширина |
стружки, см-, |
8 — средняя |
толщина стружки, см. |
Наивысшая производительность поэтому будет .достигнута при /, равной половине диаметра роторного колеса и наиболь шей средней толщине стружки; отсюда
ГГс = |
--аД см*. |
с |
2 1 |
Значение щ меняться не будет, так как определяется шири ной черпака. При разработке мерзлых грунтов, прочность кото рых сильно увеличивается, потребуется ограничивать для суще ствующих конструкций экскаваторов толщину и длину стружки. Это вызывает снижение производительности.
Влияние диаметра роторного колеса, числа и емкости чер паков на потребную мощность экскаватора. Зависимость между усилиями, развиваемыми в экскаваторах, имеющих роторные ко леса различных диаметров, и потребной мощностью приведены в табл. 21.
Таблица 21
Зависимость между диаметром ротора, числом черпаков, производительностью и потребной мощностью экскаватора
|
|
Роторный |
Роторный |
|
|
экскава |
экскава |
|
|
тор 1 |
тор 2 |
D— диаметр ротора, м ................................................. |
|
6,6 |
10,8 |
г-число черпаков, шт.................................................... |
|
6 |
12 |
е — объем черпаков, л . . . .......................................... |
900 |
600 |
|
Рв— усилие от веса породы в черпаках, кг ... |
. |
1685 |
2546 |
Sy — удельное сопротивление резанию, кг!см. . . . |
40 |
40 |
|
т)р — коэффициент полезного действия резания . . . |
0,9 |
0.9 |
|
§ — сопротивление породы резанию, кг............... |
... |
6660 |
8136 |
U — суммарные усилия, кг................... .......................... |
|
8345 |
10682 |
N — потребная мощность, кет .......... |
|
148 |
191 |
47
Во время работы первого роторного экскаватора (табл. 21) при самой большой высоте резания, равной 0,7 D или 4,62 м, в работе находятся два черпака. При таком положении в нижнем
черпаке вес породы будет равен 270 кг, |
в среднем— 1480 кг |
и в верхнем — 740 кг. Суммарный момент |
от указанных весов |
породы при расстояниях от центра -черпаков до оси роторного колеса, равных 1,38; 2,78 и 1,45 м, составит 5560 кгм с усилием от веса породы в черпаках, равным 1685 кг.
Черпаком 1 снимается стружка, равная 81 см, черпаком 2 — 104 см или двумя черпаками снимается стружка длиной 185 см.
Для резания полной стружки, если удельное сопротивление резанию равно 40 кг/см, требуется приложить усилие, равное 6660 кг, а суммарные усилия будут равны 8345 кг. Чтобы прео долеть такие усилия при скорости резания 1,55 м/сек и к. п. д. приводов, равном 0,85, требуется иметь мощность мотора, рав ную 148 кет.
При работе второго экскаватора на максимальной высоте ре
зания, равной 0,7 D или |
7,56 м, в работе будут находиться |
4 черпака. Усилия от веса |
породы в черпаках составят 2546 кг, |
а усилие при резании — 8136 кг и суммарное усилие— 10 682 кг. Потребная мощность мотора будет равна 191 кет.
При разработке мерзлых грунтов резко возрастет удельное сопротивление резанию, что требует увеличения мощности дви гателей.. Чтобы понизить суммарное сопротивление .породы ре занию, следует уменьшить толщину стружки, что приведет к уменьшению производительности экскаватора.
Как упоминалось выше, производительность роторного экс каватора зависит от многих факторов, большинство из которых
втой или иной степени зависят от температуры. Путем комбина ции влияния этих факторов можно оказывать влияние на произ водительность экскаваторов.
Втабл. 22 приведены данные об экскаваторах, имеющих раз личное число и объем черпаков, расстояние между черпаками, число ссыпаний, скорость поворота стрелы и отрабатывающих стружку различных размеров. Путем сочетания различных значе ний достигается одинаковая производительность. Из приведенных
втабл. 22 данных видно, что у экскаваторов с одной и той же производительностью, имеющих роторы с одинаковым диаметром, но большее число ссыпаний, отрабатывается Стружка меньшей толщины с увеличением скорости поворота стрелы.
