Количество работы, выполняемой агрегатом за определенный промежуток времени. При расчетах ее разделяют на теоретическую, техническую и эксплуатационную.

Теоретическая производительность - это условная часовая выработка, которой машина может достигнуть в нормальных условиях работы при расчетных рабочих скоростях. В общем виде (при угле попорота платформы экскаватора 90°) она может быть представлена формулой:

где: W теop - теоретическая производительность (в м3/час), q - емкость ковша (в м3), Т ц - минимальная продолжительность цикла при средних условиях работы экскаватора (в сек.).

Продолжительность рабочего цикла Тц составляет целый ряд отдельных операций, т. е.

Т ц = t к +t р +t д +t т +t в +t" р +t" д +t" т +t п +t" п

где: t к - продолжительность копания (в сек.), t р - продолжительность разгона с нагруженным ковшом (в сек.), t д - продолжительность равномерного движения с нагруженным ковшом (в сек.), t т - продолжительность торможения с нагруженпым ковшом (в сек.), t в - продолжительность разгрузки ковша (в сек.), t" р - продолжительность разгона с порожним ковшом (в сок.), t" д - продолжительность равномерного движения с порожним ковшом (в сек.), t" т - продолжительность торможения с порожним ковшом (в сек.), t п - полное время поворота в забой (в сек.), t" п - полное время поворота на выгрузку (в сек.).

Техническая производительность - наибольшая возможная выработка машины за час непрерывной работы в определенных условиях. Отличается она от теоретической производительности учетом свойств грунта и размером забоя, в которых используется экскаватор. Влияние свойств грунта сказывается на том, что во время отделения от массива стружки групт разрыхляется. Поэтому объем ковша заполняется меньшим объемом групта, чем по исчислению в плотном теле. Учитывается влияние свойств грунта па заполнение ковша. Кроме того, если угол поворота платформы экскаватора не равен 90°, то необходимо учитывать изменение длительности никла.

На длительность цикла, а следовательно, и на техническую производительность экскаватора влияет следующее:

1. категория грунта (чем категория грунта выше, тем труднее его разработка);
2. погодные условия (в зимнее и позднеосеннее время уменьшается наполнение ковша мерзлым грунтом в связи с налипанием его на ковш и намерзанием на нем);
3. организация работы и квалификация машиниста-экскаваторщика.

Техническая производительность определяется формулой:

где: W тех - техническая производительность, измеряемая в м3/час в плотном теле, Т цт - продолжительность цикла работы экскаватора в забое (в сек.); определяется хронометражем или принимается равной Т ц с учетом условия работы, К н - коэффициент наполнения ковша грунтом, K р - коэффициент, которым учитывают увеличение объема грунта вследствие разрыхления, q - емкость ковша.

Коэффициент К н наполнения ковша - это отношение объема разрыхленного грунта, набранного в ковш, к емкости ковша; он зависит от конструкции ковша и условий работы экскаватора; значение коэффициента наполнения приведено в табл. 11 .

Таблица 11 . Значение коэффициентов технической производительности одноковшовых экскаваторов

Сменная производительность экскаватора определяется: за смену, месяц или год с учетом вспомогательного времени и всех простоев экскаватора по следующей формуле:

где величины q, К н, К р и Т цт те же, что и в формуле технической производительности, W - эксплуатационная производительность (в м3) п определенный период времени, К и - коэффициент использования экскаватора по времени за рассматриваемый период работы (за смену, месяц или год).

Работа экскаватора в течение смены сопровождается некоторыми потерями времени Т пр на передвижки, ремонт, смазку, набор воды и топлива и пр. При определении сменной производительности потерянное время Т пр вычитается из общесменного времени Т, в результате чего получается чистое время работы экскаватора: Т ч = Т-Т пр.

Коэффициент К и - отношение чистого рабочего времени Т ч (и часах), затраченного на экскавацию грунта (копание, поворот, разгрузка в отвал и погрузка на транспорт), к полному времени Т (в часах) за определенный период работы экскаватора; в данном случае К и получим по следующей формуле:

К и = Т ч /Т

Если принять чистое время на экскавацию 6 часов, а длительность смены 8 часов, то:

К и = 6,8 = (),75.

