Контрольныевопросы
Чтовключаетпонятие «комплекснаямеханизация»?
Какие структурыкомплексноймеханизацииВызнаете?
По какимпризнакам классифицируютсякомплексыгорныхмашин?
Какие требованиясоблюдаютсяприподборемашинкомплекса?
Литература
ПодэрниР.Ю.Горныемашиныдля открытыхгорныхработ.В2-хч.М.: МГИ, 1999
ПодэрниР.Ю.Горныемашиныикомплексыдляоткрытых горныхработ.М.:Недра,1985
Справочникмеханикаоткрытыхработ.Экскавационно-транспортныемашиныцикличногодействия.Подред.М.И.Щадова,Р.Ю. Подэрни. М.:Недра.
Справочникмеханикаоткрытых работ.Экскавационно-транспортныемашинынепрерывногодействия.Подред.М.И. Щадова,М.В.Владимирова.М.:Недра.
Лекция№9
Выемочно-транспортирующиемашины. Базовыемашины
План занятия
Назначениеиобластьприменениявыемочно-транспортирующихмашин
Классификациявыемочно-транспортирующихмашин
Классификациябазовыхтягачейитракторов
Схемыкомпоновкитягачейитракторов
Опорныесловаитермины
Выемочно-транспортирующиемашины,ножевыеиковшовые,бульдозеры,струги,грейдеры,скреперы,погрузочныемашины,базовыетягачиитракторы,дизельныйидизель-электрическийпривод,силоваяустановка,трансмиссия,ходоваячасть,платформаилирамаисистемауправления,седельно-сцепное устройство.
Выемочно-транспортирующимимашинами(ВТМ)называютсятакиемашины,которыеодновременносотделением(илипослеотделения),горнойпородыотмассиваперемещают(транспортируют)ее,причемдвижениерабочегоорганавэтотпериодосуществляетсяперемещениемвсеймашины,какправило,засчетразвиваемогоеютяговогоусилияиреже—спомощьютягачейилитолкателей.
Разработкапородвыемочно-транспортирующимимашинамиосуществляетсяслоямитолщинойотнесколькихсантиметров(бульдозеры,скреперы,грейдеры,погрузчикии т. д.) до 2м(рыхлители),чтонаилучшимобразомотвечаетусловиямпримененияэтихмашиннакарьерахсосложноструктурнымиимногокомпонентнымиполезнымиископаемыми.
ВТМможноразделитьнадваосновныхтипа:ножевые(бульдозеры,струги,грейдеры)иковшовые(скреперы,погрузочныемашины).
Бульдозерныеотвалы,погрузочныеоборудованиеиоборудованиерыхлителейвыполняютсялибоввиденавесного,либополуприцепногооборудованиякбазовымгусеничнымиколеснымтягачам (тракторам).
Считаетсяэкономичным перемещатьпородускреперамисгусеничнымитягачамивпределах300—900м,асамоходнымиколеснымискреперами—до3—6км.Бульдозерамиже,прирас-положенииотвалаподуглом90°косидвижения,целесообразноперемещатьпородунарасстояниенеболее150м,таккакприперемещениигорноймассыволокомчастьеетеряетсяврезультате высыпанияпобокам отвала.
Посравнениюсэкскаваторами,используемымивсочетанииссоответствующимтранспортом,ВТМотличаютсязначительноменьшимиметаллоемкостьюиэнергоемкостьюпроцесса.Так,на1тмассыскреперавыработкавсреднемсоставляет2—5м3/ч(включаятранспортированиеиукладкупороды);убульдозеровэтотпоказательравен4—6м3/ч,угрейдеровистругов—10—12м3/ч.Расходэнергиинаразработку1м3породыускреперов2—2,5кВт·чприплечеперевозкидо400м.Удельнаяпроизводительностьнаодногорабочегоумощныхскреперовдостигает700м3/ч.Себестоимостьработневысокая,иногдав3-4разаменьшестоимостиработ,выполняемыхэкскаваторамивсовокупностисавтотранспортом.
Фронтальныепогрузчикицикличногодействиямогутбытьиспользованынапогрузкеразрыхленныхскальныхпородвтранспортныесредстваилидлядоставкипородсамостоятельно.Благодарявысокоймобильностииманевренностипогрузчикиобеспечиваютпрактическиравнуюсэкскаваторамипроизводительность,приходящуюсяна1м3емкостиковша,приобщеймассемашиныв8—10разистоимостив3—4разаменьших,чемуэкскаваторовстакойжеемкостьюковша.
ПерспективыразвитияВТМзаключаютсявдальнейшемувеличении ихпроизводительности,преждевсеговследствиеповышениямощностиихдвигателей,котораявближайшиегодыпредположительнодостигнетуровня1100—2600кВт(1500—3000л.с.),атакжескоростей
перемещения,которыеврабочихпроцессахужесейчасуотдельныхВТМдостигают10км/ч,апритранспортировании— 90км/ч.
ПрикомплексномприменениинесколькихтиповВТМмогутбытьвыполненыпочтивсеосновные,атакже многиевспомогательныеработынаоткрытыхгорныхразработках.
ВкачествебазовыхтягачейдляВТМиспользуютсягусеничные(табл.13.1)ипневмоколесные(табл.13.2)тягачи,которыевзависимостиотмощностидвигателяподразделяютсянатягачималойдо110кВт(150л.с.),средней120-220кВт(160-300л.с.)ибольшойсвыше220кВт(300л.с.)мощности.
НаиболеемощнымгусеничнымтракторомроссийскогопроизводствавнастоящеевремяявляетсямодельТ-500сдвигателеммощностью500л.с.имассой46т,выполненнаяаналогичномоделиТ-ЗЗО.НаиболеемощнымгусеничнымтягачомявляетсятрактормоделиОАОфирмы
«Катерпиллер»(США)сдвигателеммощностью 700 л.с.имассой90т.
Дляувеличениятяговойспособностигусеничныхтягачейприменяютпоследовательноеилипараллельноесоединениетяговыхагрегатов(тандем),управляемыходнимоператоромчерезсблокированнуюсистемууправления.Приэтомтяговаямощностьисцепнаямассатандемаудваиваются.
