3

Эксплуатационные расчеты многоковшовых траншейных экскаваторов

Последовательность выполнения работы

1. По заданной глубине и ширине траншей выбрать экскаватор.

2. Определить техническую производительность экскаватора.

3. Определить оптимальную скорость передвижения экскаватора.

4. Выбрать рабочую скорость передвижения экскаватора.

5. Определить сменную эксплуатационную производительность экскаватора.

6. Рассчитать количество смен работы экскаватора на отрывке траншей.

Методика расчета

1. Выбирая экскаватор, надо исходить из условия, что он должен обеспечить рытье траншей заданной глубины и ширины. Технические характеристики основных марок (индексов) многоковшовых траншейных экскаваторов приведены в табл. 1.

2. Определяем техническую производительность экскаватора П_тех. Она зависит от вместимости ковша и числа разгрузок их за единицу времени

П_техn_к, м³/ч, (1)

где 3, 6 – коэффициент перевода из литров в м³ и из секунд в часы;

q – вместимость ковша, л (табл. 1);

К_р – коэффициент первоначального разрыхления грунта (табл. 2);

n_к – количество ковшей, разгружаемых в секунду.

Количество ковшей, разгружаемых в секунду, для цепных траншейных экскаваторов с ковшовым рабочим органом равно

n_к, с^-1 , (2)

где – скорость цепи, м/с (табл. 1);

l – шаг ковшей, (расстояние между ковшами на цепи), м (табл. 1).

Количество ковшей, разгружаемых в секунду, для роторных траншейных экскаваторов равно

n_к=n_р ∙m, с^-1, (3)

где n_р – частота вращения ротора, с^-1, (табл. 1);

m – число ковшей на роторе (табл. 1).

3. Определяем оптимальную рабочую скорость, которая обеспечивает наибольшую производительность экскаватора и наилучшее использование его двигателя.

Для расчета принимаем, что оптимальная рабочая скорость экскаватора соответствует его технической производительности при отрывке траншеи заданных размеров:

V_опт, м/ч, (4)

где П_тех – техническая производительность экскаватора, м³/ч – формула (1);

В – ширина траншеи, м, по заданию (табл. 3);

Н – глубина траншеи, м (там же).

4. Рабочую скорость передвижения экскаватора выбираем согласно технической характеристике экскаватора (табл. 1). Рабочая скорость передвижения экскаватора равна расчетной оптимальной – формула (4) или принимается ближайшей к ней меньшей (табл. 1):

,

где V_р – рабочая скорость (табл. 1);

V_опт – оптимальная рабочая скорость, рассчитанная по формуле (4).

5. Сменную эксплуатационную производительность экскаватора на отрывке траншеи заданных размеров определяем по формуле

П_э = Т∙В∙Н∙V_р∙К_в , м³/смену, (5)

где В – ширина траншеи, м;

Н – глубина траншеи, м;

Т – продолжительность смены в часах (например, Т = 8 часов);

V_р – рабочая скорость экскаватора (п. 4);

К_в – коэффициент использования экскаватора по времени в течение смены (0,5…0,8).

Количество смен работы экскаватора зависит от объема работ и определяется по формуле

Т_см= V_тр/ П_э, см,

где V_тр – объем траншеи, V_тр = В∙Н∙L, м³;

L – длина траншеи, м; (табл. 3).

Пример решения работы по варианту 3.

1. Выбираем цепной экскаватор ЭТЦ-406, глубина и ширина копания которого позволят разработать траншею заданных размеров (Н = 4 м; В = 0,5 м).

2. Определяем техническую производительность экскаватора

П_тех = = 319 м³/ч,

где n_к = 1,5/0,95 = 1,57 с^-1.

3. Определяем оптимальную рабочую скорость, которая обеспечивает наибольшую производительность экскаватора

= 159,5 м/ч.

4. Рабочую скорость передвижения экскаватора выбираем согласно его технической характеристике (табл. 1). Рабочая скорость передвижения экскаватора принимается ближайшей к оптимальной меньшей (V_р ≤ V_опт) 1,87 м/с = 112,2 м/ч.

5. Сменная эксплуатационная производительность экскаватора

П = 8 ×∙0,5 × 4 × 112,2 × 0,8 = 1436,2 м³/см.

