Хмызников К.П., Лыков Ю.В. Горные машины для открытых горных работ. Карьерные экскаваторы

Подождите немного. Документ загружается.

УДК 622.232.6 (075.80)

ГОРНЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ ОТКРЫТЫХ РАБОТ. КАРЬЕРНЫЕ

ЭКСКАВАТОРЫ: Учеб. пособие / К.П.Хмызников, Ю.В.Лыков; Санкт-

Петербургский горный ин-т. СПб, 1999. 40 с. + вклейка.

Рассмотрены конструкции выпускаемых одноковшовых экскаваторов,

общая теория и методы расчета нагрузок, действующих на основные узлы экскава-

торов, методика расчета технико-экономических показателей при экскавации гор-

ной массы, что необходимо для обоснованного выбора наиболее эффективного типа

экскаватора для заданных горно-технических условий. Кроме того, анализируется

возможность применения сменного ковша на машине и приводится методика рас-

чета допустимой величины коэффициента его наполнения при черпании.

Пособие предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения

при изучении дисциплин "Машины и механизмы", "Эксплуатация и ремонт карь-

ерного оборудования" (специальность 090500), "Горные машины карьеров" (специ-

альность 180400), "Производство и конструирование добычных и проходческих

горных машин", "Эксплуатация добычных и проходческих горных машин" (специ-

альность 170100).

Табл. 4. Ил. 6. Библиогр.: 4 назв.

Печатается по решению Редакционно-издательского совета Санкт-

Петербургского горного института

Научный редактор проф. Г.А.Холодняков

Рецензент канд. техн. наук Ю.П.Лапкин (Северо-Западный политехниче-

ский ин-т)

институт имени Г.В.Плеханова,

1999 г.

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие знакомит с конструктивными особенно-

стями одноковшовых экскаваторов, наиболее распространенных на

отечественных карьерах, теорией расчета нагрузок, действующих на

главные механизмы машины при экскавации горной массы, что по-

зволяет определить потребляемую средневзвешенную мощность

приводов за цикл работы.

Определяющими критериями при указанных расчетах явля-

ется соответствие средневзвешенных мощностей приводов рабочего

оборудования экскаватора при работе в карьере с паспортными зна-

чениями установленных мощностей этих узлов.

Выбор наиболее эффективного типа экскаватора для кон-

кретных условий карьера и расчет его максимально возможной про-

изводительности при экскавации пород или полезного ископаемого

с решением вопроса о целесообразности установки на машину того

или иного сменного ковша при максимально допустимом для дан-

ных условий коэффициенте его наполнения производится в сле-

дующем порядке:

- выбираются в зависимости от заданной высоты уступа в

карьере соответствующие типы экскаваторов;

- определяются емкости ковшей, допускаемые по конструк-

ции для каждого типа машины;

- производится расчет средневзвешенных мощностей приво-

дов экскаваторов для каждого типа ковша при максимально

допустимых значениях коэффициентов их наполнения;

- определяется максимально возможная производительность

экскаваторов при различных паспортных емкостях ковшей и мак-

симально допустимых коэффициентов их наполнения;

- по результатам расчетов выбирается наиболее эффектив-

ный для данных горных условий тип экскаватора.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВЫПУСКАЕМЫХ

ЭКСКАВАТОРОВ

Наиболее характерными представителями выемочно-

погрузочных машин, эксплуатируемых на открытых разработках,

являются экскаваторы. Экскаватором называется машина, предна-

значенная для зачерпывания (экскавации) горной массы, перемеще-

ния ее на относительно небольшие расстояния и погрузки на транс-

портные средства или в отвал.

Все экскаваторы делятся на две группы: одноковшовые пе-

риодического (циклического) действия и многоковшовые непрерыв-

ного действия. Одноковшовые экскаваторы производят копание ма-

лосвязных или черпание разрушенных взрывом прочных горных

пород и их перемещение последовательно, прерывая копание на

время перемещения грунта, а многоковшовые экскаваторы выпол-

няют эти операции одновременно. Одноковшовые экскаваторы бла-

годаря своей универсальности получили более широкое распростра-

нение, применение же многоковшовых экскаваторов ограничено.