Гусеничныетракторысдизельнымприводомобычноимеютпереднеерасположениедвигателя.Утягачейсдизель-электрическимприводомсиловаяустановкасостоитиздизеля,расположенноговпередимашины,игенераторнойустановки,установленнойсзади.Дизель-электрическийприводтрактораможетиспользоватьсявкачествепередвижнойилистационарнойэлектростанциипеременноготока.
Впреимущественноераспространениенаоткрытыхгорныхработахполучаютуниверсальныесамоходныепневмоколесныемашины,агрегатируемыеизузлов,выпускаемыхавтотракторнойпромышленностью,обладающиевысокойманевренностью,мобильностьюипроизводительностьюипозволяющиеприменятьширокийнаборразличныхвидовсменногополуприцепногоинавесногооборудования.
Техническаяхарактеристика гусеничныхтягачей
Таблица.14.1.
Параметры |
Т-100 |
Т-140 |
ДЭТ-250 |
Т-220 |
Т-330 |
Т-500 |
Мощностьдвигателя: |
100 |
100 |
300 |
220 |
330 |
500 |
л.с………. |
||||||
кВт……… |
73 |
103 |
220 |
162 |
242 |
370 |
Тяговоеусилие,кН, неболее |
140 |
170 |
420 |
340 |
530 |
700 |
Масса,т……. |
14 |
17 |
28,5 |
25 |
32 |
46 |
Скоростьпередвижения,км/ч, |
10,3 |
10,9 |
24,5 |
Н.д |
10,9 |
Н.д |
неболее: |
||||||
вперед |
||||||
назад |
7,6 |
6,8 |
14 |
Н.д |
7,6 |
Н.д |
ТипоразмерныерядыВТМфирмы«Катерпиллер»(США),компонуемыеметодомагрегатированиянабазедизельныхдвигателеймощностью75-1700л.с.,включаютразвернутыерядыгусеничных(13типов),колесных(10типов)тракторовитягачей,атакжепроизводныхмашин:ковшовыхпогрузчиков,скреперов(самоходных,саморазгружающихсяиприцепных),бульдозеров,автогрейдеров,автосамосвалов,трубоукладчиковидр.Такиетипоразмерныерядыпредставляютширокуювозможностьвыбораразличныхмоделейдвигателяимассыбазовыхмашин,позволяющеговразумныхпределахунифицироватьконструктивныеформыВТМприсохранениидостаточнойгибкоститипоразмерногорядамашин.
НабазегусеничныхтракторовТ-220,Т-330,Т-500созданосемействоунифицированныхгу-сеничныхмашин(рис.14.1),вихчислебульдозеры,рыхлители,скреперысковшамиемкостью20,30и45м3;семействоколесныходноосных,двухосныхичетырехосныхтягачей;полупри-
цепныхколесныхскреперовемкостью12,18и25м3;бульдозеров,ковшовыхпогрузчиковнаихбазе,атакжеспециализированныйземлевозныйтранспортгрузоподъемностью50-220т(примощностидвигателей300,700 и 1200 л.с.).
Колесныетягачиитракторымогутбытьскомпонованыпооднойизсхем,приведенныхнарис.14.2,изстандартныхунифицированныхэлементов,узловиагрегатов.Блочныйметодконструированиямашинпозволяетупрощатьремонт,атакжеосуществлятьагрегатированиетяга-чей,создаваянеобходимыемощностныеимассовыехарактеристикитягачадляработывразличныхусловиях.
Рис.14.1Машины,набазеунифицированногосемействатракторов
Т-220;Т-330,Т-500:а—скрепер;б—бульдозер-рыхлитель;в—ковшовыйпогрузчик;г
—углевоз;д, ж —роторный ицепнойтраншеекопатели;е—плуг;э, к—краны;и—турнодозер;л—плужныйканавокопатель;м—лопата;н—трелевщик
Основнымиузламитягачейявляются:силоваяустановка,трансмиссия,ходоваячасть,платформаилирамаисистемауправления.
Областьпримененияколесныхтягачейопределяетсятемнавесным,полуприцепнымилиприцепнымоборудованием,скоторымониэксплуатируются.
Базовыеколесныемашиныклассифицируютсяпочислуходовыхосей(мостов);тягачиподразделяютсянаодно-идвухосные,ашасси— надвухосныеитрехосные.
Тягачиклассифицируютсяпоследующим признакам:
рулевомууправлению:сзаднимиуправляемыми(поворотными)колесами;спереднимиуправляемымиколесами; спереднимиизаднимиуправляемымиколесами;сшарнирно-сочлененными(поворотными)рамами;
способуприводаходовыхосей(колес):сзаднимиведущимиколесами;спереднимиведущимиколесами;совсемиведущимиколесами.Принятоусловноеобозначениеходовыхчастейтягачейввидепроизведениятрехчиселa×b×cгдеа—числоосей(мостов)споворотнымиколесами,b—числоосей(мостов)сведущимиколесамиповоротнымиилинеповоротными,с—общее числоосей(мостов)машин;
98
поразмещениюдвигателябазовоймашины:сзаднимипереднимрасположениемдвигателя;кпоследним относятсясамоходныемашины соднооснымитягачами.
Рис.14.2.Схемыкомпоновкиколесныхтягачей:
а—одноосного;б—двухосногокороткобазового;в—двухосногодлиннобазового;г—двухосногосшарнирно-ломающейсярамой;д—набазеодноосныхтягачейсшарнирнойрамой;е—двухосногосшарнирно-ломающейсярамойидвумядвигателями;1—двигатель;2
—гидротрансформатор;3—карданныйвал;4—коробкапередач;5—-ведущаяось;6—корпусвертикальногошарниракрепленияхоботаполуприцепа.
Одноосныетягачи(рис.14.2,а)вотличиеотдругихтиповтягачейсамостоятельнонеприменяются,аагрегатируютсясполуприцепами—скреперами,угле-иземлевозамиидругимимашинами,скоторымионисоставляютнеразъемныйагрегат,называемыйсамоходным.
