1363
.pdfРис. 13. Роторный экскаватор
соль 6. Положение рабочего колеса в вертикальной плоскости из меняют с помощью канатов 3 роторной стрелы, а в горизонтальной плоскости — с помощью поворотной платформы 5. Роторный экска ватор имеет гусеничное ходовое устройство 7
Объем ковшей современных роторных экскаваторов 40—4000 л, производительность экскаваторов достигает 11 тыс. м3/ч. Диаметр роторного колеса 2,5—18 м. Число ковшей на роторном колесе в за висимости от свойств разрабатываемых пород 6—12. При разработке налипающих рыхлых пород применяют роторные колеса с меньшим числом ковшей. В конструкции мощных роторных экскаваторов предусмотрены выдвижные роторные стрелы, а также возможность как верхнего, так и нижнего копания (полноповоротные экскава торы), что позволяет не делать частые передвижки в забое.
По производительности различают роторные экскаваторы не большой (до 630 м3/ч), средней (630—2500 м3/ч) и большой (2500— 5000 м3/ч) производительности, а также сверхмощные экскаваторы
производительностью свыше 5000 м3/ч.
В цементной промышленности используют роторные экскава
торы небольшой и средней производительности |
(табл. 11). |
Производительность роторного экскаватора |
в плотном теле |
(в м3/ч) |
|
П = eOqmnKuKjKp, |
(2 2 ) |
где q — объем ковша, мя; т —- число ковшей на роторе; п — частота вращения ро тора, об/мин.
Коэффициент наполнения ковша породой Кн в разрыхленном состоянии для роторных экскаваторов колеблется от 0,85 для пла стичных пород до 1,05 для сыпучих. Коэффициент разрыхления д р принимают равным 1,05—1,1 для сыпучих материалов и до 1,2 для пластичных. Коэффициент использования машинного времени л м — = 0,9-7-0,95.
Показатель
|
|
|
|
ЭРП-1250Д |
' |
ЭР-100 |
ЭЭР-500 |
ЭРГ-400 |
ЭР-1250 |
ЭРП-1250 |
Техническая |
производительность, |
625 |
630 |
1300 |
1600 |
1250 |
1250 |
|
м3/ч |
|
|
125 |
320 |
580 |
880 |
880 |
|
Установленная мощность электродви |
2000 |
|||||||
гателей, кВт |
м |
7 |
12,5 |
17 |
17 |
16 |
16 |
|
Высота копания, |
||||||||
Глубина копания, |
м |
3,5 |
1 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1 |
|
Радиус выгрузки, |
м |
15 |
15,5 |
24,2 |
24,6 |
22,4 |
23,4 |
|
Ротор, м: |
|
|
3,9 |
5 |
6,4 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
диаметр |
|
вылет оси |
||||||
максимальный |
11,9 |
17,8 |
24,2 |
22,5 |
24,4 |
23,3 |
||
частота вращения, об/мин |
4,4—9,6 |
7,9 |
6,3 |
8,5 |
8,5 |
8,5 |
||
Число ковшей |
|
|
9 |
8 |
9 |
9 |
9 |
8 |
Объем ковша, м3 |
|
|
0,1 |
0 ,2 |
0,4 |
0,38 |
0,33 |
0,4 |
Масса, т |
|
|
75 |
181 |
570 |
700 |
700 |
1040 |
Объем (в м3) добычи горных пород роторным экскаватором на
планируемый период при двухсменной работе |
|
V = 96071qmnKHKMKT. J K V, |
(23) |
где Т — число суток планируемой работы экскаватора; Кт. и— коэффициент техни ческого использования, /Ст. и = 0,92.
Пример 7. Определить объем добычи мела экскаватором ЭР-100 при двухсмен
ной работе за 30 суток при /Сн = |
1,/Ср = |
1,1. |
Решение. По данным табл. 11 |
<7 = 0,1 |
м3, пг = 9, п = 9,6 об/мин. Принимаем |
Км = 0,9, Кт. и = 0,92. |
|
|
По фюрмуле (23) определяем объем добычи мела |
1.0 Q.O Q2
V = 960-30-0,1 -9-9,6 |
р |
= 187 302 м3. |
§ 22. Бульдозеры |
|
|
Бульдозером называют трактор с навесным оборудова |
||
нием, предназначенный для послойного |
срезания мягких пород, |
их перемещения на небольшое расстояние (50—100 м) с последующим их штабелированием или укладкой с разравниванием. Бульдозеры также используют для перемещения предварительно разрыхленных твердых пород. Бульдозеры выпускают на базе различных по мощ ности гусеничных и колесных тракторов с канатным или гидравличе ским приводом управления отвалом.