В настоящее время на карьерах эксплуатируются, главным

образом, следующие типы экскаваторов: ЭКГ - экскаватор карьер-

ный гусеничный (ходовая часть гусеничного типа), ЭГ - экскаватор

гидравлический карьерный на гусеничном ходу, ЭШ - экскаватор

шагающий для вскрышных работ. Типажный ряд экскаваторов типа

ЭКГ включает базовые модели (табл.1 на вклейке) с ковшами вме-

стимостью от 2 до 20 м

, типажный ряд шагающих экскаваторов

(драглайнов) - шесть базовых моделей с ковшами вместимостью от

4 до 125 м

. Экскаваторы типа ЭГ имеют ковш вместимостью от 2,-5

до 30 (40) м

Карьерные экскаваторы предназначены для выемки и по-

грузки породы и руды в транспортные средства, расположенные на

уровне стоянки машины. Выпускаются также экскаваторы со сред-

неудлиненным рабочим оборудованием, т.е. с увеличенными ли-

нейными размерами стрелы и рукояти. В обозначение таких экска-

ваторов входят буквы "ус" (например, экскаватор типа ЭКГ-6,Зус с

емкостью стандартного ковша 6,3 м"). Указанные машины предна-

Таблица

Технические характеристики выпускаемых карьерных экскаваторов

I I I

ЭКГ-8И

I I

ЭКГ-12,5

I "~~71

ЭКГ-20

Осно

нь,е параметр.

ЭП-1

ЭКГ-3,2 ЭКГ-4,6 ЭКГ-5А

^ • ^ • ^

ЭКГ-10

экг

ЭКГ-бЗу

ЭКГ-20с| ЭКГ-12,5у-

Ковш стандартный, м

1,0 3,2 4,6 5,0 4,0 8,0 6,3 10,0 12,5 6,3 16,0 20,0 12,5

Ковш сменный,

м' -

2,5;

4,0 3,2;

5,0 - 5.0 6,3; 10,0 - 8,0;

12,5; 16,0

16,0 8,0 ^ ^ 10,0

Угол наклона стрелы, град.

45 45 45 45 50 47 50 45 45 50 47 45 45

Длина стрелы,

м 5.7 10,3 10,5 10.5 20,6 13.35 16,5 13,85 18,0 31,0 18,0 17,0 30,5

Длина рукояти,

м 4,0

8,665

7,8 7,8 15,0 11,51 12,85 11,37 13,58 22,5 13,58 12,6 20,0

Наибольшая высота копания,

м 7,5 9,8 10,0 10,3 22,2 13,5 17,1 13,5 15,1 30,0 16,3 17,9 27,5

Максимальный радиус копания, м

8,5 13,5 14,4 14,5 23,7 18,4 19,8 18,4 22,6 35 22,5 21,6 33

Высота оси пяты стрелы от почвы,

м 1,456

2,735

- 2,5 4,1 5,01 4,1 4,1 4,85 4,85 4,57 5,13 5,13

Максимальное усилие на блоке

ковша, кН, не более

- 370 450 490 393 785 687 981 1225 784 1568 1800 1800

Максимальное усилие напора, кН,

не более

- 180 205 198 265 363 363 490 588 490 784 1500 1500

Мощностъ, кВт:

подъемной лебедки

55,0

2x75

175 200

2x190 2x190 2x190 2x270 2x450 2x450 2x450 2x500 2x500

механизма напора

60 60 54 100 100 100

2x100 140(190) 140(190) 2x190 2x150 2x150

механизма поворота 2x40 2x40 2x60 2x100 2x100 2x100 2x100 3x190 3x190 3x190 4x150 4x150

Тип напорного механизма Зубчато-реечный Канатно-полиспастный Зубчато-реечный

Скоростыюдъема ковша,

м/с 1.1 0,81 0,87 0,87 1,36 0.94 1,075 0,95 1,1 1,6 1.2 1.08 1,2

Скоростьнапора. м/с

0,31 0.35 0,45 0.95 0,61 0.41 0,51 0,58 0,61 0,7 0,65 0.75 0,9

Тип рукояти: внешняя

1; внутренняя-0

00110 0 0 0 0 0011

Диаметр опорного новоротного круга,

1.82 3,0 -3.0 -3,0 3.8 3.8 3,8 4.35 -4,35 -4,35 4,4 -5,04 -5,04

Число ветвей подвески ковша 2422244

4 8

2444

Наружный диаметр головного блока

1.0 -1,05 -1,05 -1,05 1,72 1,72 1.72 -1.72 -1,75 -1.75 1.75 1.75 -1,75

стрелы,м

Длительность рабочего цикла,

с 19 23 23 23 30 26 28 26 28 35 28 28 40

Завод-изготовитель Костром-

узтм изтм узтм

ской

Примечания:

Высота

от

почвы

до оси

вала напорного механизма

определяется геометрическим способом.