Агрегатированиеосуществляется:присоединениемхоботаполуприцепноймашиныкседельно-сцепномуустройству(ССУ)одноосноготягача;монтажоммасло-иэлектропроводов,соединяющихгидросистемытягачасисполнительнымимеханизмамиполуприцепноймашины.
Агрегатируемыесоднооснымитягачамимашины,какправило,имеютдвеоси,причемдлягруженоймашинынагрузкасобственнонатягачсоставляет48—52%весамашины.Вэтомслучаеповоротмашиныосуществляетсяповоротомтягачаотносительнополуприцепагидроцилиндрамиразворотаподугломдо90°.Этоустройствопредставляетсобойкронштейнсвертикальнымшарниром6(см.рис.14.2,а)длякрепленияхоботаполуприцепа.Самкронштейнгоризонтальнымшарниромкрепитсякраме,чтопозволяетобеспечиватьвзаимноеперемещениетягачаихоботаполуприцепавокруггоризонтальнойпродольнойосина±20°припоперечныхнеровностяхдороги.
Одноосныйтягачоборудовандвигателем,трансмиссией,ведущиммостом,колесамиспневматическимишинами,сцепнымустройством,приводомдляуправленияполуприцепом,механизмамиуправлениятягачомиполуприцепом.
Нарис.14.2,апоказанобщийвидодноосноготягачасмеханическойтрансмиссией,имеющейпланетарнуюпередачу(вколесе),гидротрансформаториавтоматическуюкоробкупередачстремяпереключаемымивручнуюдиапазонамипереднегоходаиоднимдиапазономзаднегохода.Верхнийкарданныйвалприводитвдействиенасосикомпрессор.Характернойособенностьюкинематическойсхемыэтоговариантатягачаявляетсяразветвлениемощности,отдаваемойдвигателем;одначастьмощностичерезгидротрансформаторикоробкупередачидеткведущемумосту,адругая—черезкоробкуотборамощностииспользуетсяэлектрогенератором,насосамигидросистемыилилебедкойканатногоуправления.Коробкапередачрасполагаетсясзадиведущегомоста.Пультуправленияразмещаетсялибовкабине,либооткрытосбоку.Обычнопульт(иликабина)находитсяслевойсторонытягача.
ВБелоруссиисерийновыпускаютсяодноосныетягачиМАЗ,МоАЗиБелАЗмощностьюдо360л.с.(табл.2).Самоходныескреперынаихбазеимеютковшиемкостьюдо15м3,аугле-иземлевозы— до 40—50м3.
Одноосныетягачипридаютскреперамвысокиеманевровыекачества,однакополучитьскоростьсвыше60км/чиз-заколебанийтягачанеудается.Поэтомуприперевозкенабольшиерасстоянияиспользуютсяскреперысдвухоснымиседельнымитягачами(см.рис.2,б),позволяющимиразвиватьскоростьсвыше70 км/ч.
Двухосныетягачи(табл.2)агрегатируютсразнообразнымнавеснымоборудованием:толкачомдлязагрузкискреперов;бульдозеромс поворотнымотвалом;одноковшовымфрон-тальнымпогрузчиком.
Схемыкомпоновкидвухосныхтягачейпоказанынарис.2,б—е.Длямашинсвысокимискоростямидвижения,напримерДлябыстроходныхскреперов,применяютсятягачиавтомобиль-
ноготипасуправляемымипереднимиколесамименьшегодиаметра(рис.2,в),чемуобычныхтягачей.Длякороткобазовыхтихоходныхтягачей,восновномработающихснавеснымоборудованиембульдозераилитолкача,используетсясхемаснеповоротнымиколесами(рис.2,б).Вэтомслучаеуправлениеповоротомпроизводитсяблагодаряразностискоростейвращенияколесспомощьюбортовыхпередач(приприводеколесотодногодвигателя)илинезависимымприводомколесотгидро-илиэлектродвигателей.
Дляболееуниверсальногопримененияиспользуютсятягачисповоротнымипереднимиколесамитакогожедиаметра,чтоизадние,имеющиебольшийрадиусповорота,чемпервыедватипа.По этойсхеме выполненытягачиМогилевскогои Минскогоавтомобильныхзаводов.
Длямашинвысокойманевренности,напримерковшовыхпогрузчиков,работающихвособостесненныхусловиях,целесообразноприменятьтягачисповоротнымиколесаминаобеихосях(рис.14.2,г).Такаясхемаобеспечиваетдвижениевбок«крабом»втомслучае,есливсеколесаповернутыводнусторону.
Технические характеристикипневмоколесныхтягачей
Табл.14.2
Показатели |
Одноосныетягачи |
Двухосныетягачи |
||||
МАЗ-529В |
БелАЗ-531 |
Д-561-А |
ТО-17 |
ТО-18 |
||
Мощностьдвигателя, |
180(132) |
360(265) |
75(59) |
90(66) |
130(96) |
|
л.с(кВт)….. |
||||||
Частота вращения вала |
|
|
|
|
|
|
двигателя(номинальная),мин-1 |
2000 |
2100 |
1700 |
1750 |
1700 |
|
Скоростьдвижения,км/ч,не |
|
|
|
|
|
|
более….. |
40 |
45 |
29 |
37 |
45,2 |
|
Нагрузканаось,кН, |
|
|
|
|
|
|
неболее….. |
170 |
300 |
-- |
-- |
-- |
|
Колеяколес,мм…….. |
2300 |
2490 |
-- |
-- |
-- |
|
Габариты,мм |
|
|
|
|
|
|
длина…… |
4200 |
4700 |
5660 |
5930 |
6890 |
|
ширина…… |
2950 |
3230 |
2336 |
2340 |
2434 |
|
высота……. |
2950 |
3350 |
2700 |
3070 |
3145 |
|
Размершины,дюймы…… |
21,00-28 |
27,00-33 |
15,00-20 |
15,00-20 |
16,00-24 |
|
Масса,т ………. |
9 |
14 |
7,5 |
8,5 |
10,7 |
|
Болеепростаякомпоновка,обеспечивающаятакжевысокуюманевренность,осуществляетсявсхемесшарнирнойрамой(см.рис.14.2,д).Такаясхемаиспользуетсянатягачах«Кировец».