У бульдозера на гусеничном ходу с гидравлическим управле нием отвала (см. рис. 3) отвал 9 представляет собой сварную кон струкцию из листовой стали, изогнутой по радиусу. К нижней плоской части болтами прикреплены ножи 10. Подъем и опускание отвала осуществляют двумя гидроцилиндрами 5, работающими 0т
52
Показатель |
|
|
|
|
D8K |
41В |
|
Д-512А |
Д-385А |
Д-572 |
Д-701 |
«Катер |
«Фиат- |
||
|
|
пиллер» |
Аллис» |
||||
|
|
|
|
|
|
(США) |
(США) |
Базовый трактор или тя- |
Т-180Г |
ДЭТ-250 |
ДЭТ-250 |
Т-330 |
|
|
|
гач |
|
|
|
|
|
|
|
Мощность двигателя, |
132 |
228 |
228 |
242 |
220 |
385 |
|
кВт |
|
|
|
|
|
|
|
Размеры отвала, мм: |
|
|
|
|
|
|
|
длина |
|
3920 |
5000 |
4540 |
3870 |
4000 |
5100 |
высота |
подъем |
1350 |
1550 |
1550 |
1400 |
1500 |
2100 |
Максимальный |
ИЗО |
1000 |
840 |
|
|
|
|
отвала, мм |
|
|
|
|
|
_ |
_ |
Максимальное |
заглубле |
430 |
350 |
340 |
570 |
||
ние отвала, |
мм |
|
|
|
|
_ |
_ |
Максимальное |
тяговое |
160 |
220 |
220 |
189 |
||
усилие, кН |
|
|
|
|
|
|
|
Масса бульдозера, т |
19,9 |
29,5 |
31,3 |
28,5 |
31,7 |
65 |
гидравлической системы трактора. Усилие от резания породы пере дается на балку 11, шарнирно закрепленную на раме трактора.
При работе опущенный под действием гидроцилиндров отвал срезает слои грунта до глубины, устанавливаемой водителем (100— AXJ мм) и при движении бульдозера призму волочения, накапливае мую перед отвалом, перемещают к месту укладки. В горных цехах, как правило, используют бульдозеры на базе гусеничных тракторов с двигателями мощностью свыше 132 кВт (табл. 12).
Бульдозеры являются наиболее распространенной мобильной техникой для выполнения выемочно-транспортных работ на карьерах небольшой и средней мощности. Их используют на раздельной послойной выемке глины, опоки, трепела, мела и других мягких пород, на перемещении пород к средствам погрузки (экскаваторам, погрузчикам и др.),^а также на погрузке в транспортные средства (автомобили, конвейеры), расположенные на нижележащих ус тупах.
Производительность бульдозера зависит от плотности, влаж ности и рыхлости разрабатываемых пород, расстояния транспорти рования, профиля пути, принятой организации разработки и квали фикации бульдозериста. Она определяется средним объемом породы, перемещаемой бульдозером за один цикл, и числом циклов за рас сматриваемый период.
Объем призмы волочения (в м3), образующейся перед отвалом
бульдозера, |
|
V = H2LJKTKJK v, |
(?4) |
где Н, L — высота и длина отвала, м; /Ст — коэффициент, учитывающий свойства разрыхленной породы при транспортировании, для пластичных пород /Ст = 0,7, Для сыпучих и разрыхленных твердых пород К т= 0 ,8 ; Кн — коэффициент напол нения отвала, зависящий от свойств породы, Кп = 0,8~0,9;
t_25
ц—0,8 + ^- = 43,75 с.