Эксплуатационная производительность экскаватора - средняя производительность в данных условиях, при определенных грунте и забое, организации работ и эксплуатации агрегата. Этот показатель служит для назначения производственных норм и расчетов. Эксплуатационная производительность экскватора обычно ниже технической и теоретической. Однако передовики-экскаваторщики, используя все имеющиеся у них возможности, превосходят техническую и теоретическую производительность. Сезонная или годовая производительность экскаватора определяется по формуле:

Q = W∙P р м3/сезон или м3/год,

где: Р р - срок выполнения какой-либо работы по экскавации за определенный период в рабочих сменах или днях. Если в день предусматривается две или три смены, то умножается на 2 или 3.

Производительность – основной показатель работы горного предприятия, он характеризует интенсивность разработки месторождения и зависит от многих факторов. Его определение тесно связано с развитием теории проектирования, техники и совершенствования технологии горных работ.

Сменная эксплуатационная производительность ̶ характеризует производительность машины в течение рабочей смены с учетом использования машины как во времени, так и по загрузке (грузоподъемности). На основании нормы выработки для машины устанавливается производственное задание на сутки, месяц, квартал, год.

К основным факторам, влияющим на производительность экскаватора, относятся следующие:

̶ Трудность разработки горной массы, которая оценивается категорией породы и ее состоянием. При разработке, например, влажной глинистой породы, которая налипает на ковш, уменьшается полезный объем последнего и увеличивается продолжительность цикла из-за более длительной разгрузки ковша. В зимних условиях плохо раздробленный мерзлый грунт также снижает коэффициент наполнения ковша;

̶ технические данные, состояние и надежность экскаватора;

̶ качество забоя, оцениваемое его высотой, условиями подхода транспорта к месту погрузки, освещенностью;

̶ организация работ, зависящая от достаточности транспортных средств, состояния дорог, своевременного снабжения топливом, энергией, запасными частями и т.п.

Производительность экскаваторов определяется количеством кубических метров или тонн горной массы (пустой породы или полезного ископаемого) в целике уступа, которое извлекается в единицу времени (час, смену, сутки и т.д.). При определении годовой производительности экскаватора учитывается общее количество суток в году, которое обычно меньше календарного за счет нерабочих праздничных дней, простоев на планово-предупредительных ремонтах, а также по случаю перехода в новые забои и остановки в связи с неблагоприятными климатическими условиями, что для экскаваторов цикличного действия бывает крайне редко. Различают теоретическую (паспортную), нормативную и эксплуатационную производительности экскаватора.

Теоретическая производительность экскаватора – количество продукции (в тоннах или кубических метрах), которое может быть выработано в единицу времени (обычно за час) при непрерывной его работе. Условия работы берутся предположительно одинаковыми для всех машин, коэффициенты наполнения ковша и разрыхления породы принимаются равными единице. У одноковшовых экскаваторов при расчете теоретической производительности принимаются: одинаковыми угол поворота на выгрузку высота черпания и номинальными скорости рабочих движений и удельные сопротивления породы копанию.

Нормативная производительность – это объем работ, который должен быть выполнен с помощью машины за единицу времени. По своей сути она соответствует эксплуатационной. Число циклов и в единицу времени (минуту) зависит от конструктивных особенностей экскаватора, грунтовых условий, формы забоя.

Эксплуатационная производительность экскаваторов – это действительный объем горной массы, отработанный экскаватором за определенный период эксплуатации. Она рассчитывается с учетом неизбежных организационных и технологических простоев: потерь времени на приемку смены и осмотр машины, смазку, замену подвижного состава. Эксплуатационная производительность численно меньше технической. Ее величина отражает совершенство организации работы экскаватора и всех обслуживающих его машин.

Эксплуатационная производительность экскаваторов может быть сменной, месячной и годовой (в последних случаях учитываются потери времени на ремонтные осмотры, текущие и капитальные ремонты). В наибольшей мере характеризует организацию работы на данном предприятии (не только по добыче полезного ископаемого, но и по обслуживанию экскаваторов, снабжению их запасными частями) годовая производительность экскаватора.

Так же одним из важных факторов, влияющих на производительность экскаваторов является коэффициент разрыхления грунта, позволяющий определить увеличение объема при его выемке. Все грунты можно разделить на две группы:

̶ Сцементированные, или скальные – каменные горные породы, разработка которых возможна только с применением технологий взрыва или дробления;

̶ Несцементированные, выборка которых проводится вручную или с помощью экскаваторов, бульдозеров, другой спецтехники. К ним относятся пески, глины, смешанные типы грунтов.

