Расчет производительности одноковшовых погрузчиков

Производительность одноковшовых погрузчиков определяется количеством перегруженных материалов в единицу времени. Различают теоретическую, техническую и эксплуатационную производительность.

Теоретическая производительность (т/ч или м³ /ч) погрузчика, оборудованного ковшом определяется по формуле

(6.2)

при работе с грузоподъемным оборудованием

(6.3)

где V_к - номинальный объем ковша, м³; r_р - объемная масса разрабатываемого материала,т/м³, для нормального ковша принимают r_р=1,6 т/м³; j_р - расчетный коэффициент наполнения ковша, j_р=1,25; Т_ц - время рабочего цикла, с; К_р - коэффициент разрыхления материала. При разработке материковых материалов К_р=1,25, насыпных К_р=1,1. Q - грузоподъемность погрузчиков с оборудованием данного вида,т.

Время рабочего цикла погрузчика определяется продолжительостью основных операций: набора груза, рабочего хода (отъезда к транспортному средству с одновременным подъемом стрелы), маневрирования транспортного средства, разгрузки, холостого хода (обратный отъезд к штабелю грузов с одновременным опускаанием стрелы и установкой ковша в рабочее положение)

Время рабочего цикла

(6.4)

где t_н - время наполнения ковша или захвата груза, с; t_р - время рабочего хода, с; t_т - время маневрирования транспорта, с; t_о - время разгрузки рабочего органа, с; t_х - время холостого хода, с; t_п - суммарное время переключения передач в коробке передач и положений гидрораспределителя, 5 с<t_п<15 с.

Время наполнения ковша, с:

(6.5)

где t_в - время первоначального внедрения в штабель, с; t_з - время поворота ковша из положения копания (установленного под углом 5-7°) до полного запрокидывания или подъема стрелы, с; l_к - глубина внедрения ковша в материал, м; v_р - рабочая скорость внедрения, км/ч; к_v - коэффициент, учитывающий буксование колес ходовой части, гидротрансформатора и другие явления, к_v=1,5; D - внутренний диаметр гидроцилиндра поворота ковша (при совмещенном, раздельном и комбинированном способах наполнения) или подъема (при ступенчатом и экскавационном способах), см; h - длина хода гидроцилиндра поворота или подъема в процессе наполнения, см; П_т.г - теоретическая подача гидропривода, л/мин; h_об - объемный КПД гидропривода, h_об=0,92¸0,95; к_з - коэффициент, учитывающий снижение частоты вращения коленчатого вала двигателя в процессе внедрения к_з³2; n - число напорных движений в процессе внедрения. Для экскавационного, раздельного, совмещенного и комбинированного способов n=1.

При работе с грузоподъемным оборудованием время взятия или зачаливания груза колеблется в пределах 5-25 с в зависимости от их расположения и габаритных размеров.

Время выполнения рабочего хода (в с):

при челночном способе

(6.6)

при поворотном способе

(6.7)

где S_р - длина рабочего хода, м; v_х - скорость движения погрузчика при холостом ходе, км/ч; v_р - скорость рабочего хода, км/ч.

В том случае, если время подъема стрелы на высоту разгрузки больше продолжительности отхода машины, время рабочего хода

(6.8)

где D_с - внутренний диаметр гидроцилиндров подъема стрелы, см; h - ход гидроцилиндров подъема, см; П_т.н - подача гидравлических насосов, л/ мин; h_об - объемный КПД насосов, h_об=0,92¸0,95; к_з - коэффициент снижения частоты вращения коленчатого вала двигателя при отходе, к_з³1,25.

Время маневрирования транспортного средства при челночной работе фронтальных погрузчиков,с:

(6.9)

При погрузке поворотным способом фронтальными погрузчиками t_т=0.

Время разгрузки ковша (с) находится по формуле

(6.10)

где D_к, d_к и h_к - соответственно внутренний диаметр, диаметр штока и ход гидроцилиндра поворота ковша, см.

При работе с грузоподъемным оборудованием t₀ принимают 5-12 с.

Время холостого хода (с) определяется расстоянием перемещения погрузчика и скоростью его движения. Опускание стрелы и установка ковша в рабочее положение совмещаются с движением погрузчика. При челночном способе

(6.11)

при поворотном способе

(6.12)

где S_х - расстояние холостого хода погрузчика, м; v_x и v_p - скорости движения соответственно при холостом и рабочем ходах, км/ч.