Ещеболеепростовысокаяманевренностьдостигаетсякомпоновкойдвуходноосныхтягачей,соединяемыхшарниромдвигателяминаружу(см.рис.14.2,е).Этасистемаповоротанеотличаетсяотсхемыповоротаодноосныхтягачей.
Израссмотренныхсхемнаиболеесовершеннымисчитаютсясхемы,показанныенарис.14.2,а,б,в,д.Первыетрииз нихприменяютсявосновномдляседельныхтягачей,апоследняя—каксседельнымустройством,так ибезнего.
Компоновкаседельноготягачаобусловливаетвозможностьегоиспользованиявкачествебазынавесногооборудования.Седельныетягачивесьмачастоприменяютсядляработысобо-
рудованиемпогрузчика,экскаватора,кранаит.д.Двухосныеседельныетягачи,какправило,унифицированысодноосными.
Тягачсприводомнакаждоеколесоотгидро-илиэлектродвигателяпредставляетсобойманевреннуюмашину,правыеилевыеколесакоторойможнореверсироватьнезависимодруготдруга.
НаиболеемощнымбелорусскимдвухоснымтягачемявляетсядизельныйагрегатБелАЗ-549сдвигателеммощностью 1200 л.с.
Контрольныевопросы
Назначениеиобластьприменениявыемочно-транспортирующихмашин.
Классификациявыемочно-транспортирующихмашин.
Классификациябазовыхмашин.
Конструкциибазовыхмашин.
Литература
ПодэрниР.Ю.Механическое оборудованиекарьеровМ.: МГГУ, 2003
ПодэрниР.Ю.Горныемашиныикомплексыдляоткрытых горныхработ.М.:Недра,1985
Справочникмеханикаоткрытыхработ.Экскавационно-транспортныемашиныцикличногодействия.Подред.М.И.Щадова,Р.Ю.Подэрни. М.:Недра.
Лекция№10
Рабочееоборудованиебульдозеровирыхлителей
План занятия:
Общиесведенияонавесном,прицепномиполуприцепном оборудованиибазовыхтягачей.
Рабочее оборудованиебульдозера.
Рабочее оборудованиерыхлителя.
Опорныесловаитермины
Навесное,полуприцепное,прицепноеоборудование,самоходноеинесамоходноеоборудование,тягачи,тракторы,седельно-сцепноеустройство,бульдозеры,рыхлители,скреперы,одноковшовыефронтальныепогрузчики,толкающиерамы,системыуправления,отвалы,подвескирыхлителей,зубья.
Навесноеоборудованиепредставляетсобойнаиболеераспространенныетипырабочихорганов,агрегатируемыхсколеснымиигусеничнымитягачамииобеспечивающихвыполнениеразнообразныхпогрузочных,транспортных,вспомогательныхидругихвидовработнакарьерах.Основныетипысменногонавесногоиприцепногооборудованияиколесныхигусеничныхтягачейнасчитываютоколодвадцатинаименований.
Наиболеераспространеннымитипаминавесногооборудования,применительнокусловиямкарьеров,являются:бульдозерныеотвалы,оборудованиепогрузчиковирыхлителей.Возможностьзаменырабочегооборудованияобеспечиваетширокуюуниверсальностьколесныхигусеничныхмашинизначительнорасширяетобластьихприменения.
Двухосныенесамоходныескреперныеустановкимогутагрегатироватьсяввидеприцепногооборудованиясгусеничнымтракторомилидвухоснымколеснымтягачом.Втехслучаях,когдасамаскрепернаяустановкаимееттолькооднуосьиагрегатируетсячерезседельно-сцепноеустройствосоднооснымили,реже,двухоснымтягачом,онаназываетсяскреперомсполуприцепнымоборудованием.
Полуприцепноерабочееоборудованиеодноцелевогоназначения,агрегатируемоесоднооснымилидвухоснымтягачомисоставляющееспоследнимодноцелое,называетсятакжесамоходным(самоходныйскрепер,самоходныйгрейдер-элеваторит.д.).ВэтихслучаяхмощныеВТМимеютраздельныйпривод:
-одноосныйтягачоснащаетсядвигателем,мощностькоторогоявляетсядостаточнойдляперемещениявсегоагрегатасгрузом,но недостаточной длявыполнениярабочихопераций;
-полуприцепнойагрегатснабжаетсявспомогательнымдвигателем,предназначеннымдляповышениямощностиагрегатапривыполнениирабочихоперацийилипридвижениимашинывособотяжелыхдорожныхусловиях.Управлениевторымдвигателемможетосуществлятьсяилимашинистомодноосноготягача,илипомощникомспульта,расположенногонепосредственнонаполуприцепе.
Сменноерабочееоборудованиеизготавливаетсяипоставляетсяктягачамкомплектно.Так,колесныйилигусеничныйтягачможетбытьснабженбульдозернымотваломирыхлителемилиоборудованием погрузчика,бульдозернымножомирыхлителем.
ВсоответствиисназначениемВТМ ихсменныерабочиеорганыподразделяютсяна:разрушающиеиотделяющиепородуотмассива,темсамым,подготавливаяеек
транспортированию(рыхлители);
отделяющиепородуотмассивапослойноиперемещающиеее(безпримененияемкостей)придвижениимашины(отвалыбульдозеров,ножиавтогрейдеров,струги);
отделяющиепородуотмассиваиперемещающиеее(сприменениемемкости–ковша)придвижениивсеймашиныилиее части(ковшовыепогрузчики,скреперы);
отделяющиепородуотмассиварежущейкромкойспоследующейподачейеепорежущейкромкекприемникупогрузочногоустройства(скреперысэлеваторнойзагрузкой).
Бульдозер-выемочно-транспортирующаямашина,состоящаяизтрактора,оборудованногоотваломсножомдля послойнойсрезки,перемещенияиразравниванияпороды.
