3. Выбор экскаватора

Выбор экскаватора производят в зависимости от вида земляных работ на объекте. В работе производится подбор экскаватора со сменным оборудованием – обратной лопатой. Первоначально, исходя из требований максимальной выработки механизма, определяют необходимый объем ковша. При выборе экскаватора объем ковша должен быть максимальным, а время его наполнения – минимальным. Выполнение таких требований обеспечивается, когда ковш в процессе работы за одно движение будет наполняться с верхом в момент выхода его из забоя на поверхность. Такое наполнение ковша будет зависеть от его объема, трудоемкости разработки грунта, глубины копания. Эта взаимосвязь установлена опытным путем и приведена в прил. 3.

Рис. 3.1. Схема экскаваторного забоя: 1 – ось траншеи; 2 – ось движения экскаватора; 3 – призма отвала

Зная глубину выемки, группы грунта и тип экскаватора, определяют наибольшую вместимость ковша.

Д

ругие критерии подбора экскаватора: глубина копания должна быть больше глубины траншеи; радиус выгрузки экскаватора R_в должен быть больше требуемого радиуса выгрузки R_в.тр.

Рис. 3.2. Конструктивная схема одноковшового экскаватора с обратной лопатой: R_к – максимальный радиус копания; R_в – радиус выгрузки; Н_к – максимальная глубина копания; Н_в – наибольшая высота выгрузки; R_в1 – минимальный радиус выгрузки; Н_в1 – наименьшая высота выгрузки

При лобовом забое требуемый радиус выгрузки определяется по формуле

R_в.тр=В₂+В₃/2, (м). (3.1)

где В₂ – расстояние от оси траншеи до начала отвала, м; В₃ – ширина призмы отвала, м (см. рис. 4.1).

В случае, если ось движения экскаватора смещена к нижней кромке откоса, то R_в  R_в.тр. Ось движения экскаватора сдвигается в сторону отвала на расстояние с, равное R_в.тр  R_вм (см. рис. 3.1). При этом должно подтверждаться условие равенства радиуса резания экскватора R расстоянию от бровки траншеи со стороны, противоположной отвалу грунта, до оси движения экскаватора:

R  с + В_а/2, (м). (3.2)

При боковом забое необходимо, чтобы радиус копания был больше расстояния до противоположной бровки траншеи.

4. Проектирование экскаваторного забоя

Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой, разработку грунта ведут лобовыми (торцевыми) и боковыми забоями. При разработке лобовым забоем экскаватор может перемещаться по оси выемки; ось движения его может быть несколько смещена (на величину до половины ширины траншеи по низу) относительно оси выемки и проходить параллельно последней, по зигзагу (при ширине лобового забоя до 2,5 R_р) или поперечно-торцевыми проходками (при ширине забоя до 3,5 R_р). Направление черпания грунта совпадает с направлением движения экскаватора.

При боковом забое экскаватор перемещается вдоль разрабатываемой выемки и черпает поперек оси своего перемещения. Разработка грунта обратной лопатой может быть с погрузкой в транспортные средства и в отвал на одну или две стороны.

Ширина проходки при лобовом забое и движении экскаватора по прямой (с погрузкой на транспортные средства) принимается (1,21,3) R_р, а при отсыпке в отвал – (0,70,8) R_р, что обусловливается вместимостью отвала и необходимостью устройства бермы. При боковом забое ширина проходки не превышает 0,8 R_р, где R_р – радиус резания.

Наибольшая глубина копания зависит от параметров экскаватора, ширины выемки и не превышает 0,65 R_ст для траншеи, ширина которых меньше расстояния между гусеницами, и 0,4 R_ст – для выемок большей ширины, где R_ст – радиус резанья на уровне стоянки.

При погрузке груза на транспорт как в лобовом, так и в боковом забое машинист смещает ось рабочего перемещения экскаватора в сторону подхода транспорта. Автомобили должны быть установлены так, чтобы во время разгрузки ковша угол между осью стрелы экскаватора и продольной осью автомобиля был не более 40, при этом угол поворота стрелы не должен превышать 70. При отгрузке грунта в отвал угол поворота стрелы должен быть не больше 90.

Объем разрыхленного грунта при разработке 1 погонного метра траншеи

, (м³), (4.1)

где К_р – коэффициент первоначального разрыхления грунта [4]; – среднее из значений рабочих отметок, м.

С огласно правилам техники безопасности грунт, выброшенный из траншеи, следует размещать не ближе 0,5 м от бровки. При лобовом забое начало отвала должно находится от оси траншеи на расстоянии

В₂=В_а/2+0,5, (м). (4.2)

Возможная емкость 1 пог. м отвала грунта при движении экскаватора по оси траншеи

, (м³), (4.3)

где В₃ – ширина призмы отвала, м.

, (м), (4.4)

R_в – радиус выгрузки экскаватора, м (см. рис. 4.1).

Грунт в отвале располагается в виде трехгранной призмы с коэффициентом крутизны откосов 1:1.

Если после проведенного расчета выполняется соотношение  , то принимается лобовой забой. Если  , то для увеличения емкости отвала можно было бы переместить ось движения экскаватора до совпадения ее с краем траншеи (по низу) (линия 2 на рис. 3.1). Если эта мера не приведет к желаемому результату (  ), то следует перейти на боковой забой или использовать экскаватор с ковшом большей емкости, имеющий большие рабочие параметры.