На сложность разработки и стоимость земляных работ влияют следующие свойства грунтов:

̶ Влажность – отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе твердых частиц;

̶ Сцепление – сопротивление сдвигу;

̶ Плотность, то есть масса одного кубического метра грунта в естественном состоянии;

̶ Разрыхляемость – способность увеличиваться в объеме при выемке и разработке.

Чем плотнее и тяжелее грунт в естественных условиях, тем больше объема он займет в выбранном состоянии. Этот параметр влияет на объемы вывозки грунта после его разработки.

Средняя сменная производительность ВПО (выемочно-погрузочного оборудования) по горной массе и коэффициент использования календарного времени ВПО за 2014г. приведены в таблице 1.1.1.

Таблица 1.1.1

Из таблицы 1.1.1 видно, что средняя производительность экскаватора ЭКГ-10 намного больше, чем производительность ЭКГ-8И. Это объясняется тем, что ЭКГ-10 является дальнейшим развитием модели ЭКГ-8И и помимо основного ковша емкостью 10м3 (ЭКГ-8И – 8м3) на экскаваторе могут применяться сменные ковши емкостью 12,5 и 16 м3. Из чего можно сделать вывод, что производительность ЭКГ-10 будет больше.

Следует помнить, что фактическое количество запасов мы не знаем и не узнаем никогда. Даже после окончания разработки мы знаем только то количество, которое мы добыли, и не знаем, что потеряли. Так, в Криворожском бассейне одно из железорудных месторождений было «полностью» отработано подземным способом и считалось, что потеряно всего 17 % руды. Но затем на том же месторождении был построен карьер и добыто столько же руды, сколько и из шахты. Аналогичные случаи произошли на месторождениях Кольского полуострова и в Норильске.

В процессе планирования выемочно-погрузочных работ производительность экскаваторно-автомобильного комплекса (ЭАК) карьера рассчитывается на основе горно-геологических характеристик пород в забое, технических характеристик экскаваторов и автосамосвалов, режима работы карьера, нормативной продолжительности рабочих операций, а так же данных о текущем положении горных работ и параметров технологических схем транспортирования. Значения этих факторов носят непостоянный характер, изменяясь во времени и пространстве, поэтому фактическая производительность ЭАК также является величиной непостоянной. Тем не менее на практике, при планировании сменных объемов работ в карьере, процессы выемки, погрузки и транспортирования рассматриваются как детерминированные, т.е. обладающие предопределенным, стабильным результатом. Такой подход зачастую приводит к значительным расхождениям плановой и фактической сменной производительности ЭАК.

В большинстве своем горнотехнические факторы являются параметрами технологических схем ведения работ в карьерах (схема забой – экскаватор – автосамосвал – трасса – пункт разгрузки) и значения их по различным технологическим схемам носят динамический характер. Очевидно, что риск невыполнения сменного плана экскаваторно-автомобильным комплексом будет зависеть от величины риска снижения производительности по каждой модели оборудования на конкретной технологической схеме с учетом возможного снижения производительности в силу плохого технического состояния оборудования. Это значит, что, зная заранее сочетание моделей оборудования в технологических схемах (связка экскаватор – автосамосвал), можно рассчитать ожидаемый уровень риска невыполнения сменных заданий по эти моделям оборудования, а значит, и определить возможную производительность комплекса в целом. Для этого необходимо знать предельно допустимый уровень риска, который можно определить по результатам технико-экономических расчетов в условиях конкретного предприятия, или, согласно рекомендациям А.И. Арсентьева, принять на основании функции опасения, основываясь на психологических аспектах принятия решения. Таким образом, установив допустимый уровень риска, можно управлять производительностью экскаваторно-автомобильного комплекса в процессе планирования и при получении расчетной производительности, соответствующей уровню риска более высокому, чем предельно допустимый показатель, к расчету принимать более низкие значения производительности, соответствующие более низкому уровню риска.

studfiles.net

Пэ.т=60Еn, м3/ч (4.6)

где Е – емкость ковша, м3;

Тогда, м3/ч (4.8)

Пэ.тех=60ЕnКэКз, м3 (4.9)

Пэ.г=Пэ.смNднnдн, м3 (4.13)

studfiles.net

Расчет производительности экскаваторов

Теоретическая производительность экскаватора в разрыхленной массе определяется по формуле

Пэ.т=60Еn, м3/ч (4.6)

где Е – емкость ковша, м3;

n – число ковшей, разгружаемых в минуту.