УЗТМ

Уральский завод тяжелого машиностроение; ИЗТМ

Ижорский завод тяжелого машиностроения.

значены для выемки уширенных заходок и погрузки горной массы в

транспортные средства, например, в железнодорожные вагоны, рас-

положенные на параллельных путях и на уровне стоянки экскаватора.

Экскаваторы, в обозначение которых введена буква «у»,

имеют удлиненное рабочее оборудование и предназначены для по-

грузки в транспортные средства, расположенные на вышестоящем

по отношению к стоянке экскаватора уступе (например, экскаватор

типа ЭКГ- 12,5у).

В экскаваторе различают две основные части: ходовую и по-

воротную. Ходовая часть воспринимает и передает на почву нагруз-

ки от веса машины и от рабочих усилий, а также обеспечивает пере-

движение экскаватора. Поворотная часть состоит из поворотной

платформы с приводами силового и рабочего оборудования. Плат-

форма опирается на опорно-поворотное устройство на ходовой раме

и может поворачиваться (вращаться) в горизонтальной плоскости

вокруг вертикальной оси.

Рабочее оборудование определяет тип экскаватора и его кон-

структивную компоновку. По способу связи исполнительного орга-

на (ковша) со стрелой экскаваторы подразделяются на две группы: с

жесткой и гибкой связями. К первой относят прямую и обратную

лопаты, ко второй - шагающие экскаваторы типа ЭШ. Прямая лопа-

та - это экскаватор с ковшом, укрепленным на выдвижной рукояти

напорного механизма, копающим в направлении от экскаватора; об-

ратная лопата - экскаватор с ковшом, укрепленным на рукояти и

копающим в направлении к экскаватору.

Рабочее оборудование прямой (обратной) лопаты состоит из

стрелы, закрепленной на поворотной платформе, рукояти с приво-

дом напора, ковша с механизмом открывания днища ковша, подвес-

ки ковша (обычно канатно-полиспастной системы).

Рукоять экскаватора установлена в седловых подшипниках

стрелы, что позволяет ковшу поступательно двигаться и обеспечи-

вать напорное усилие на забой (в гидравлических экскаваторах так-

же и подъем ковша). Различают экскаваторы с внешней рукоятью, у

которой балки рукояти проходят снаружи стрелы, и с внутренней

рукоятью, у которой балки рукояти проходят внутри стрелы.

Окончание табл.2

Характеристика горных пород Удельное Объемная Коэффи-

£. 3 | сопро- плотность Циент

2 о после рыхления тивление „ „„„,„ „

разрых-

Й е- в массиве . в целике

к к

Й § ' (

применением копанию ,

ления

« БВР) К, МПа

Кр

Очень крепкий уголь; Полускальные

прочные полускальные породы VII ка-

породы IV и V катего- тегории; скаль-

рий; трещиноватые ные породы

$ nQQ

скальные породы и тя- VIII и IX кате-

желая руда горий; тяжелая

руда VIII кате-

гории

Сланцы, мергель, гипс, Скальные поро-

мел, известняк, песча- ды и тяжелая

ник мягкий; мерзлые руда VIII кате-

VII породы V и VI катего- гории 0,8-1 3500 1,70

рий; среднетрещинова-

тые скальные породы и

руда

Скальные тяже-

Скальные малотрещино- лые породы и

ватые мерзлые породы; руда практиче-

тяжелая руда ски монолит-

ные,

породы

IX категории

" Может быть уточнена по [2, с.72].

бочий процесс и эффективность использования экскаваторов ре-

шающее влияние оказывают физико-механические свойства разра-

батываемых горных пород.

