- •Дополнительные данные
- •Р исунок 1. Расчетный боковой забой экскаватора с прямой лопатой:
- •Пример расчета
- •Дополнительные данные
- •Варианты заданий к курсовой работе
- •Рабочие размеры и скорости экскаваторов с прямой лопатой
- •Угол откоса забоя экскаватора с драглайном*
- •Наибольшая допускаемая крутизна откосов строительных котлованов и траншей в грунтах естественной влажности
- •Вопросы для выполнения курсовой работы по дисциплине “Строительная техника”
- •Варианты задания к курсовой работе
- •Требования к оформлению расчетной части курсовой работы Текст следует печатать, соблюдая следующие правила:
- •Министерство образования и науки украины
- •Курсовая работа
- •Рекомендуемая для использования литература:
Р исунок 1. Расчетный боковой забой экскаватора с прямой лопатой:
I — поверхность предельно выработанного забоя из стоянки О;
II — то же, из стоянки O1;
αп — средний угол поворота екскаватора;
D — наибольший практический радиус резания:
DСТ — наибольший радиус резания на уровне стоянки экскаватора;
1П — длина рабочей передвижки экскаватора;
ЦТ — центр тяжести элемента забоя.
Криволинейный параллелепипед, ограниченный двумя последовательными поверхностями (I, II на рис. 1) предельно выработанного забоя, образует объем грунта, разрабатываемый экскаватором с одной стоянки и называемой элементом забоя:
Vэ.з=BHlП , м3 (1)
Средний угол поворота платформы экскаватора αп измеряется транспортиром по плану забоя между направлениями из центра вращения экскаватора О1 , на центр тяжести элемента забоя ЦТ и на центр кузова самосвала.
Положение центра тяжести элемента бокового забоя в плане определяем приблизительно как точку пересечения диагоналей параллелограмма, построенного на очертании верхней части элемента забоя (рисунок 1).
2. Определяем среднюю длительность рабочего цикла экскаватора и вычерчиваем схему этого цикла. Для расчета принимаем, что рабочий цикл экскаватора слагается из четырех операций: заполнения ковша в забое tK, поворота на выгрузку с груженым ковшом tП.Г, выгрузки грунта tB и возвратного поворота с порожним ковшом в забой tn.n.
Продолжительность цикла этих рабочих операций экскаватора
tц.є=tк+tП.Г+tВ+tП.П , сек (2)
Время копания tK вычисляем по высоте забоя Н и скорости подъема блока ковша νп:
, сек (3)
Средняя длительность поворота экскаватора с груженым ковшом
, сек (4)
где αп — средний рабочий угол поворота экскаватора, рад;
ωэ — угловая скорость поворота платформы экскаватора, рад /сек, вычисляемая по формуле
, (5)
где п — число оборотов платформы экскаватора в минуту (таблицы 2). Средняя длительность возвратного поворота порожнего ковша tп.п приблизительно равна среднему времени поворота груженого ковша tП.Г.
Рисунок 2. Схема рабочих процессов экскаватора:
а — схема рабочего цикла экскаватора;
6 — схема цикла загрузки самосвала;
в — схема цикла разработки элемента забоя;
г — схема рабочего процесса экскаватора на протяжении смены.
Продолжительность выгрузки приведена в п. 2 «Дополнительных данных». Для графической иллюстрации вычислений составляем схему рабочего цикла экскаватора в виде отрезка прямой, на котором отложены в масштабе и обозначены отдельные операции и весь рабочий цикл экскаватора (рисунок 2, а).
3. Вычисляем длительность и составляем схему цикла загрузки автосамосвала. Этот цикл слагается из продолжительности собственно загрузки и времени, которое идет на смену загружаемых машин. Продолжительность загрузки определяется временем, необходимым на загрузку самосвала количеством ковшей грунта, соответствующим его грузоподъемности, то есть равна произведению времени рабочего цикла экскаватора на число ковшей грунта, загружаемого в самосвал.
Длительность смены самосвалов tсм.с включает полное время их маневра при подаче под загрузку (см. таблице 1) за вычетом длительности операций возвратного поворота ковша в забой и наполнения его грунтом. Такое совмещение возможно потому, что загруженный самосвал может отъезжать сразу же после выгрузки грунта из ковша.