Для многоковшовых экскаваторов значение n дается в технической характеристике, а для одноковшовых оно определяется по формуле

где Тц.т – теоретическая продолжительность рабочего цикла, с.

Тогда, м3/ч (4.8)

Теоретическая производительность экскаватора приводится в паспорте, поэтому она также называется паспортной.

Техническая производительность экскаватора – максимальная часовая производительность экскаватора при непрерывной его работе в конкретных горно-геологических условиях. Часовая техническая производительность в плотной массе для многоковшовых экскаваторов определяется по формуле

Пэ.тех=60ЕnКэКз, м3 (4.9)

где Кэ – коэффициент экскавации Кэ=Кн.к/Кр.к Кн.к – коэффициент наполнения ковша; Кр.к – коэффициент разрыхления породы в ковше; Кз – коэффициент забоя, учитывающий влияние вспомогательных операций.

где tр – длительность работы экскаватора с одного положения или при одном направлении движения ротора, с; tв – длительность одной передвижки или перемены направления движения ротора, с.

Часовая техническая производительность в плотной массе для одноковшовых экскаваторов определяется по формуле

где Тц.р – расчетное время рабочего цикла экскаватора в данном забое, зависящее от вида разрабатываемых пород и угла поворота экскаватора к разгрузке, с.

Тц.р=tч+tп.р+tп.з+tр, с (4.11)

где tч- время черпания, с; tр – время разгрузки ковша, с; tп.р, tп.з – время поворота соответственно с месту разгрузки и к забою, с.

В наибольшей степени совершенство организации работ характеризует годовая производительность. Сменная эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле

Пэ.см=Пэ.техТсмКи.э, м3 (4.12)

где Тсм – продолжительность смены, ч;

Ки.э – коэффициент использования экскаватора во времени, зависящий от типа

применяемого оборудования в смежных технологических процессах.

Годовая эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле

Пэ.г=Пэ.смNднnдн, м3 (4.13)

где Nдн– число рабочих дней в году;

nсм– число рабочих смен в сутки.

Карьерный транспорт

Трудоемкость процесса транспортирования весьма высока, а затраты на собственно транспорт и связанные с ним вспомогательные работы составляют 45-50%, а в отдельных случаях 65-70% общих затрат на добычу. Специфика горных работ обуславливает следующие особенности карьерного транспорта:

значительный объем и сосредоточенная (односторонняя) направленность перемещения карьерных грузов при относительно небольшом расстоянии транспортирования;

периодическая передвижка транспортных коммуникаций в связи с постоянным изменением положения пунктов погрузки и разгрузки горной массы;

движение в грузовом направлении происходит, как правило, с преодолением значительных подъемов;

повышенные прочность и мощность двигателей транспортного оборудования, что вызвано большой плотностью, повышенной крепостью, абразивностью и неоднородной кусковатостью горной массы.

Интенсивность работ конвейерного транспорта характеризуется грузооборотом карьера, который определяется количеством груза (в кубических метрах или тоннах), перемещаемого в единицу времени (час, смена, и т.д)

Грузооборот (или его часть) характеризуется устойчивым во времени направлением перемещения, называемым грузопотоком. Грузопоток является сосредоточенным, если все грузы перемещаются из карьера на поверхность в одном направлении по одним транспортным коммуникациям, в противном случае грузопоток является рассредоточенным.

Основными видами железнодорожного транспорта являются железнодорожный, автомобильный, конвейерный и гидравлический.

Железнодорожный транспорт целесообразно применять на карьерах с большим годовым грузооборотом (15 млн.т и более) при значительной длине транспортирования (4 км и более). По сравнению с другими видами карьерного транспорта железнодорожный требует наибольших радиусов кривых (100 – 120 м), значительной протяженности фронта работ (700 – 800 м) и допускает наименьшие подъемы пути (40-60 о/оо). Эти условия обеспечиваются при больших размерах карьера в плане и незначительной глубине (150-250 м). При железнодорожном транспорте относительно велики объемы горно-капитальных работ, капитальные затраты, затраты на содержание транспортных коммуникаций и их эксплуатацию и наиболее сложная организация труда.