Породасрезаетсяножом,скапливаетсяпередотваломиперемещаетсяпоповерхностирабочейплощадкиприсобственномпередвижениибульдозеразасчеттяговогоусилия,развиваемоготяговымагрегатом(тракторомилитягачом).Основнымрабочиморганомбульдозераявляетсяотвал.КромеотваловнабульдозерахприменяютсяплоскиеиV-образныетолкающиерамы,черезкоторыеосуществляетсяпередачадополнительныхусилийнатолкаемуюмашину,например:наскреперприегозагрузке.
Рабочееоборудованиебульдозераснеповоротнымотвалом,установленнымперпендикулярнопродольнойосибазовоймашины,состоитизотвала,толкающейрамыимеханизмауправления.
Взависимостиотхарактераработыприменяютсяотвалыразличнойконструкции.Наиболеераспространеннеповоротныйотвалввидекоробчатойсварнойконструкции.Егопередняячастьпредставляетсобойизогнутыйстальнойлист,внижнейполовинекоторогозакрепленнож.Дляувеличенияжесткостиотвалусиленребрами.Принеобходимостипосторонамотвалаустанавливаютсящеки.
Приразработкесыпучихпородкотвалукрепятсяоткрылки-удлинители,позволяющиеповыситьпроизводительностьбульдозерана40%-50%.
Толкающаярамасвязываетотвалсбазовоймашинойипередаетемутяговоеусилие,развиваемоедвигателеммашины.Кзаднейстенкеотвалакрепятсякронштейны,вкоторыевставляютсяпальцыраскосов,соединяющихегосбоковымиупорамитолкающейрамыипозволяющихиметьперекос осиотвалаввертикальнойплоскости.
Бульдозерысповоротнымотвалом,которыйвгоризонтальнойплоскостиможноустанавливатьподугломдо27градусоввобестороныотпродольнойосиилиперпендикулярнокней.Ониобычноимеютотвалбольшейдлины,чемумашинснеповоротнымотвалом,таккаквпровернутомположенииотвалдолженперекрыватьширинубазовоготягача.Условияработыповернутогоотвалатребуютиногоочертанияеготорцовинедопускаютустановкищек.Отвалтакжепредставляетсобойкоробчатуюметаллоконструкцию,стыльнойстороныкоторойприваренподпятникдляшаровойпятытолкающейрамы.
Набульдозерахсгидравлическимуправлениемправый,аиногдаилевыйподкосызаменяютсягидроцилиндрами.Изменяядлинуодногоилиобоихгидроцилиндров(подкосов),можнонаклонятьотвалввертикальнойплоскостинауголдо20º,улучшатьегоприспособляемостькусловиям разработкикаменистыхпород.
Дляработывпородахсреднейкрепостиотвалснабжаютсменнымизубьями,которыеустанавливаюттак,чтобыонимоглиразрыхлятьпородуприрабочемилиобратномходебульдозера.При этомзубьязакрепляютнаосишарнирно,такчтоихрежущиелезвиябылинаправленывсторону,противоположнуюрежущемулезвиюотвала.Придвижениибульдозеравпередзубьяповорачиваютсянаосииихтыльнаясторонаскользитпоповерхностипороды.Отвалысрыхлящимизубьямицелесообразноприменятьприподготовкебульдозеромфронтаработыдляскреперов.
Рыхлитель—землеройнаямашинадляпослойногорыхлениямерзлыхискальныхпородсреднейкрепости,искусственныхпокрытийит.п.сиспользованиемтяговогоусилиябазовоготрактора.
Рыхлителикакрабочееоборудованиемогутбытьспециализированныминавеснымиилиприцепными,атакжедополнительнымисъемнымиустройствамикосновномунавесномуобо-рудованию(бульдозерныеотвалы,ковшипогрузчикови др.).
Наиболееширокоеприменениеполучиливпоследниегодынавесныерыхлители,которыеявляютсяболеемобильными,имеютлучшуюуправляемость,выдерживаютбольшиестатическиеидинамическиенагрузки,обеспечиваютлучшееиспользованиетяговогоусилияивесабазовоймашины.
Рыхлителимогутбытьсамостоятельнымнавеснымоборудованием,предназначеннымтолькодлярыхленияпород,номогутбытьивторымвидомнавесногооборудования,устанавли-ваемогонабульдозерыипогрузчикидлявыполнениявспомогательныхработ.
Навесныерыхлителиклассифицируютпоследующимосновнымпризнакам:
-номинальномутяговомуусилиюбазовоймашины;
-мощностибазовоймашины;
-ходовымустройствам;
-способуустановкинавесногооборудования—нараметрактораилинарамахходовыхустройств;
-числурабочегооборудования— одно-имногостоечные;
-назначению—общегоназначенияиспециальные.
Поспособуустановкипредпочтениеотдаетсярыхлителям,закрепляемымнараметрактораизаднеммостуходовогоустройства.Этотспособобеспечиваетбольшиежесткостьинадежностькрепления,меньшуюметаллоемкостьилучшиехарактеристикиагрегатовповылетурабочегооборудованиязапределыходовойчастииугламвъездаисъезда,которыедолжныбытьмаксимальновозможнымидлянормальногодвижениямашинынанеровныхучасткахместности.
Существуетнесколькотиповподвесокрыхлителей:
трехточечная,скреплением рамык корпусузаднегомоста трактора;
трехточечная,скреплениемохватывающейрамыкрамамгусеничныхтележекиликорпусубазовоготрактора;
четырехточечнаяилипараллелограммная,скреплениемвнутреннейрамыккорпусузаднегомоста базовоймашины;
четырехточечная,скреплениемвнутреннейрамыкзаднемумоступосредствомдополнительнойохватывающейрамы.
Рамаохватывающеготипа(крепитсякрамамгусеничныхтележекиликкорпусубазовоготрактора)позволяетобеспечитьмалыенагрузкинакорпусзаднегомостаиштокигидроцилиндров,хорошуюустойчивостьвпоперечномнаправлении,ноимеетсравнительнобольшуюмассу,затрудненпроходпородыподпоперечинойрамы.Применяетсянаспециальныхрыхлителях.