Время переключения передач в коробке передач, управления распределителем и рулевым управлением принимается в пределах 5-15 с.

Техническая производительность (в т/ч) погрузчика с ковшовым оборудованием

(6.13)

где к_т - коэффициент, учитывающий условия работы, к_т=0,85¸0,9.

При этом объемную массу r_р и коэффициент наполнения ковша j_р рекомендуют принимать в зависимости от свойств перерабатываемого материала по таблице 6.1

Таблица 6.1

Объемные массы материалов и коэффициенты наполнения ковша

r_р j_р

Уголь, шлак . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,2-1,4 1,3-1,5

Насыпной грунт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,2-1,5 1,2-1,3

Влажный песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,6-1,8 1,2-1,4

Гравий, щебень размером до 50 мм . . . . . 1,7-1,8 1-1,1

Крупный щебень, камень, битый кирпич 1,8-1,95 0,7-0,8

Грунт естественного залегания II катего-

рии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,3-1,6 1,1-1,3

Техническая производительность (в т/ч) погрузчика с грузоподъемным оборудованием

(6.14)

где m - масса груза, поднимаемого за цикл, т; к_т - коэффициент, учитывающий условия работы, к_т=0,85¸0,9.

Эксплуатационная производительность учитывает реальную выработку погрузчика с учетом эксплуатационных и организационных факторов, времени работы в смену и простоев погрузчика.

Эксплуатационная производительность (в т/смену)

(6.15)

где Т_с - время работы за смену с учетом технического обслуживания и подготовки погрузчика к работе, Т_с=6,82 час; к_и - коэффициент использования погрузчика в течении смены с учетом подачи автотранспорта, подготовки площадки, междусменной передачи машины и др., к_и=0,5¸0,8; при правильной организации работ достигает к_и=0,75¸0,8. На Рис.6.3 представлены кривые зависимости расчетной среднечасовой производительности П_э.ч. от расстояния транспортирования грузов S_п колесных и гусеничных погрузчиков грузоподъемностью от 10 до 150 кН (от 1 до 15 т) при работе в погрузочно-транспортном режиме.

Сравнение данных показывает, что при расстоянии транспортирования грузов до 800м производительность колесных погрузчиков (Рис.6.3.,а) несущественно отличается от производительности гусеничных погрузчиков (Рис.6.3.,б). При увеличении дальности перевозок производительность колесных погрузчиков существенно увеличивается за счет более высоких скоростных и динамических качеств.

Время выполнения работы (число смен) по переработке материалов погрузчиками с ковшовым оборудованием в зависимости от объема работ и типоразмера погрузчика можно определить по формуле (6.16)

Рис.6.3.Кривые зависимости расчетной среднечасовой производительности погрузчиков П_э.ч. от расстояния транспортирования грузов S_П:

а — колесных; б — гусеничных.

(6.16)

где V - объем штабеля, подлежащего переработке, м³; Т_ц - среднее время рабочего цикла, определяемого в зависимости от дальности перевозок, ч; К_р - коэффициент разрыхления, К_р=1,25; Т_с - продолжительность работы погрузчика в смену, Т_с=6,82 ч; V_к - номинальный объем ковша, м³; j_р - коэффициент наполнения ковша (табл.6.1.); к_и - коэффициент использования погрузчика и равномерности подачи транспортных средств, к_и=0,65¸0,8.

Число погрузчиков в зависимости от годового объема работ предприятия определяется по формуле

(6.17)

где П_г - годовой объем работ предприятия, т; Т_ц - среднее время рабочего цикла в погрузочно-разгрузочном или погрузочно-транспортном режиме, ч; к_н=1,15 - коэффициент неравномерности работ; n_с - число смен работы погрузчиков за сутки; n_д - число дней работы предприятия за год; Q - номинальная грузоподъемность применяемых погрузчиков, т.

При расчете производительности погрузчиков со сменным оборудованием учитывается специфика и технология выполнения работ.

Контрольные вопросы.

1. Какие виды работ выполняются с применением погрузчиков?

2. Какие способы разработки материалов применяются при работе погрузчиков?

3. Какие технологические схемы применяются при работе погрузчиков?

4. Как рассчитать время рабочего цикла погрузчика?

5. Как определить техническую производительность одноковшового погрузчика?

6. Как определить эксплуатационную производительность одноковшового погрузчика?

7. Как определить необходимое число погрузчиков в зависимости от годового объема работ?

АВТОПОГРУЗЧИКИ