Если взять из данных, приведенных в табл. 22 и 23, наимень шие и наибольшие значения, то теоретическая производительность может колебаться от 780 до 2952 м3/час.
При работе экскаваторов в зимнее время все значения фак торов, влияющих на производительность экскаваторов, за ис ключением числа черпаков и расстояния между ними, будут уменьшаться, а следовательно, и производительность будет сни жаться.
48
Таблица 22
Влияние емкости и числа черпаков, числа ссыпаний, скорости поворота стрелы на производительность экскаватора
|
|
Ротор 1 |
Ротор 2 |
Ротор 3 |
Ротор 4 |
D — диаметр ротора, |
м................... |
7.0 |
7,0 |
7,0 |
7,0 |
г —число черпаков, |
шт.................. |
6 |
8 |
10 |
12 |
е — объем черпаков, |
л............... |
1000 |
750 |
600 |
500 |
и —скорость резания, м/сек . . . |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
|
а — расстояние между черпаками, м |
3,67 |
2,75 |
2,20 |
1,84 |
|
л—скорость вращения ротора, |
4,10 |
4,10 |
4,10 |
4,10 |
|
аб/мин.............................. |
мин. . . . |
||||
т— число ссыпаний, |
26,0 |
32,8 |
41,0 |
49,2 |
|
vc —скорость поворота стрелы, |
11,8 |
13,45 |
15,2 |
16,7 |
|
м/сек................................. |
м\ |
||||
F — размер стружки, |
0,48 |
0,41 |
0,37 |
0,34 |
|
ширина .................. |
. |
||||
толщина....................... |
0,4 |
0,41 |
0,37 |
0,34 |
|
QT — теоретическая производитель |
1480 |
1480 |
1480 |
1480 |
|
ность экскаватора, мР/час . . |
|||||
Таблица 23
Производительность роторного экскаватора при минимальных и максимальных значениях некоторых его размеров
|
|
Наименьшие |
Наибольшие |
|
|
значения |
значения |
D — диаметр ротора, |
м.................................. ... |
7,0 |
7,0 |
z— число черпаков, |
шт........................................ |
6 |
12 |
е —объем черпаков, л......................................... |
500 |
1000 |
|
V—скоррсть резания, м/сек.............................. |
1.5 |
1,5 |
|
а — расстояние между черпаками, м............... |
1,84 |
3,67 |
|
п — скорость вращения ротора, об/мин . . . |
4,1 |
4,1 |
|
т —число ссыпаний, |
мин..................................... |
26,0 |
49,2 |
пс—скорость поворота стрелы, м/мин .... |
11,8 |
16,7 |
|
F — размер стружки, |
м: |
0,34 |
0,48 |
ширина ..................................................... |
|
||
толщина..................................................... |
|
0,34 |
0,4 |
QT— теоретическая производительность экс- |
780 |
2952 |
|
каватора, м?/час |
............. |
||
При расчете производительности роторных экскаваторов дол жен вводиться коэффициент на работу при отрицательной тем пературе.
При проектировании роторных экскаваторов, предназначен ных для работы в восточных районах страны, необходимо учи тывать их работу в условиях длительной суровой зимы.
При определении производительности экскаватора одним из основных факторов являются размеры черпака. Заданную произ
49
водительность экскаватора при работе в летних и зимних усло виях при одних и тех же размерах черпаков получить невозмож но, что следует учитывать при их проектировании.
Экскаватор с выдвижной стрелой ротора дает возможность изменять толщину стружки, что очень важно при разработке мерзлых грунтов, и производить выемку различных слоев без перемещения экскаватора. Поэтому для работы в зимнее время целесообразнее иметь роторный экскаватор с выдвижной стрелой.
Увеличение скорости вращения ротора, повышение емкости черпаков, автоматизация подачи стрелы на забой в зависимости от толщины разрабатываемой стружки и другие усовершенство вания дадут возможность расширить область применения ротор ных экскаваторов.