Трехточечноекреплениерамы(радиальнаяподвеска)имеетболеепростуюконструкцию,малуюмассуипоэтомуприменяетсяболеешироко,обеспечиваярыхлениенаглубинудо2,1м,но сизменением глубинырыхленияизменяетсяуголрезания.
Припараллелограммнойподвескеуголрезаниянезависитотзаглублениязубьев.Конструкцияимеетбольшоечислошарниров,меньшуюпоперечнуюустойчивость,большуюнагрузкунакорпусзаднегомоста.Применяетсянамощныхисверхмощныхмашинах.Глубинарыхления– неболее1,1м.
Длягорныхработпредпочтениеотдаетсяодностоечнымрыхлителям,хотявотдельныхслучаяхмногостоечныемогутуспешноиспользоватьсядлярыхлениямалопрочныхпородитонкихмерзлыхкорок,атакже дляпредупредительногорыхления.
Рыхлителиобщегоназначениярассчитаныдлярыхлениямало-исреднепрочныхпороднаглубинудо1м.Специальныерыхлителиимеютбольшуюглубинурыхления(до2,5м)ипредназначеныдляработывспецифическихприродныхилитехнологическихусловиях.Рыхлителиспециальногоназначениярассчитываютсядлярыхленияболеепрочныхпород,иихконструкцияпредусматриваетсовместнуюработубазовоймашиныитолкачатогожетяговогокласса,чтоибазовыйтрактор.Рыхлителиобщегоназначениямогутработатькакспрямыми,такисизогнутымизубьями,арыхлителиспециальногоназначениякомплектуютсятолькопрямымизубьями.
Стойкизубьеврыхлителейизготавливаютсякованными(режелитыми)иснабжаютсясъемнымизащитнымикозырькамиинаконечникамиизизносостойкойстали.Поформезубьяразличают:изогнутые,прямыеиполуизогнутые.
Сечениезубаподбираетсятаким,чтобыонвыдерживалнагрузку,равную1,5кратномутяговомуусилиютрактора,приложенномук концузуба.
Рис.15.1.Бульдозерно-рыхлительныйагрегатнатрактореТ-330:
1—толкающийбрус;2—механизм компенсацииперекоса отвала;3—диагональнаятяга;4—гидроцилиндрподъемаиопусканиярыхлителя;5—опорнаярама;6—двухзвеннаярамаверхнегопояса;7 — раманижнегопояса;8—обойма;9 — тягарамыверхнегопояса;10—гидроцилиндррегулированияугларыхления
Контрольныевопросы
Общиесведенияонавесном,прицепномиполуприцепном оборудованиибазовыхтягачей.
Принципыклассификациибульдозеров.
Рабочее оборудованиебульдозеров.
Принципыклассификациирыхлителей.
Рабочее оборудованиерыхлителей.
Литература
1.ПодэрниР.Ю.Механическое оборудованиекарьеровМ.: МГГУ, 2003
2.ПодэрниР.Ю.Горныемашиныи комплексыдляоткрытых горныхработ.М.:Недра,1985
Справочникмеханикаоткрытыхработ.Экскавационно-транспортныемашиныцикличногодействия.Подред.М.И.Щадова,Р.Ю. Подэрни. М.:Недра.
4.
Лекция№11
Рабочееоборудованиескреперовиодноковшовыхпогрузчиков
План занятия:
Принципыклассификациискреперов
Рабочее оборудованиескрепера.
Параметрыскреперов
Принципыклассификацииодноковшовыхпогрузчиков
Рабочее оборудованиеодноковшовыхпогрузчиков.
Параметрыодноковшовыхпогрузчиков
Опорныесловаитермины
Скрепер,ковш,заслонка,самоходные колесные скреперы,шнековоеилиэлеваторноезагрузочное устройство,свободная,полупринудительнаяипринудительнаяразгрузка,способыуправления,агрегатированиескреперов,ковш,стрела,шарнирно-рычажнаясистема,гидросистема.
Скрепер–выемочно-транспортирующаямашина,используемаядляпослойногоотделенияотмассивапороды,еезахвата,транспортированияипослойнойукладкивместевыгрузки.Скреперпредставляетсобойсамоходнуюилибуксируемуютележкусковшом,имеющимножповсейширинепереднейкромкиднища,спомощьюкоторогоотделяетсяслойпороды.Ковшявляетсярабочиморганомскрепера.
Ковшврезаетсявмассивподдействиемтяговогоинапорногоусилий.Длялучшегонаполненияонспередиснабжензаслонкой,котораяможетоткрыватьсянаопределеннуювеличину,вследствиечегоизменяетсяразмерщелимеждурежущейкромкойковшаинижнейкромкойзаслонки.Величинащеливзависимостиоттолщинысрезаемогослояифизико-механическихсвойствпородырегулируетсясистемойуправления.Послезаполненияковшазаслонка закрывается,аковшпереводитсяв транспортноеположение.
Поспособузагрузкискреперыподразделяютсяназаполняемыезасчетподборагрунтаприреализациитяговогоусилия(загрузкатяговымусилием)изагружаемыеспомощьюшнековогоилиэлеваторногоустройства.
Дляулучшениязагрузкиковшейсамоходныхколесныхскреперовиспользуютсябульдозеры-толкачи,помогающиеосуществлятьзаполнениеемкостинакороткомпути,атакжеспаренныескреперы,работающиепометоду«тяни-толкай».Впоследнемслучаемашиныснабжаютсядистанционноуправляемымсцепнымустройством.Скреперыстыкуютсянаходувовремяподходаккарьеру.Ведущаямашиназагружаетсяпервой,используютяговуюмощностьсвоегодвигателяидвигателяидущеймашины,использующейрольтолкача.Далеенагруженныйпереднийскрепервыполняетрольтягача,помогаязагрузитьсяидущемуследом.Машиныразъединяютсянаходуинезависимодруготдругаедутнаразгрузку.
Поспособуразгрузки.Дляскреперовприменяютсятриосновныхспособаразгрузки:свободный,полупринудительныйипринудительный.
