Теоретические положения. Основным средством механизированной погрузки навалочных грузов в карьерах

Основным средством механизированной погрузки навалочных грузов в карьерах, на складах портов, прирельсовых заводах строительной индустрии являются экскаваторы и ковшовые погрузчики, а перевозка данных грузов выполняется автомобилями самосвалами или саморазгружающимися автопоездами.

Для организации высокопроизводительной работы автомобилей самосвалов с этими ПРМ необходимо выполнить следующие условия:

ü правильно выбрать модель экскаватора (ковшового погрузчика) для совместной работы с автомобилями-самосвалами;

ü рассчитать необходимое количество автомобилей-самосвалов и ПРМ для выполнения заданного объема работ по перевозкам навалочных грузов;

ü согласовать работу ПРМ и самосвалов, так что бы она была бесперебойной.

Выбор модели экскаватора (ковшового погрузчика) и расчет их количества осуществляется по следующей методике:

1. Поиск соотношения между вместимостью ковша ПРМ и емкостью кузова автомобиля-самосвала, которое оценивается количеством ковшей, загружаемых в автомобиль

Для обеспечения нормальной совместной работы ПРМ и автомобиля-самосвала количество ковшей , загружаемых в автомобиль-самосвал, находится в диапазоне от 3 до 6. При ˂3 происходит увеличение динамических нагрузок на ходовую часть и шасси автомобиля, особенно при погрузке крупнокусковых грузов. При ˃6 происходит неоправданный рост простоя автомобилей под погрузкой.

2. Выбор модели экскаватора на основании расчетов необходимой емкости ковша экскаватора, обеспечивающей погрузку кузова автомобиля до номинальной грузоподъемности.

Количество груза, вмещаемого в кузов автомобиля рассчитывается:

т (5.1)

где – номинальная грузоподъемность автомобиля, т (исходные данные приведены в табл. 5.4);

– объемная масса груза, т/м³ (табл. 5.1).

Таблица 5.1 − Значения объемной массы и коэффициента заполнения ковша для некоторых грузов

Груз	Объемная масса груза, т/м3	Коэффициент заполнения ковша,
Галька	1,47 – 1,7	0,65 – 0,85
Глина	1,8 – 2,2	0,5 – 0,75
Гравий	1,5 – 2	0,55 – 0,75
Грунт	1,1 – 1,6	0,6 – 1,1
Песок	1,23 – 1,9	0,55 – 0,95
Уголь	0,63 – 0,95	0,9 – 1,2
Шлак	0,6 – 1	0,8 – 1
Щебень	1,32 – 2	0,5 – 0,65
Бутовый камень	1,6 – 2	0,5 – 0,75
Булыжники	2,1	0,5 – 0,75

Необходимая емкость ковша экскаватора определяется по формуле:

м³ (5.2)

где – коэффициент наполнения ковша экскаватора (табл. 5.1).

Коэффициент заполнения ковша – это соотношение объема груза, фактически размещенного в ковше, к геометрическому объему ковша. Значения коэффициента могут быть как больше, так и меньше единицы, в последнем случае груз заполняет ковш «с шапкой» (при зачерпывании тяжелых кусковых и влажных грузов) и зависит от конструктивных особенностей ПРМ, размеров и формы ковша, физико-химических свойств груза, квалификации машиниста.

На основании расчета емкости ковша выбирается модель экскаватора по табл. 5.2.

Таблица 5.2 − Характеристики экскаваторов

Модель экскаватора	Вместимость ковша , м3	Время цикла работы , с
ЭКГ-2у	2,0	26,5
ЭО-4121	0,65	23,5
ЭО-5122	1,0	24,0
ЭО-6121	4,0/3,2*	22,0
ЭО-7163	2,5	32,0
ЭО-3211	0,4	19,0
ЭО-2621А	0,3	15,0
Э-1251Б	1,5	23,0
Э-1252Б	1,2	32,0
ЭКГ-4,6Б	4,6	28,0
ЭКГ-6,3ус	6,3	30,0
ЭО-3222А	0,5	19,5

3. Проверка соотношение между фактическим и нормированным временем под погрузкой одного автомобиля-самосвала

Время погрузки автомобиля-самосвала зависит от эксплуатационной производительности экскаватора, которая рассчитывается по формуле:

т/ч (5.3)

где – вместимость ковша выбранного экскаватора (табл. 5.2);

– время цикла работы экскаватора, т (табл. 5.2);

– коэффициент использования экскаватора по времени, .

