12.3. Производительность одноковшовых экскаваторов. Методика расчёта и пути её повышения

Конструктивная (теоретическая) производительность за час непрерывной работы в расчетных условиях может быть определена по формуле (м³/ч):

П_к = 60 q n^/,

где q – вместимость ковша, м³;

n^/ – число циклов в единицу времени (минуту) при расчетных условиях.

Техническая производительность должна соответствовать конкретным условиям работы в забое:

П_т = 60 q К_н К^/_р n,

где К_н – коэффициент наполнения ковша;

К^/_р – коэффициент приведения объема рыхлого грунта к первоначальному объему в состоянии его естественной плотности;

n – число циклов в минуту в конкретных условиях забоя.

При комплектовании экскаваторов транспортными средствами, размещении экскаваторов по фронту работ пользуются технической производительностью.

Эксплуатационной называется средняя фактическая производительность (м³/ч) экскаватора при работе в конкретных условиях с учетом неизбежных простоев:

П_э = П_т К_в = 60 q К_н К^/_р n К_в,

где К_в – коэффициент использования рабочего времени машины, представляющий собой отношение времени чистой работы ко всему затраченному.

Нормативная производительность – это объем работ, который должен быть выполнен с помощью машин за единицу времени. Фактически достигнутая производительность может превышать нормативную, приближаясь к технической, за счет совершенствования организации работ и сокращения простоев.

Эксплуатационную производительность используют для организации и планирования экскаваторных работ, выдачи производственных заданий экскаваторным бригадам.

qК_нК^/_р – объем грунта в плотном теле, разрабатываемый экскаватором за один цикл. К_н – коэффициент наполнения ковша, зависящий от вида грунта, влажности, глубины забоя, вместимости ковша экскаватора, вида рабочего оборудования, квалификации машиниста.

Группа грунта по трудности разработки	I	II	III	IV	V …VI
Кн	0,85…0,9	0,8	0,65…0,7	0,6	0,44…0,5

В легких грунтовых условиях опытные экскаваторщики набирают в ковши грунт с К_н = 0,95…1,20.

Число циклов n в единицу времени (минуту) определяется:

n = 60 / t_ц,

где t_ц – продолжительность одного цикла, с;

t_ц = t_к + t_п + t_в +t^/_п,

где t_к – продолжительность копания, с;

t_п – продолжительность поворота на выгрузку, с;

t_в – продолжительность выгрузки, с;

t^/_п – продолжительность поворота в забой, с.

Влияние групп грунта и угла поворота в плане учитывается при определении продолжительности цикла:

t_ц = t_э (АК_с + ВК_),

где t_э – расчетная продолжительность цикла в условиях, принятых за эталон (грунт I группы, угол поворота в плане  = 90⁰);

А – продолжительность копания и разгрузки, в долях единицы от общей продолжительности цикла;

В – то же, для продолжительности поворотов (значения А и В колеблются от 0,35 до 0,65, причем для ковшей малой вместимости преобладает доля, приходящаяся на копание и разгрузку, а для ковшей большей вместимости – доля, падающая на повороты. Среднее значение А и В равно 0,5);

К_с – коэффициент, характеризующий изменение продолжительности операций копания и разгрузки при переходе от грунта I группы у грунтам других групп;

Группа грунта	I	II	III	IV
Кс	1,0	1,1	1,5	1,9

К_ – коэффициент, характеризующий изменение продолжительности операций поворотов при значении угла поворота, не равном 90⁰;

Угол поворота	70	90	120	150	180
К	0,84	1,00	1,25	1,49	1,74

Разница между технической и эксплуатационной производительностью обусловливается неизбежными перерывами при работе экскаваторов. Коэффициент использования рабочего времени машин и механизмов устанавливают на основании анализа режима их эксплуатации, который равен:

для одноковшовых экскаваторов за час – 0,92…0,96; за смену – 0,75…0,85 (в среднем 0,8), а при работе с погрузкой на транспорт – 0,65…0,75 (в среднем 0,7).

Производительность машины – это работа, выполняемая в единицу времени – час, смену, месяц, год, бывает расчетная и фактическая.

Основная задача руководителя производства – это добиваться снижения простоев машин, устранять и предупреждать причины, вызывающие эти простои.

Существуют следующие производительности машин: конструктивную, техническую и эксплуатационную.

Конструктивная производительность нужна для сравнения вариантов машин при их проектировании.

Техническая производительность – технические возможности машины в конкретных производственных условиях.

Техническая производительность используется для сравнения машин между собой и для расчета эксплуатационной производительности машины. Численно она равна объему работы, выполненной за 1 ч рабочего времени в конкретных производственных условиях.

Эксплуатационная производительность определяется с учетом организационных перерывов в работе машины (простои для заправки машин топливо-смазочными материалами, водой, перерывы в работе из-за смены забоев, рабочего оборудования, перерывы для отдыха машиниста и т. д.). Расчет производительности землеройных машин в общем виде определяется по следующим формулам:

Вид производительности	Расчетные формулы
Конструктивная	Пк = 60 q n, м3/ч
Техническая	Пт = Пк К = 60 q n  Кн, м3/ч
Эксплуатационная	Пэ = Пт Кв = 60 q n  Кн Кв, м3/ч

где: q – вместимость ковша экскаватора или скрепера или объем призмы грунта перед отвалом бульдозера, грейдера.и т. д.;

n – число циклов работы машины в 1 мин;

К_н – коэффициент, учитывающий степень наполнения грунтом емкости рабочего органа (ковша, отвала и т. д.);

qК_н – объем грунта, перемещаемого рабочим органом машины за один цикл ее работы;

К_в – коэффициент использования машины по времени в течение смены;

60 – число минут в одном часе.

Пути повышения производительности машин следующие:

использование машин по прямому назначению; повышение квалификации машинистов; повышение коэффициента использования машины в течение смены за счет ликвидации организационных и технологических перерывов; организация многосменной работы; ликвидация сезонности в работе машин;

своевременное и качественное проведение планово - предупредительных ремонтов, хорошая организация технического обслуживания машин; поддержание высокого технического состояния машин; создание специальных бригад технического обслуживания, механизмов, работающих по строго установленным графикам.

Повысить производительность машин можно, применяя на рабочих органах машин различные приспособления или приемы, облегчающие производство работ в забоях, сокращающих продолжительность цикла.

Для одноковшовых экскаваторов это:

совмещение отдельных рабочих движений в цикле (подъем ковша и поворот к месту выгрузки, поворот и опускание ковша);

работа с наименьшим углом поворота стрелы;

при работе в транспорт: вместимость транспортной единицы должна быть равной 5 – 7 вместимостям ковша экскаватора;