Присвободномспособеразгрузкипородаможетвыгружатьсявпередилиназад.Дляэтогоковшспородойповорачиваетсявокругточки,лежащейвблизиихцентратяжести.Этотспособнаиболеепростинетребуетприменениядополнительныхустройств,нопригодентолькодляработывмалосвязныхнелипкихпородах,гденетребуетсядостаточноточнойрегулировкитолщиныразгружаемогослоя(применяетсядляскреперовсковшоммалойемкости).
Приполупринудительномспособепородавыгружаетсяповоротомднищаилизаднейстенкивместесднищемотносительнобоковыхстенокичастичновыталкивается.Недостаткомспособаявляетсянеполноеопорожнение ковша,особенноприлипкихиувлажненныхпородах.
Поспособуразгрузки.Дляскреперовприменяютсятриосновныхспособаразгрузки:свободный,полупринудительныйипринудительный.
Присвободномспособеразгрузкипородаможетвыгружатьсявпередилиназад.Дляэтогоковшспородойповорачиваетсявокругточки,лежащейвблизиихцентратяжести.Этотспособнаиболеепростинетребуетприменениядополнительныхустройств,нопригодентолькодляработывмалосвязныхнелипкихпородах,гденетребуетсядостаточноточнойрегулировкитолщиныразгружаемогослоя(применяетсядля скреперов сковшоммалойемкости).
Приполупринудительномспособепородавыгружаетсяповоротомднищаилизаднейстенкивместесднищемотносительнобоковыхстенокичастичновыталкивается.Недостаткомспособаявляетсянеполноеопорожнение ковша,особенноприлипкихиувлажненныхпородах.
Потипуприводаскреперыподразделяютсянамашинысканатным,электромеханическимигидравлическимуправлением.
Поспособуагрегатированияскреперыподразделяютсянаприцепные,полуприцепныеисамоходные.
Потипутягачаилиходовогооборудованияскреперымогутвыполнятьсянаколесномилигусеничном ходу.
Потипутрансмиссиискреперыподразделяютсянамеханические,гидромеханические,электрическиеигидростатические.
Главнымпараметромскрепера являетсягеометрическаяемкостьковшаЕ(м3).
Рис.16.1.Схемыагрегатированияскреперов:
1—6—сведомымиколесами;7—9—сведущимиколесами;2,4,6,8—сэлеваторнойзагрузкой;10—13—поездоввзависимостиотспособапередачитяговогоусилия;14—ведущийгусеничныйход;15—ведомыеколеса;16—ведущиеколесасмеханическойтрансмиссиейотдополнительныхдвигателейвнутреннегосгорания; 17—ведущиеколесапосхемемотор—колесоОсновнымипараметрамискрепераявляются:мощностьдвигателятягача;конструктивная
массамашины;габариты;ширинаимаксимальнаятолщинасрезаемогослоягрунта;колеснаябазаскрепера;рабочаяитранспортнаяскорости;величина нагрузкинаосискрепераи др.
Изспособовуправленияковшомнасовременныхмашинахприменяетсягидравлическоенепосредственноеигидравлическоеспередаточнымиустройствами(рычажными,канатнымиидр.).Гидравлическоеуправлениеобеспечиваетбыстротудействия,большиеусилиянаисполнительныхмеханизмах,компактностьсиловогоприводаипростойподводэнергииксистемамуправления.
Агрегатированиескреперовсбазовымимашинами(рис.16.1)предопределяетцелыйрядособенностеймашини ихтехнологическихвозможностей.Прицепнойскрепер(рис.16.1,а)имеетсобственныеопорныеходовыеустройстваинепередаетсвоеговесаивесапородынабазовыйтягач,адлякопанияиспользуетсятяговоеусилиебазовоймашиныи,крайнередко,толкача.Управление скрепером осуществляетсяотбороммощностиотбазовоймашины.
Полуприцепнойскрепер(рис.16.1,б)опираетсянабазовыйтягачипередаетемучастьвесовмашиныипородывковше,увеличиваятемсамымтяговыевозможноститягача.Вторымопорнымэлементомускрепера являютсясобственныеходовыеустройства,располагаемыесзади.
Самоходныескреперыагрегатируютсясоднооснымитягачами(рис.16.1,в).Одноосныйтягачдолженвосприниматьчерезопорно-сцепноеустройстводо40—50%нагрузкиотгруженогоскрепера.
Набазеполуприцепныхисамоходныхскреперовмогутсоздаватьсяскреперныепоезда(рис.16.1,г).Какправило,скреперныепоездаобычновыполняютсяиздвух-трехскреперов.Обычноскреперныепоездапростейшеготипанеобеспечиваюткопаниядаженаслабыхпородахииспользуютсякакбольшегрузныетранспортныеагрегаты,загружаемыеэкскаваторамиилидругимисредствами.Скреперныепоездаснесколькимииливсемиведущимимостами(рис.16.1,г,11и12)болееработоспособны,чемпредыдущеготипа,однакосложнывуправленииинедостаточномобильны.Перспективнымявляетсяагрегатированиедвухилитрехсамоходныхскреперовводинскреперныйпоезднапериодкопания(рис.16.1,д)споследующимразделениеммашиндлянезависимоговыполненияостальныхопераций.Этоттипскреперногопоездапозволяетсконцентрироватьтяговыеусилиянесколькихмашиннаоперациикопанияинелишаеткаждуюизмашинмобильности.
Наиболеетяжелымиусловиямиработыскреперовявляютсякопаниеидвижениенаподъем.ДляскреперовсведомымиколесаминапородахII—IIIкатегорийиспользуютсятолкачи.Передачатяговогоусилияосуществляетсяболееравномерно,еслискреперимеетведущиеколеса.Дляпередачикрутящегомоментанаколесаскреперанеобходимоустанавливатьдополнительныйдвигательисамостоятельнуютрансмиссию.Управлениедвигателемосуществляетсяизкабинытягача.Двухдвигательныескреперыболеедорогие,менееэкономичныепорасходутоплива,болеесложныевэксплуатации,чемоднодвигательныенообладаютболеевысокимитяговымиусилиями.
Рабочееоборудованиеодноковшовогопогрузчикавключаетвсебяковш,стрелу,шарнирно-рычажнуюсистемуигидросистему.Помимоосновногоковша,погрузчикможетснабжатьсядругимсменнымоборудованием:ковшамиувеличеннойиуменьшеннойемкости,челюстнымковшом,бульдозернымотваломидр.