6. Количество смен работы экскаватора Т_СМ = 0,5 × 4 × 1200 / 1436 =

= 1,7 смен. Принимаем 1,5 смены с перевыполнением норм на 113%.

Таблица 1. Технические характеристики траншейных экскаваторов

Показатель	Индекс
	ЭТЦ-202Б	ЭТЦ-206	ЭТЦ-402	ЭТЦ-406	ЭТР-134	ЭТР-204А	ЭТР-223А	ЭТР-224А	ЭТР-253А	ЭТР-254
1. Размеры разрабатываемой траншеи: глубина, м ширина (по дну), м 2. Вместимость ковша, м 14 13 3.Шаг ковшей, м 4. Количество ковшей, шт. 5. Скорость цепи, м/с 6. Частота вращения ротора, с-1 7. Рабочая скорость, м/ч 8. Двигатель (или трактор) 9. Мощность, кВт	1…2,3 0,5 23 0,96 12 0,78;1,31 – 15...590 Д-242 157	1…2,3 0,4 25 0,25 36 1,4;1,64 – 15...215 Д-130 107	4 0,8...1,2 40 0,8 25 1,12 – 0...290 АМ-01 96	2...4,5 0,66 70 0,95 20 0...1,87 – 17,5...150 Д-160 107	1,3 0,30 – – 18 1,92 – 10...480 ТТ-4 96	2 1,2 140 – 14 1,45;1,8 0,13; 0,158 10...300 Д-130/ 160 107	2,2 1,5 160 – 14 1,45;1,8 0,12 10...300 Д-130/ 160 107	2,2 0,85 85 – 16 1,45;1,8 0,15 10...300 Д-130/ 160 107	2,5 2,1 250 – 14 1,88 0,133 20...280 ДЭТ-250м 243	2,4 1,8;2,1 148 – 24 1,874 0,128 20...500 ЯМЗ-240 265

Таблица 2. Коэффициенты первоначального разрыхления грунта

Грунт	Кп.р
Суглинок легкий и лессовидный Суглинок тяжелый Лесс естественной влажности Глина ломовая Глина мягкая жирная	1,24 1,3 1,29 1,32 1,3

Таблица 3. Варианты заданий

ПГС - 1

Вари ант	Грунт	Размеры траншей, м
		Глубина	Ширина	Длина
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.	Суглинок лессовидный То же « « « Суглинок тяжелый То же « « « Лесс То же « « « Глина ломовая. То же « « « «	2 3,5 4 1,6 1,8 1,8 3,2 3,8 1,4 1,8 1,7 3 3,7 1,5 1,6 1,9 3,4 3,6 1,6 1,7 2	0,3 0,4 0,5 0,66 0,8 0,85 1 1,1 1,2 1,5 1,8 2,1 0,3 0,4 0,5 0,66 0,8 0,85 1 1,1 1,2	1000 1500 1200 1100 2000 2000 1800 1500 1000 2500 500 800 900 700 600 200 1800 1900 1700 1600 1500

ПГС - 2

Вари ант	Грунт	Размеры траншей, м
		Глубина	Ширина	Длина
	Глина мягкая, жирная То же « « « Суглинок легкий То же « « « Суглинок лессовидный То же « « « Суглинок тяжелый То же «	2 3,5 4 1,6 1,8 1,8 3 3,9 1,5 1,6 3,5 4 1,6 1,8 1,8 3,2 1,5 1,6	1,2 1,5 1,8 2,1 0,3 0,4 0,5 0,8 1 1,1 0,3 0,4 0,5 0,66 0,8 0,85 1 1,1	1500 1100 1300 1400 1600 1200 1000 1000 1600 1800 500 800 900 700 600 200 1800 1900

ПГС-3

Вари ант	Грунт	Размеры траншей, м
		Глубина	Ширина	Длина
	Глина мягкая, жирная То же « « « Суглинок легкий То же « « « Суглинок лессовидный То же	2 3,5 4 1,6 1,8 1,8 3 3,9 1,5 1,6 3,5 4	2,1 1,8 1,5 1,2 1,1 1 0,8 0,5 0,4 0,4 0,3 0,3	500 800 1000 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1600 1800