При проектировании экскаваторов, предназначенных для ра боты в районах, где продолжительность периода с отрицатель ными температурами очень велика, следует учитывать большую прочность мерзлых пород, для разработки которых потребуются большие усилия, а следовательно, и более, прочные конструкции отдельных деталей и узлов и мощности двигателей большие, чем при разработке талых пород.
Правильное использование процессов замерзания и оттаива ния разрабатываемых пород даст возможность продлить рабочий сезон на вскрышных работах, уменьшит простои и износ дета лей машин. Для этого необходимо:
1.При проектировании карьеров детально рассмотреть осо бенности месторождения и геологические данные, учитывая осо бенности производства работ при отрицательной температуре.
2.Предусмотреть возможность применения имеющегося обо рудования для производства работ в зимнее время.
3.Определить оптимальную длину фронта работ экскаватора
взависимости от физико-механических свойств пород и клима тических условий бассейна.
ЛИТЕРАТУРА
1.Аверин Н. Д. Эксплуатация грунтов в зимних условиях. Колыма, 1952, № 8.
2.Аверин Н. Д., Петерс Е. Р., Шишкевич Н. А. Новая машина
для разработки мерзлых грунтов. «Механизация строительства», 1954, № 7.
3.Выломов В. С. Термохимический способ оттаивания грунтов. «Гор ный журнал», 1954, № 8.
4.Гольдштейн М. А., Лукьянов В. С., Нечаев Б. И., Пономарев В. П. Сооружение земляного полотна в зимнее время. Желдориздат, 1946.
5.Домбровский Н. Г. Повышение производительности одноковшо вых экскаваторов. Стройиздат, 1951.
6.Е г о р о в В. И. Сборник ртатей Магнитогорского горнометаллурги ческого института. Металлургиздат, 1951.
7.3 и бельм ан А. Я. Наблюдения за оттаиванием почвы методом электропроводности. Геофизика, 1950, № 1.
8.Кох П. И. Работа оборудования угольных разрезов в зимнее время. Углетехиздат, 1951.
9. Л а п к и н Г. И. Определение глубины промерзания грунтов для це лей фундаментостроения. Сб. 26 «Деформации грунтов при замерзании и от
таивании». Госиздат литературы по |
строительству |
и |
архитектуре, 1955. |
10. Левицкий Я. Е. Борьба |
с намерзанием |
и |
прилипанием породы. |
«Уголь», 1955, № 8. |
|
|
|
И. Ляхов В. К- Разработка мерзлого грунта клин-бабой. «Механиза ция строительства», 1955, № 10.
12.Ляхов В. К- Из опыта разработки мерзлого грунта клин-бабой. «Механизация строительства», 1955, № 2.
13.Мельников Н. В. Важнейшие задачи работников разрезов. «Уголь», 1943. № 8—9.
14.Моисеев С. Н. Экскавация гравелисто-галечниковых грунтов изпод воды в зимних условиях. «Гидротехническое строительство», 1954, № 3.
15.Нагорный Н. А. Добыча глины роторными экскаваторами в зим них условиях. «Горный журнал», 1955, № 5.
16.Попов С. И. Борьба с промерзаемостыо пород при их транспор
тировке. «Уголь», 1948, К» 11.
17. С у щен ко А. А. К вопросу о работе многочерпаковых экскавато ров на угодьных разрезах в зимний период. «Уголь», 1948, № 11.
18.Черкашин В. А. Разработка глинистых и песчаных карьеров в зимнее время. Госиздат литературы по строительству и архитектуре, 1955.
19.Фролов А. Г. Отепление транспортеров. «Уголь», 1942.
20.Шашурин С. Л. Зимняя отработка россыпных месторождений. «Горный журнал», 1955, № 7.
21. Шешко Е. Ф. Техника открытой угледобычи. Углетехиздат, 1947.
22.Ф и л о н е н к о Н. В., Л а в и л о в А. Г. О работе транспортно-от вальных мостов в зимнее время. «Уголь Украины». 1957, № 9.
23.Bergbautechnik, 1954—1957.