При работе экскаватора в рыхлых породах (категории I-III)

высота отрабатываемого уступа h

забоя должна обеспечивать пол-

ное наполнение ковша за одно черпание, а наибольшая высота копа-

ния Н

(при максимально поднятой рукояти напорного механизма)

не должна превышать высоты уступа: h

< Н

Для обеспечения полного наполнения ковша за одно чер-

пание необходимо выполнять условие h

> 2/3 Н, где Н - высота

от почвы до оси вала напорного механизма экскаватора (см.

табл.1).

При работе экскаватора в породах, требующих предвари-

тельного рыхления, в результате БВР образуется развал взорванной

горной массы, где и формируется забой машины. Параметры забоя

зависят от формы и размеров развала взорванной массы Н

раз

, кото-

рый, в свою очередь, зависит от высоты уступа, параметров БВР и

их организации. Высота развала пород после взрыва при числе рядов

взрываемых скважин от одного до трех не должна превышать высо-

ты уступа: Н

раз

< h

< Н

При многорядном взрывании (число рядов скважин более

трех) в хорошо дробимых породах, где не образуются "козырьки" и

"навеси" развала, согласно "Единым правилам безопасности при

разработке месторождений открытым способом" (М.: Недра, 1992),

высота развала горной массы не должна превышать высоту уступа

более чем на 10 %: Н

раз

< 1,1 h

при h

< 1,5 Н

По заданной высоте уступа h

и наибольшей высоте копа-

ния Н

выбираются типы экскаваторов, подходящие для работы в

заданных условия карьера.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

ЭКСКАВАТОРА

Под производительностью экскаватора понимается объем

горной породы, отделяемой от массива и перемещаемой экскавато-

ром на заданное расстояние, определяемое его рабочими параметра-

ми,

в единицу времени. За единицу времени принимается час, смена,

сутки, месяц или год. На производительность машины влияют раз-

личные факторы: горно-геологические, конструктивно-кинемати-

ческие, технологические, климатические, организационные. Основ-

ными факторами можно считать следующие:

- трудность разработки горной массы, которая оценивается

категорией породы и ее состоянием (табл.2). При разработке, на-

пример, влажной глинистой породы, которая налипает на ковш, по-

лезный объем ковша уменьшается, а продолжительность цикла из-за

более длительной разгрузки ковша увеличивается. В зимних услови-

ях плохо раздробленный мерзлый грунт также снижает коэффици-

ент наполнения ковша;

- технические данные, состояние и надежность экскаватора;

- квалификация машиниста;

- качество забоя, оцениваемое его высотой, условиями под-

хода транспорта к месту погрузки, освещенностью;

- организация работ, зависящая от достаточности транс-

портных средств, состояния дорог, своевременного снабжения топ-

ливом, энергией, запасными частями и т.п.

' Различают теоретическую (паспортную), техническую и экс-

плуатационную производительность экскаватора.

Теоретическая производительность экскаватора - количе-

ство горной массы (в тоннах или кубических метрах), которое мо-

жет быть переработано в единицу времени (обычно за час) при не-

прерывной его работе. При этом удельное сопротивление породы

копанию K

принимают максимально допустимое по паспорту ма-

шины; коэффициенты наполнения ковша К

и разрыхления породы

- равными единице; угол поворота на разгрузку у карьерного

экскаватора - 90°, драглайна - 135°; высота черпания ковша - на

уровне напорного вала рукояти Н; скорости рабочих движений ус-

танавливаются номинальными (по паспорту). Теоретическая произ-

водительность для данного экскаватора - всегда величина постоян-

ная и повысить ее можно только путем внесения усовершенствова-

ний в его конструкцию. Эта производительность указывается в пас-

порте машины, и по ней можно сравнивать различные экскаваторы,

оценивать их совершенство.

Теоретическая производительность карьерного экскавато-

ра по рыхлой массе в кубических метрах в час

=3600E/t

где Е - емкость установленного на экскаваторе ковша (стандартно-

го или сменного), м

; t

- продолжительность цикла работы маши-

ны,

с (указывается в технической характеристике экскаватора для

угла поворота стрелы на разгрузку, равного 90°).