Автомобильный транспорт применяется главным образом на карьерах с небольшим годовым грузооборотом (15-20 млн.т) при расстоянии транспортирования до 4 км. С появлением автосамосвалов большой грузоподъемности (120-180 т и более) область применения автотранспорта значительно расширилась. Его особенно эффективно применять в период строительства карьеров, при интенсивной разработке месторождения с большой скоростью подвигания забоев и высокими темпами углубки горных работ. Отсутствие рельсовых путей и контактной сети, менее жесткие требования к профилю и плану автомобильных дорог (допустимый радиус кривых составляет 15-20 м, а подъем пути 80-100 о/оо) снижают объем горнокапитальных работ и уменьшают сроки и затраты на строительство карьеров. К основным недостаткам автомобильного транспорта относится резкое снижение эффективности при увеличении расстояния транспортирования и зависимость от климатических условий.

Конвейерный транспорт (ленточные конвейеры) применяется на карьерах для перемещения горной массы в рыхлом и раздробленном (размер кусков до 400 мм) состоянии. Широкий диапазон изменения производительности конвейерных установок (до 15000 м3/ч) позволяет применять их в карьерах с различным грузооборотом. Достоинствами конвейерного транспорта являются возможность преодоления подъемов до 18о и поточность перемещения грузов. Последнее обеспечивает возможность полной автоматизации процесса транспортирования и позволяет более эффективно использовать погрузочное оборудование. Широкое применение ленточных конвейеров ограничивается быстрым износом конвейерной ленты, жесткими требованиями к размерам транспортируемых кусков горной массы и способу погрузки. Эффективность конвейерного транспорта существенно снижается при низких температурах и большой влажности транспортируемой горной массы. Конвейерный транспорт целесообразно применять на карьерах с мягкими породами при годовом грузообороте 20 млн. т и более.

Комбинированный транспорт для перемещения горной массы в одном направлении включает разные виды транспорта. Как правило, он применяется при разработке глубоких и нагорных месторождений. Автомобильно-железнодорожный транспорт с внутрикарьерным перегрузочным пунктом целесообразно применять на нижних горизонтах (120-150 м и ниже) при использовании на верхних горизонтах железнодорожного транспорта. Автомобильно-скиповой транспорт наиболее эффективен в условиях крутых залежей с ограниченными размерами в плане при глубине разработки более 150 м и устойчивых вмещающих породах, обеспечивающих надежную и безаварийную работу подъемников.

studfiles.net

Стр 1 из 6Следующая ⇒

Специальная часть

Выбор экскаваторов и расчет их производительности

Для добычи полезного ископаемого и отработки вскрыши применяем экскаватор ЭКГ-10.

Техническая характеристика экскаватора ЭКГ-8и.

- ёмкость ковша, м3 8

наибольший радиус черпания, м 17,5

наибольший радиус разгрузки, м 15,5

наибольшая высота черпания, м 12,6

радиус черпания на уровне стояния 11,7

наибольшая высота разгрузки, м 8,4

Производительностью экскаватора называется его выработка за единицу времени. Она определяется по объему горной массы в плотном теле или по весу горной массы и измеряется за один час, сутки, месяц, год.

Теоретическая производительность экскаватора Птеор, /час

где Е - емкость ковша, м;

tцт - теоретическая продолжительность цикла, мин;

Теоретическая продолжительность цикла определяется расчетным путем, исходя из конструктивных данных экскаватора, при высоте забоя, равной высоте расположения напорного вала, где угол поворота 90 градусов и разгрузка породы ведется в отвал.

Теоретическая продолжительность цикла указывается в паспорте экскаватора.

Техническая производительность учитывает условия работы экскаватора в забое и является максимально возможной для данной модели при непрерывной работе в конкретных условиях и является исходной для определения эксплуатационной производительности экскаватор.

Рассчитываем техническую производительность экскаватора Птех, /час.

где kнап – коэффициент наполнения ковша, 0,9;tц – техническая продолжительность цикла, т.е. продолжительность цикла в данных условиях,мин;Кр – коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора (=1,5).

Эксплуатационная производительность экскаватора учитывает не только конкретные условия. Но и использование экскаватора во времени Пэкс, м/час.

где Кис – коэффициент использования экскаватора во времени (=0,75).

Определяется сменную производительность экскаватора Псм, /смену.

где t – время смены, сек;

Определяется суточную производительность экскаватора Псут, /сутки.

где nсут – количество смен работы в сутки.

Определяется годовую производительность экскаватора Пгод, /год.

где Nгод – годовое число дней работы экскаватора.