Объем призмы волочения перед отвалом бульдозера
Уогв = 1,55-5-0,8-0,9 = 10,51 м3 По формуле (25) часовая производительность бульдозера при взрыхленной породе
П = |
j 3600 |
10,51 -0,9* 1 0,9* 1 - |
700,5 м3/ч. |
||
|
43,75 |
||||
Продолжительность |
работы бульдозера |
|
|
||
|
Т |
V __ |
4500 |
= 6,4 |
ч. |
|
|
П ~ |
700,5 |
|
|
§ 23. Самоходные скреперы
Скреперами называют машины цикличного действия, предназначенные для срезания горной массы, транспортирования ее в ковше, отсыпки и планирования равномерной толщины.
Самоходный скрепер (рис. 14) представляет собой шарнирно сочлененную .машину, состоящую из одноосного тягача и ковша, соединенных между собой седельно-сцепным устройством и тяговой рамой.
При рабочем движении самоходного скрепера ковш опускается. Передняя заслонка приподнимается, образуя щель, ножи заглуб ляются в породу и срезаемая стружка мягкой породы или мелко раздробленные куски поступают в ковш (рис. 15, а). По мере запол нения ковша заслонку закрывают, а ковш поднимают в транспортное положение (рис. 15, б). Разгружают ковш принудительно (рис. 15, в) выдвижением грунта задней стенкой через щель, образованную полностью поднятой заслонкой. Положение ковша, заслонки и стенки изменяют с помощью гидроцилиндров.
Рис. 14. Общий вид самоходного скрепера:
1 — седельно-сцепное устройство; 2 — гидроцнлиндры поворота тягача; 3 — тяговая рама;
4 — гндроцнлиндр изменения положения ковша, |
заслонки и стенки; 5 |
— ковш; 6 — задняя |
|||
стенка |
ковша; 7 — колеса ковша; |
3 — буфер; |
9 — дншце ковща; |
10 — бок< пая |
стенка |
ковша; |
/ J — ножи; 12 — заслонка; |
13 — трансмиссия; N — пеАущнп |
мост; 15 — |
ведущие |
|
колеса; |
16 — двигатель |
|
|
|
|
Рис. 15. Схема работы скрепера
Для загрузки самоходных скреперов используют трактор-тол кач, так как тяговое усилие, развиваемое самим скрепером, недо статочно для заполнения ковша. Для этого с задней стороны ковша предусмотрен специальный буфер. Как правило, самоходные скре перы работают отрядами, в которых один толкач обслуживает тр и - семь скреперов в зависимости от дальности транспортирования породы.
В табл. 14 приведена техническая характеристика отечественных самоходных скреперов.
Самоходные скреперы широко используют при разработке мягких пород вскрыши мощностью до нескольких метров до 40 м с даль ностью транспортирования до 4 км и преодолением уклонов на подъем до 8 % и на спуск до 12 %. Наиболее эффективны они при добыче мягких и мелкодробленых твердых сырьевых пород.
К недостаткам скреперов относятся невозможность работы при наличии в породе большого количества валунов, снижение эффек тивности работы с увеличением влажности пород свыше 20 %, а также дальности транспортирования, зависимость показателей работы от метеорологических и климатических условий, сезонность работы.
Производительность скрепера (в м3/ч) |
|
|
|
||||||
|
|
П = |
|
|
КпКмКт |
|
(27) |
||
|
|
3600 h + h + h + h |
|
|
|||||
где q — объем ковша, |
м3; |
/Сн — коэффициент |
наполнения ковша, /Сн = |
0,7-т-1,1; |
|||||
Лр — коэффициент |
разрыхления |
породы в |
ковше, /Ср = |
1,1-г-1,3; ^ — время |
|||||
загрузки ковша, с, |
при скорости движения скрепера 5—12 |
км/ч, tx = |
ЗО-ьбО с; |
||||||
t2— время |
выгрузки |
ковша, с, |
= 60ч-120 с, t3i |
tA— продолжительность соот |
|||||
ветственно |
груженого |
и |
порожнего ходов |
при |
средней |
скорости |
движения |
30 км/ч, с; /См —коэффициент использования машинного времени, при двухсменном
Т а б л и ц а |
14. Техническая характеристика самоходных скреперов |
|
||||
с гидравлическим управлением рабочими органами |
|
|
||||
|
Показатель |
Д-357Г |
Д-567 |
Д-392 |
||
Базовый тягач |
|
МАЗ-546П |
МоАЗ-546 |
БелАЗ-531 |
||
Мощность двигателя, кВт |
215 |
240 |
375 |
|||
Объем ковша (номинальный «с |
8—9 |
10—12 |
15—18 |
|||
шапкой»), |
м3 |
|
40 |
50 |
45 |
|
Максимальная скорость движе |
||||||
ния, км/ч |
|
м |
2,75 |
2,9 |
2,855 |
|
Ширина |
резания, |
|||||
Глубина |
резания, |
м |
0,3 |
0,32 |
0,3 |
|
Масса с тягачом, |
т |
17,05 |
22,5 |
30,55 |
режиме Км = 0,85, при трехсменном — Км = 0,7; |
/Ст. и— коэффициент техник |
ского использования, при сезонной работе Кт. и = |
0,85-т-0,9. |
Пример 9. Определить часовую производительность самоходного скрепера Д-567 при разработке глины с дальностью транспортирования 1,5 км.