Для углов поворота, отличных от 90°, время цикла умножа-

ют на коэффициент корректировки К

Угол поворота экскаватора

на разгрузку 45° 60° 75° 90° 120° 150° 180°

1,26 1,16 1,07 1,0 0,88 0,79 0,71

Величина угла поворота на разгрузку зависит от схемы дви-

жения транспорта, обслуживающего экскаватор в карьере. Так, при

расположении автотранспорта для погрузки во время проходки

траншеи (при вскрытии карьера) этот угол составляет около 180°, а

при отработке забоя и сквозном движении транспорта - около 90°.

Техническая производительность - это максимальная

производительность данного экскаватора при его непрерывной ра-

боте в данном забое за единицу времени. Она рассчитывается с учетом

конкретных условий работы: категории пород, коэффициентов разрых-

ления горной массы и наполнения ковша, а также перерывов в работе,

неизбежных для данного типа машины (например, время при передви-

жении экскаватора около забоя). Сравнивая техническую производи-

тельность экскаваторов, рассчитанную для одинаковых условий, мож-

но выбрать машину, которая лучше подходит для данных условий.

Техническая производительность по рыхлой массе в кубиче-

ских метрах в час

^< тех

—

VT 7Г 71 I Г'

+ t

)

где К

- коэффициент наполнения ковша, равный отношению объе-

ма разрыхленной горной массы в ковше к паспортной емкости ков-

ша; максимальный К

= 1,2, для пород до III категории по трудности

экскавации без применения БВР в исключительных случаях увели-

чивается до 1,5; К

- коэффициент разрыхления горной массы, ха-

рактеризующийся отношением объема грунта в разрыхленном со-

стоянии к объему того же грунта в плотном теле (целике); t

- дли-

тельность непрерывной работы экскаватора с одного места стояния

в течение часа или смены, мин, для приближенных расчетов t

= 45-^50 мин; t

- длительность передвижки (или передвижек) экска-

ватора около забоя в течение часа или смены, мин, в течение часа

работы машины t„ =

15-И 0

мин.

Эксплуатационная производительность - это действи-

тельный объем горной массы, переработанный экскаватором за оп-

ределенный период эксплуатации. Она рассчитывается с учетом

конкретных горно-технических условий карьера, неизбежных орга-

низационных и технологических простоев, связанных с приемкой

смены и осмотром машины, смазкой, подачей транспорта и др. Экс-

плуатационная производительность всегда меньше технической.

Она может быть сменной, месячной и годовой (в последнем случае

учитываются потери времени на профилактические осмотры, теку-

щие и капитальные ремонты).

Эксплуатационная производительность

*<э Чгтех 1 см *^-и ,

где Т

см

- длительность смены, ч; К

- коэффициент использования

экскаватора за время работы, для экскаваторов, работающих с по-

грузкой в автосамосвалы, на конвейер и в отвал, К

= 0,8-^0,9, при

погрузке в железнодорожные вагоны К

= 0,55-^0,8.

В общем виде эксплуатационная производительность в ку-

бических метрах в смену

=3600—bi Ь

т К (1)

) "

"' ^

Согласно формуле (1) для повышения производительности

можно повышать величину емкости ковша и коэффициента его на-

полнения до, естественно, максимально допустимых значений К

как для стандартного, так и для сменных ковшей различной емкости.

Необходимо учитывать, что можно получить максимальную произ-

водительность и при меньшей емкости ковша, но с большей величи-

ной коэффициента его наполнения.

Критерием, определяющим максимальное значение коэффи-

циента наполнения ковша, является соответствие потребляемых

средневзвешенных мощностей приводов экскаватора установлен-

ным паспортным значениям мощностей этих узлов. При этом при-

нимается, что во время работы машины в течение цикла экскавации

расходуется полная мощность установленных приводов рабочего

оборудования экскаватора. Таким образом,

„ < N

; N

.H < N

;

cnB

< N

, (2)

где N

„,

I1B

- расчетные средневзвешенные мощности меха-

низмов соответственно подъема, напора ковша и поворота экскава-

тора, кВт; N

, N

и N

- установленные мощности электродвигате-

лей приводов экскаватора соответственно механизма подъема, напо-

ра и поворота, кВт.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕВЗВЕШЕННОЙ МОЩНОСТИ

ПРИВОДОВ ЭКСКАВАТОРА

Мощность двигателей (в киловаттах) механизмов горных ма-

шин, работающих в длительном режиме, при котором пуски и тормо-

жения редки, с достаточной точностью определяется по формуле

N=lCr

SV/r|, (3)

где S - постоянное усилие, которым нагружается тот или иной при-

вод, Н; V - скорость перемещения рабочего органа механизма под

нагрузкой, м/с; г\ - КПД передачи между двигателем и рабочим ор-

ганом механизма.