Подъем стрелы с ковшом осуществляется непосредственно гидроцилиндром, аопрокидываниековша –гидроцилиндром черезшарнирно-рычажнуюсистему.
Одноковшовыепогрузчикиклассифицируются:
поназначению–настроительные(сгрузоподъемнойсилойдо100кН)икарьерные(сгрузоподъемнойсилойболее100кН);
поспособуразгрузкиковша–спередней(фронтальные), сбоковой,сразгрузкойназад(черезсебя);
походовомуустройству–напневмоколесномуходусжесткойрамой(сзаднимиуправляемымиколесами) илисшарнирно-сочлененнойрамой;нагусеничномходу;
Рис.16.2.Конструктивныеэлементыскреперов:
а—тяговаярама:1—кронштейншкворняседловогошарнира;2—-хоботтяговойрамы;г-кронштейныкреплениягидроцилиндровповорота;4—упряжныетяги;5—проушинаупряжногошарнира;6—поперечнаябалка;б—передняязаслонка:1—кронштейндлякреплениягидроцилиндрауправлениязаслонкой;2—проушина;3—рычаг;4—щека;5—фронтальнаястенка(щит);6—поперечнаясоединительнаябалка;в—ковш:1—боковаястенка;2—буфер;3 —кронштейнгидроцилиндрауправлениязаднейстенкой;
опорныйщитбуфера;5—балкакрепленияполуосейопорныхколес;6—упряжнойшарнир;7,11 —ножи;8,9—проушины;10—кронштейнкреплениягидроцилиндраподъемаковша;12—гидроцилиндрподъемаковша;13—гидроцилиндруправлениязаслонкой;14—гидроцилиндруправлениязаднейстенкой;15—опорноеколесо;г—зад-няястенка:1—щит;2—рама;3—6—опорно-центрирующиеролики;д—опорно-сцепноеустройство:1—лонжеронрамытягача;2—горизонтальныйшкворень;3—кронштейн;4—поперечнаясвязьлонжеронов;5,6—вертикальныешкворни;7—хоботтяговойрамыскрепера;8—гидроцилиндрповоротаскрепера;9—кронштейныхобота;10—полушкворнипоперечины
понаполнениюковша – снапорнымусилием,обеспечиваемымходовыммеханизмомилиспомощьюгидроцилиндровпризастопоренномходовомустройстве;
поповоротустрелыприразгрузке–неповоротные;полуповоротные(науголдо90градусов);полноповоротные;
-поприводунавесногоирабочегооборудования– сгидравлическиеилимеханические(канатно-блочные);
-потипупривода–дизельные;дизель-электрические;карбюраторные;
-помощностидвигателя–малой,среднейимощные.
Накарьерахполучилипреобладающеераспространениенаиболеепростыепоконструкциинеповоротныеотносительнобазыпогрузчикиспереднейразгрузкойковшаинапневмоколесномходу.
ГлавнымпараметромодноковшовогопогрузчикаявляетсяноминальнаягрузоподъемнойсилыQн(кН),принимаемаясогласнотяговомуклассубазовоймашиныидопускаемойнагрузкинапереднююосьходовойчасти.
Основнымипараметрамиявляются:
-удельноеусилиекопанияКF,развиваемоенарежущейкромкековша(усовременныхпогрузчиковКF=60÷120кН/м);
-конструктивнаямассарабочегооборудования,равная25– 35%массыбазовоймашины;
-номинальнаяемкостьковшаЕ(м3),определяемаяпогрузоподъемностипогрузочногооборудованияприработенасыпучихматериалахприихплотностивцеликеy=1,6т/м3икоэффициенте наполненияКн=1,25;
-номинальноенапорное(тяговое)усилиепогрузчикаТн(кН),определяемоепонаибольшейэффективноймощностидвигателябазовоготрактораNЭmax(л.с.)исучетоммассыm(т)базовоймашиныирабочегооборудованияспорожнимковшом;
-выглубляющееусилиеРв(кН),развиваемое гидроцилиндрамиповоротаковшаиприложенноенаегорежущейкромке;
-подъемноеусилиеРп(кН)накромке ковша,развиваемое гидроцилиндрамиподъемастрелы.
Рис.3.Сменноерабочее оборудование одноковшовогопогрузчика
1—основнойковш;2—ковшувеличеннойилиуменьшеннойвместимостисзубьями;3—двухчелюстнойковш;4—каркасныйковшдляскальныхпород;5—ковшсбоковойразгрузкой;6—ковшсудлинителямидляувеличеннойвысотыразгрузки;7—ковшспринудительнойразгрузкой;8—бульдозерныйотвал;9—оборудованиеобратной лопаты; 10 —грейфер;11— грузовые вилы;12— грузоваястрелас монтажнымкрюком;13— челюстной
захватдлятрубилесоматериалов;14—монтажно-поворотныйзахватдляустановкистолбов;15—вилыуниверсальногоназначения;16—плужныйснегоочиститель;11—шнекороторныйснегоотбрасывательсавтономнымдвигателемвнутреннегосгорания;18—кусторез;19—корчеватель;20—бункер-дозатор;21—рыхлитель(асфальтовзламыватель)
Классификацияскреперов.
Контрольныевопросы
Классификацияодноковшовыхпогрузчиков
Рабочее оборудованиескрепера.
Рабочее оборудованиеодноковшовыхпогрузчиков.
Основныепараметрыскреперов.
Основныепараметрыодноковшовыхпогрузчиков.
Литература
ПодэрниР.Ю.Механическое оборудованиекарьеровМ.: МГГУ, 2003
ПодэрниР.Ю.Горныемашиныикомплексыдляоткрытых горныхработ.М.:Недра,1985
Справочникмеханикаоткрытыхработ.Экскавационно-транспортныемашиныцикличногодействия.Подред.М.И.Щадова,Р.Ю. Подэрни. М.:Недра.
Лекция№12
Производительностьвыемочно-транспортирующихмашин