4.3. Выбор ведущей машины.

Основное влияние на выбор машины оказывают:

1. Уровень грунтовых вод.

2. Глубина забоя.

3. Группа грунта по трудности разработки.

Грунты (глина мягкая юрская без примесей) по ЕНиР «Земляные работы» отнесены ко второй группе грунта по трудности разработки. Р = I I = 2. Объёмная масса грунта = 1,8 т / м³.

При оборудовании прямой лопатой ёмкость ковша должна лежать в следующих пределах:

< q ,

где h = 1,935 м – средняя глубина забоя;

q – ёмкость ковша экскаватора, м³.

q_min = =0,6 м³,

q_max = =0,88м³.

0,6< q 0,88 м³.

По табл. 3.1 [2] принимаем для дальнейшего рассмотрения следующие виды экскаваторов:

Прямая лопата

1. ЭО-4111Б, q = 0,65 м³.

2. Э-801, q = 0,8 м³.

3. ЭО-4121, q = 0,65 м³.

4. ЭО-4321, q = 0,8 м³.

5. Э-656, q = 0,65 м³.

6. Э-801, q = 0,75 м³.

Для принятых из стандартного ряда ёмкостей ковша определяем допустимую высоту забоя по формуле:

h_min = 1,4 q + 0,69 P – 0,9

h¹_min = 1,4 * 0,65+0,62*2-0,9 = 1,25 м;

h²_min = 1,4 * 0,80+0,62*2– 0,9 = 1,46 м;

h³_min = 1,4 * 0,65+0,62*2– 0,9 = 1,25 м;

h⁴_min = 1,4 * 0,80+0,62*2– 0,9 = 1,46 м;

h⁵_min = 1,4 * 0,65+0,62*2– 0,9 = 1,25 м;

h⁶_min = 1,4 * 0,75+0,62*2– 0,9 = 1,39 м.

Поскольку фактическая глубина забоя h_ф = 1,935 больше минимальной

h_min = 1,54 , то к дальнейшему расчёту принимаем экскаватор с прямой лопатой.

Определим высоту забоя для прямой лопаты, обеспечивающую наибольшее заполнение ковша без удлинения продолжительности копания:

h₀ = 2,7 q + 1,03 P – 1,74

h₀₁ = 2,7 * 1 + 1,03 * 1 – 1,74 =1,99 м;

h₀₂ = 2,7 * 1,25 + 1,03 * 1 – 1,74 =2,67 м;

h₀₃ = 2,7 * 1,25 + 1,03 * 1 – 1,74 =2,67 м.

Дальнейший выбор экскаватора ведётся по расчёту производительности. Для каждой марки считаем эксплуатационно-сменную производительность по формуле:

П_э = 3600 * q * k_нф * k_в / t_ц * k_р ,

где k_нф – фактический коэффициент заполнения ковша.

При h_ф h_min , k_нф = 0,7;

при h_ф h₀ , k_нф = k_{н max} , k_{н max} = 1,1;

при h_min < h_ф < h₀ , k_нф = k_{н max} * h_ф / h₀,

k_{нф 1} = 1,1 * 1,935 / 1,99 = 1,07;

k_{нф 2} = 1,1 * 1,935 / 2,67 = 0,80;

k_{нф 3} = 1,1 * 1,935 / 2,67 = 0,80,

k_в – коэффициент использования экскаватора по времени, для прямой лопаты k_в зависит от отношения ширины проходки к радиусу резания грунта экскаватора:

b_н / R_p1 = 15,1 / 5,0 = 3,02 k_в1 = 0,71;

b_н / R_p2 = 15,1 / 5,98 = 2,53 k_в2 = 0,71;

b_н / R_p3 = 15,1 / 8,6 = 1,76 k_в3 = 0,69,

k_р = 1,12 – коэффициент первоначального разрыхления песчаного грунта

t_ц – расчётная продолжительность цикла(в секундах), для прямой лопаты определяется по формуле:

t_ц = (2,55 + 5,45 * q + 2,08 * P + 0,062 * ) * k_у ,

где - угол поворота экскаватора на выгрузку,

₁ = 100^о, ₂ = 100^о, ₃ = 100^о,

q – ёмкость ковша, м³;

P = 1 –группа грунта по трудности разработки;

k_у – коэффициент, учитывающий условия производства работ, принимается равным 1,15 при погрузке грунта на транспорт.

t_ц1 = (2,55 + 5,45 * 1 + 2,08 * 1 + 0,062 * 100) * 1,15 = 19 сек. ;

t_ц2 = (2,55 + 5,45 * 1,25 + 2,08 * 1 + 0,062 * 100) * 1,15 = 20 сек. ;

t_ц3 = (2,55 + 5,45 * 1,25 + 2,08 * 1 + 0,062 *100) * 1,15 = 20 сек. ;

П_э = 3600 * 1 * 1,07 * 0,71 / 19 * 1,12 = 128,52 м³ / см ;

П_э = 3600 * 1,25 * 0,8 * 0,71 / 20 * 1,12 = 114,11 м³ / см ;

П_э = 3600 * 1,25 * 0,8 * 0,71 / 20 * 1,12 =110,89 м³ / см .

Выбираем наиболее производительную марку экскаватора ЭО-10011Е с ёмкостью ковша q = 1 м³.