Так как электроприводы главных механизмов одноковшовых

экскаваторов работают в повторно-кратковременном режиме с

большой частотой включений и торможений, то формула (3) для

этих механизмов не может быть применена [4]. Исследования рабо-

ты экскаваторов и накопленный опыт их эксплуатации показали, что

более точные результаты при предварительном определении мощ-

ности двигателей главных механизмов дает формула

iti

i=l

где п - число операций в рабочем цикле (в данном случае рассмат-

риваются только три операции, потребляющие наибольшее количе-

ство энергии: копание, перенос груженого ковша к месту разгрузки

и перенос порожнего ковша в исходное положение); N, - мощность,

затрачиваемая на выполнение i-й операции, кВт; tj - продолжитель-

ность i-й операции.

Так как среднее значение мощности определяется с учетом

времени выполнения отдельных операций в цикле работы экскава-

тора, то такая мощность называется средневзвешенной.

При определении продолжительности операции в цикле t, ,

необходимо учитывать, что время поворота экскаватора на разгруз-

ку ковша и возвращение его в забой составляет 60-70 % времени

полного цикла работы, поэтому для предварительных расчетов пол-

ное время цикла работы t

можно разбить на три равных периода:

tk= t

= t

= 1/3 t

, где t

, t

и t

- время соответственно копания,

поворота платформы на разгрузку и поворота с порожним ковшом к

забою, с.

При определении средневзвешенной мощности двигателей

поворотных механизмов экскаватора в вышеуказанную формулу (4)

вместо произведения N^ подставляют величину условной работы

сил инерции вращающихся частей экскаватора. Величина угла пово-

рота на разгрузку зависит от схемы движения.

Средневзвешенная мощность двигателей механизма поворо-

та

cnB

(в киловаттах) зависит от допустимых угловых ускорений,

частоты вращения платформы, угла поворота платформы и момента

инерции вращающихся частей экскаватора:

т 1

где А

- условная работа двигателей механизма поворота, Нм,

= А

гр

гт

пр

як

тр

;

и А

п р

- условная работа сил инерции при разгоне груженого и

порожнего ковша соответственно, Нм; А

гт

- условная работа

сил инерции при торможении груженого и порожнего ковша соот-

ветственно, Нм; А

як

- условная работа сил инерции якоря двигате-

ля,

Нм; Атр - условная работа сил трения опорных роликов плат-

формы по направляющим при вращении экскаватора, Нм; t

и t

время поворота платформы соответственно на разгрузку и с порож-

ним ковшом к забою.

4.1.

Средневзвешенная мощность подъемного

и напорного механизмов экскаватора*

Подъемный механизм экскаватора. С учетом формулы (4)

средневзвешенная мощность подъемного механизма в киловаттах

._N

J 1

где N

, N

и N„.

- мощность двигателя (двигателей) подъемного меха-

низма соответственно при копании горной массы, при повороте груженого

ковша к месту разгрузки и при повороте порожнего ковша

забою,

кВт.

Мощность двигателя (двигателей) подъемного механизма

при копании рассчитывается аналогично формуле (3):

n2V

Ю00

Чп

" Расчет средневзвешенной мощности механизма поворота экскава-

тора не производится.

Рис.1.

Схема к расчету усилий подъемного и напорного механизмов экскаватора:

а - положения I, II и V; б - положения I, III и IV (см. также

с.

17)

I - рукоять вертикальна (начало копания); II - рукоять горизонтальна, вертикаль-

ное положение подъемного каната (набор грунта в ковш при максимальной толщи- ;

не срезаемой стружки -

max

);

III - конец копания на полном вылете горизонтальной;

рукояти; IV - вынос груженого ковша на полном вылете рукояти и на максималь-

ной высоте подъема; V - то же, что и положение II, но при пустом ковше (положе-

ние рукояти при повороте после разгрузки ковша)

где Spa - усилие на подъемном канате при горизонтальной рукояти и

вертикальном положении подъемного каната (ковш полностью за-

гружен), Н (рис.1,а, положение II); V

- номинальная (паспортная)

скорость подъема ковша, м/с (табл.1); л,, - КПД полиспастной сис-

темы ковша и барабанов лебедки; т)

- КПД редуктора подъемной

лебедки.