Решение. По данным табл. |
14 объем ковша «с шапкой» для скрепера Д-567 q = |
|||
= 12 м3. |
1, Км = 0,85, Кр = 1,1, Лт. и = 1, h = 60 с, t2 = 120 с. |
|||
Принимаем Кп = |
||||
Определяем |
|
|
|
|
|
t2 = t |
1500-3600 |
= 180 с. |
|
|
|
30 000 |
|
|
По формуле (27) |
находим |
производительность |
|
|
|
3600-12-1-0,85-1 |
|
61,8 м3/ч. |
|
|
(6 0 + |
120+ 180+ 180) 1,1 |
||
|
|
§ 24. Одноковшовые погрузчики
Погрузчиками называют самоходные машины, оборудован ные ковшом и предназначенные для экскавации горных пород, транспортирования их в ковше и погрузки в транспортные средства, бункеры или отвалы. Одноковшовые погрузчики являются маши нами цикличного действия, рабочий цикл которых складывается из черпания породы, транспортирования ее к месту разгрузки и воз вращения в забой.
По ходовому устройству погрузчики разделяют на гусеничные и пневмоколесные; первые характеризуются большими напорными усилиями, но имеют меньшую скорость движения. По степени по ворота ковша при разгрузке погрузчики бывают фронтальные, полуповоротные и полноповоротные. По мощности привода погруз чики делят на маломощные (до 73,5 кВт), средней мощности (73,5— 147 кВт) и большой мощности (свыше 147 кВт).
У фронтальных погрузчиков ковш разгружается со стороны чер пания породы. Фронтальные погрузчики на колесном ходу средней и большой мощности находят широкое использование при разра ботке сырьевых материалов и в определенных условиях они более эффективны по сравнению с принятой схемой экскаватор—авто мобиль.
Фронтальный погрузчик на пневмоколесном ходу (рис. 16) имеет ковш /, который шарнирно закреплен на стреле 4 и с по мощью тяги 7 соединен с поворотной рамой 2. Стрела шарнирно соединена с верхней частью специального портала 5, жестко за крепленного на раме базовой машины. К средней части стрелы шарнирно подвешена поворотная рама 2. Стрелу поднимают и опу скают с помощью гидроцилиндра 6. Рабочее положение ковша изме няют с помощью гидроцилиндра 5, шарнирно соединенного с верхней частью поворотной рамы. Заполненный ковш поднимают на не обходимую высоту и разгружают, опрокидывая его.
Техническая характеристика погрузчиков на пневмоколесном ходу отечественного и зарубежного производства приведена в табл. 15.
Рис. 16. Одноковшовый фронтальный погрузчик на пневмоколесном ходу
Фронтальные погрузчики средней и большой мощности исполь зуют при выемке мягких и рыхлых вскрышных пород, глины, мела, добавок, а также скальных хорошо дробленных пород. Благодаря высокой мобильности их используют для обслуживания нескольких забоев или складов сырья. Погрузчики эффективны при разработке небольших месторождений, маломощных пластов породы и селектив ной разработке месторождений со сложным строением и распределе нием сырьевых материалов по качеству, где их можно использо вать в качестве самостоятельного агрегата, выполняющего выемоч ные, транспортирующие и погрузочные операции. Наиболее высо кой производительности погрузчики достигают при транспорти ровании породы на расстояние до 300 м.
Недостатки колесных погрузчиков и самоходных скреперов аналогичны.