Время погрузки автомобиля самосвала определяется:

ч (5.4)

где – статический коэффициент использования грузоподъемности автомобиля-самосвала, который определяется при совместной работе с экскаватором:

(5.5)

Рассчитанное время погрузки автомобиля самосвала сравнивается с нормой простоя под погрузкой (табл. 5.3).

Таблица 5.3 − Нормы простоя автомобиля-самосвала под погрузкой навалочных грузов, включая вязкие и полувязкие

Грузоподъемность самосвала, т	Норма простоя под погрузкой , мин
До 7 (включительно)
Свыше 7 до 10
Свыше 10 до 15
Свыше 15 до 20
Свыше 20

Необходимо соблюдение условия ≤ , что свидетельствует о том, что ПРМ выбрано верно. В противном случае необходимо выбрать другое количество ковшей , загружаемых в самосвал, подобрать другую модель экскаватора и соответственно выполнить проверку заново.

4. Определение необходимого количества самосвалов, обслуживающих суточный грузопоток:

шт (5.6)

– суточный объем грузопотока, т/сут (исходные данные табл. 5.5);

– коэффициент неравномерности прибытия автомобилей, ;

– количество смен в сутки (см. задание п.3);

– производительность автомобиля-самосвала за смену:

т/см (5.7)

где - время смены, ч;

– время ездки автомобиля определяется:

, ч (5.8)

где – длина ездки с грузом, км (исходные данные табл. 5.5);

– техническая скорость автомобиля, км/ч (исходные данные табл. 5.5);

– коэффициент использования пробега за ездку, при обратном холостом пробеге автомобиля-самосвала ;

– нормируемое время простоя под разгрузкой, ч (табл. 5.4).

Таблица 5.4 − Нормы простоя автомобиля-самосвала под разгрузкой навалочных грузов, включая вязкие и полувязкие

Грузоподъемность самосвала, т	Норма простоя под разгрузкой , мин
Свыше 1,5 до 2,5 (включительно)
Свыше 2,5 до 4,0
Свыше 4,0 до 10,0
Свыше 7 до 20
Свыше 10 до 15
Свыше 15 до 20

5. Определение количества экскаваторов, необходимых для выполнения суточного объема работ по формуле:

шт (5.9)

Учитывая, что простой самосвалов под грузовыми операциями ограничен, следует проверить, обеспечит ли расчетное количество ПРМ своевременную обработку подвижного состава. Количество ПРМ должно удовлетворять следующему неравенству:

(5.10)

где – количество экскаваторов, необходимых для обеспечения бесперебойной работы системы «экскаватор – автомобили-самосвалы»:

шт (5.11)

Задание

1. Выбрать тип экскаватора для переработки заданного грузопотока при работе с автомобилями-самосвалами.

2. Рассчитать количество ПРМ (экскаваторов) и автомобилей-самосвалов, достаточного для переработки суточного грузопотока.

3. Количество смен принять равным 2 – для четных вариантов, 1 – для нечетных вариантов.

4. Сделать вывод.

5. Исходные данные к работе приведены в табл. 5.5.

Таблица 5.5 − Исходные данные к практической работе № 5

№ варианта	Груз	, т	, км	, км/ч	, т
	Галька	5,25
	Глина	5,5
	Гравий	5,8
	Грунт
	Песок
	Уголь
	Шлак
	Щебень	3,55
	Бутовый камень	3,2
	Булыжники	2,4
	Галька	2,25
	Глина	12,7
	Гравий
	Грунт
	Песок	9,5
	Уголь

Продолжение табл. 5.5

	Шлак
	Щебень
	Бутовый камень
	Булыжники	14,5
	Галька
	Глина	18,5
	Гравий	12,5
	Грунт	12,7
	Песок
	Уголь
	Шлак	5,5
	Щебень	5,8
	Бутовый камень
	Булыжники
	Галька	3,55
	Глина	3,2
	Гравий	9,5
	Грунт	14,5
	Песок	12,5

Практическая работа № 6.
КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ (КМ И А ПРР)

Цель: научиться разрабатывать схемы КМ и А ПРР с заданным грузом.