Рис.

Окончание

Мощность двигателя (двигателей) подъемного механизма

при повороте груженого ковша к месту разгрузки

гк

юоо

ЛпЛр

где S

ll4

- усилие на подъемном канате при полном вылете рукояти,

поднятой на максимальную высоту (ковш загружен), Н

(рис.

1,6, по-

ложение IV); V

= (0,1-H),3)V

- скорость при повороте груженого

ковша к месту разгрузки, м/с, для инженерных расчетов можно при-

нять V

= 0,2V

Мощность двигателя (двигателей) подъемного механизма

при повороте порожнего ковша к забою в киловаттах

с v

хт

_ ^п5

n к

пк

ЮООЛпЛр'

где S„5 - усилие на подъемном канате при горизонтальной рукояти

и вертикальном подъемном канате, ковш не загружен, Н (рис.1,а,

положение V); Vn.K^ (1,1-H,3)V

- скорость при повороте порожнего

ковша, м/с, для инженерных расчетов можно принять

V„.

1,2V

Напорный механизм экскаватора. Средневзвешенная

мощность напорного механизма экскаватора

I ( (N +N + N )

х,

_ 1

цУ

н,к

"н.г.к

1Л|

н.п.кУ

->Wxi

, xi , xi \

- - —

0.33J(N

+ N

H Г

J l

где

N„

гк

„

- мощность двигателя (двигателей) напорного

механизма соответственно при копании горной массы, при повороте

груженого ковша к месту разгрузки и при повороте порожнего ков-

ша к забою, кВт.

Мощность двигателя (двигателей) напорного механизма при

копании

N -

H2VH

н.к '

Лн

где S

2 - усилие напорного механизма при горизонтальной рукояти

и вертикальном положении подъемного каната (ковш полностью

загружен), Н (рис.1,а, положение II); V„ - номинальная (паспортная)

скорость напора ковша, м/с (см. табл.1);

Чн

- КПД механизма напора

экскаватора .

Мощность двигателя (двигателей) напорного механизма при

повороте груженого ковша к месту разгрузки:

N - '0~

4VH,-

н.г.к ~ '

Пн

где

усилие

на- а ^

порного механизма

|—

_.__^

п4

при полном вылете

"•

м/с

~" ~l

рукояти, поднятой

на у —~——•

п5

максимальную высо- _

ту (ковш загружен),

(рис.

1,6, положе- t с

ние IV); V

= б

= (0,3.0,5)V

-CKO- »•

рость выдвижения "'

н/

—^^_

рукояти (напора) V

при повороте

гру- _^_

женого ковша

мес-

ту разгрузки,

м/с,

t, с

для инженерных j.

кг

2 _^__

—

. .

расчетов можно

-i

гк

пк

принять V„

0,4V

Мощность

двигателя (двигате-

лей) напорного ме- <

Гк

> <

> t с

ханизма при пово- М •

роте порожнего

ковша К забою Рис.2. Диаграмма нагрузки подъемного (а),

напорного (б) и поворотного (в) механизмов экскаватора

н5

(сплошные линии) и скорости движения ковша

N н.п.к

' (штриховые линии)

J„

- моменты инерции поворотной платформы

где S — усилие в соответственно с груженым и порожним ковшом, кгм

;

напорном механиз- «з ~ данная угловая скорость вращения поворотной

платформы, с

ме при вертикаль-

ном положении рукояти (ковш пустой), Н (см. рис.1,а, положение I ).

При расчетах эксплуатационных параметров экскаватора не-

обходимо соблюдать условия (2).

По средневзвешенным мощностям двигателей приводов ра-

бочего оборудования экскаватора строят нагрузочные и скоростные

диаграммы, наглядно показывающие изменения усилий N

;

= f(t

;

) и

скорости перемещения Vj = f(tj), момента инерции Jj = f(tj) и частоты

вращения

со;

= f(tj) в течение цикла работы машины (рис.2).