Производительность погрузчика при добычных работах (в т/ч)
П = 36009а д л1р/(/Ср/ц), |
(28) |
где q — объем ковша, м3; Ки — коэффициент наполнения ковша, |
/Сн = 0,8—1Л |
(меньшее значение для кусковатых пород); |
Км — коэффициент использования машин |
|||||
ного времени, /См = |
0,6ч-0,9 |
(меньшее |
значение — при работе с самосвалами); |
|||
р — плотность породы в массиве, т/м3, для мела р = |
1,7ч-1,9, для мергеля р = |
2,2ч |
||||
ч-2,6, для |
глины р = |
1,8ч-2; |
/Ср — коэффициенты |
разрыхления породы в |
ковше |
|
погрузчика |
(см. табл. |
7); /ц — продолжительность |
полного цикла, с. |
|
Продолжительность полного цикла погрузчика (в с)
= и + U ~Ь h + ^4»
где — продолжительность наполнения ковша, tl = 10ч-15 с; /2 — продолжитель ность транспортирования породы, /2 = 3,6 /Гр/иГр, с (/гр — расстояние от забоя до
Т а б л и ц а 15. Техническая характеристика одноковшовых фронтальных погрузчиков |
|||||||
на |
П Н Р П М П К П Л Р Г И П м v o m / |
|
|
|
|
|
|
|
18-ТО (СССР) |
660-Д 11)-(ТО (СССР) |
584-Д 8)-(ТО (СССР) |
704-Д 13)-(ТО (СССР) |
200-Л (ПНР) |
(ПНР)31-Л |
ЯГ |
|
X |
||||||
|
Показатель |
|
|
|
|
|
С |
со tk
«Катерпил лер» 9808 (США) |
«Катерпил лер» 988 (США) |
«ПеПлоудер» Н-4000 (США) |
«Мичиган» 475В (США) |
«Катерпил лер» 992В (США) |
«Дарт» D600B (США) |
Базовая машина |
|
Специ- |
Тягач |
Тягач |
Тягач |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
альное |
К-702 |
МоАЗ-542 «Заура- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шасси |
|
|
лец» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Грузоподъемность, т |
|
3 |
4 |
5 |
10 |
2,4 |
4,5 |
7 |
5,44 |
8,2 |
15 |
16,33 |
13,6 |
20,4 |
|
|
|||||||||||||
Объем ковша, м3 |
|
1,5 |
2 |
3 |
6 |
1,5 |
2.5 |
3,4 |
3,44 |
4,6 |
8,41 |
7,65 |
7,65 |
9,2 |
|
|
|||||||||||||
Ширина ковша, м |
|
2,44 |
2,8 |
3,1 |
3,1 |
2,3 |
2,5 |
2,8 |
3,2 |
3,27 |
4,12 |
4,2 |
4,24 |
4,72 |
|
|
|||||||||||||
Наибольшая высота |
раз |
2,8 |
3,3 |
3,35 |
4,1 |
2,69 |
2,8 |
3,1 |
3,1 |
3,25 |
4,17 |
4,17 |
4,34 |
5,61 |
грузки, м |
|
|||||||||||||
Мощность двигателя, |
кВт |
95,5 |
147 |
176,5 |
275,7 |
85 |
142 |
162 |
191 |
239 |
426,5 |
450 |
404,4 |
514,7 |
|
|
|||||||||||||
Наибольшее тяговое |
уси |
— |
90 |
126 |
208 |
— |
— |
— |
126 |
188 |
334 |
— |
409 |
540 |
лие, кН |
|
|||||||||||||
Скорость движения, |
км/ч |
45 |
40 |
40 |
47 |
38 |
40 |
39 |
39,9 |
40,1 |
34,2 |
30,1 |
40 |
24,1 |
Наименьший радиус |
по |
5,15 |
6,2 |
7,5 |
7,5 |
4,9 |
8,75 |
6,22 |
6,73 |
7,85 |
9,2 |
9,35 ч |
8,9 |
9,93 |
ворота, м |
|
|
||||||||||||
Масса, т |
|
10,4 |
16 |
21 |
32 |
9,2 |
16 |
18,56 |
21,5 |
30,8 |
57,7 |
60 |
58,8 |
79,2 |
|
|
|
|
|
|