Число ковшей грунта пк, вмещающихся в кузов самосвала, находим по грузоподъемности последнего и средней массе грунта в ковше экскаватора:
, (6)
где G — грузоподъемность самосвала, Т;
q — емкость ковша экскаватора, м3;
γ — плотность грунта, t/m3;
kp и kн — коэффициенты разрыхления грунта и наполнения ковша. Полученный результат (пк) округляем до целого числа. Зная число ковшей грунта, помещающихся в кузов самосвала, среднюю длительность рабочего цикла экскаватора tц.э, длительность его операций tn.n и tK, а также длительность смены и время маневров самосвала tсм.с . при подаче под загрузку, длительность цикла загрузки самосвала можно вычислить по формуле
tц.с = пк tц.э + tсм.с – tп.п – tк , сек (7)
Результаты этих вычислений изображаем на схеме цикла загрузки самосвала, откладывая продолжительность отдельных операций и всего цикла в масштабе на отрезке прямой (рисунок 2, б).
4. Определяем длительность и составляем схему цикла разработки элемента забоя, слагающегося из некоторого числа пс циклов загрузки самосвалов и передвижки экскаваторов на новые стоянки (с учетом времени на отдых экскаваторщика).
Число циклов загрузки самосвала за время разработки элемента забоя определяем по его объему, среднему объему грунта, который захватывает ковш экскаватора, и числу ковшей грунта, загружаемого в самосвал (округляется до целого числа в меньшую сторону):
, (8)
Время, расходуемое на рабочую передвижку экскаватора tпер, берем по п. 3 «Дополнительных данных». Там же, в п. 4, задано и время на отдых экскаваторщика tо.э (5 мин в час).
На основании этих данных продолжительность цикла разработки элемента забоя определяем по формуле
, сек (9)
Здесь tо.э подставляем в минутах.
Результаты вычислений изображаем на схеме цикла разработки элемента забоя (рисунок 2, в).
5. Для построения схемы рабочего процесса экскаватора на протяжении смены надо определить число элементов забоя пэ.з, которые экскаватор сможет разработать за смену,
, (10)
где Тсм — длительность смены, сек;
tсд.см —время на сдачу экскаватора во время смены бригад (см. п. 5 «Дополнительных данных»); обычно это время принимается равным 15 х 60 сек;
tц.э.з — длительность цикла разработки элемента забоя, сек.
Если полученный результат, кроме целого числа элементов забоя, содержит еще дробную часть, то за пэ.з принимаем только целое число.
Во время разработки оставшейся части элемента забоя — дробная часть результата в формуле (10) — экскаватор загрузит еще некоторое количество самосвалов пс, которое можно вычислить по формуле
, (11)
с округлением до целого числа.
На основании полученных данных строим схему рабочего процесса экскаватора на протяжении смены (рисунок 2, г).
Подсчитываем суммарное время на внецикловые операции и остановы экскаватора на протяжении смены и вычисляем коэффициент использования экскаватора по времени. В рабочий процесс одноковшового экскаватора входят, кроме цикловых операций (заполнение ковша грунтом, поворот на выгрузку, выгрузка грунта, возвратный поворот в забой), также технологически неизбежные внецикловые операции и остановы для смены загружаемых самосвалов, собственных передвижек после разработки элементов забоя, приемки и передачи экскаватора в начале и в конце смены, для отдыха машиниста экскаватора. Поэтому эксплуатационная производительность экскаватора снижается по сравнению с технической.
Рисунок 3. Лобовые заходки экскаватора с прямой лопатой:
а — при ширине заходки 1,5—1.9D;
б — при ширине заходки меньше 1,5D;
αn — средний рабочий угол поворота.
Рисунок 4. Уширенный лобовой забой экскаватора, перемещающегося по зигзагу.
Рисунок 5. Торцовый забой экскаватора с драглайном, разрабатываемый за один заход по прямой:
а – при двустороннем отвале;
б – при одностороннем отвале.
Рисунок 6. Торцевый забой экскаватора с драглайном для разработки борта выемки с укладкой грунта в отвал:
а – при ширине заходки меньше удвоенного наименьшего радиуса резания на уровне стоянки (В<2DСТ);
б – при ширине заходки больше удвоенного наименьшего рудиуса резания на уровне стоянки (В>2DСТ).
Рисунок 7. Уширенный забой экскаватора с драглайном для разработки выемки в односторонний отвал за один заход по зигзагу:
I – II и I′ – II′ – положения экскаватора.
Рисунок 8. Уширенный забой экскаватора с драглайном для разработки выемки в двусторонний отвал за один заход по зигзагу.
Суммарное время на внецикловые периодические операции подсчитываем по формуле
, сек (12)
Коэффициент использования экскаватора по времени определяется отношением времени чистой работы экскаватора в течение смены к продолжительности смены:
, (13)
Сменную эксплуатационную производительность одноковшового экскаватора вычисляем по формуле
, м3/смену. (14)
Для выполнения расчетов производительности экскаватора во время работы в забоях, отличающихся от забоя, рассмотренного в этом задании, можно воспользоваться геометрическими построениями забоев, приведенными на рисунках 3 — 8 и данными таблицам 3 и 4.