Месячная производительность определяется после определения годовой производительности экскаватора Пмес, /мес.

Определяю количество экскаваторов на добыче, Nэкс, шт.

Принимаю 2 экскаватора

Определяем количество экскаваторов на вскрыше, Nэкс, шт.

Принимаем 3 экскаватора.

mykonspekts.ru

Расчет производительности экскаваторов | Технология возведения насыпей и устройства корыта

Как известно из изложенного, полный цикл работы экскаватора включает: набор грунта, поворот наполненного ковша, опускание его для разгрузки, разгрузку, подъем ковша после разгрузки, поворот стрелы с порожним ковшом и опускание его для набора. Продолжительность полного цикла tц составляет несколько секунд. При расчете производительности исходят из рабочего количества циклов n в минуту, т. е. n=60/tц.

Многолетней практикой установлена производительность одноковшовых экскаваторов с погрузкой грунта в транспортные средства (табл. 13.1). Как видно из табл. 13.1, с увеличением объема ковша экскаватора, оборудованного прямой лопатой, на 0,25-0,3 м3, а экскаватора-драглайна на 0,15-0,2 м3 - производительность их повышается в среднем на 20-25 %. Но при погрузке в транспортные средства с увеличением объема ковша (0,5-1,6 м3) и угла поворота (90-180°) продолжительность цикла экскаватора, оборудованного прямой лопатой, увеличивается с 16 до 30 с, а экскаватора-драглайна - с 22 до 40 с.

Таким образом, при применении драглайна продолжительность цикла погрузки увеличивается в среднем на 25 % по сравнению с прямой лопатой. Если же экскаватор работает в отвал, то продолжительность цикла его работы ориентировочно на 10 % выше, чем при погрузке грунта в транспортные средства.

Производительность работы экскаваторов зависит и от свойств грунтов. Так, экскаватор с прямой лопатой и объемом ковша 0,5 м3 при максимальном повороте стрелы 90° и высоте забоя на уровне напорного вала делает в 1 мин 3,3 цикла, а с объемом ковша 1 м3 -2,8 цикла. Тогда в связных грунтах II группы с нижней границей текучести, равной 27%, плотностью сухого грунта с ненарушенной структурой 1,6 т/м3 и влажностью We=Wо=16% его производительность соответственно повышается, с 275 до 525 м3/смену. Чем выше группа грунтов, тем меньше производительность экскаватора (см. табл. 13.1).

Однако при бригадном подряде новаторы землеройных отрядов, как видно из изложенного текста, значительно превысили установленные нормы производительности.

www.stroitelstvo-new.ru

Определение производительности экскаваторов

В отечественной литературе принято различать три вида производительности: теоретическую, техническую и эксплуатационную. Ряд зарубежных авторов еще вводят понятие базовой производительности.

Теоретическая производительность - это конструктивно-расчетная производительность машины. Она определяется расчетным путем при следующих условиях: при высоте забоя, равной высоте напорного вала, средней расчетной скорости подъема рабочего органа, угле поворота 90°, выгрузке материала в отвал. Так как расчетным путем теоретическую производительность определить сложно, то ее определяют экспериментально и называют базовой.

Под базовой производительностью понимают производительность сравнительно новой машины (определенную экспериментальным путем), срок эксплуатации которой не превышает 2500 машино-часов, замеренную в следующих условиях: угол поворота рабочего оборудования для разгрузки 90°, разгрузка производится в отвал, высота или глубина копания является оптимальной, нет пространственных ограничений на строительной площадке, стрела установлена всреднее положение, квалификация оператора хорошая, хорошее состояние режущей кромки и зубьев, работа идет беспрерывно втечение одного часа.

Техническая производительность отличается от базовой тем, что учитывает технические факторы, влияющие на повышение или уменьшение производительности.

Эксплуатационная производительность, часовая, сменная, месячная или годовая, отличается от технической влияниемквалификации оператора и использованием рабочего времени.

Теоретическая производительность одноковшовых экскаваторов определяется по формуле:

где Vr - геометрическая вместимость ковша в м2;

n - теоретически возможное число циклов в час.

где Тц - продолжительность одного цикла в секундах.

Базовая производительность Пб определяется экспериментально для экскаваторов с различной вместимостью и для различных грунтов или разрабатываемых материалов для различных видов рабочего оборудования.

Для экскаваторов, оборудованных другим типом рабочего оборудования, базовая производительность может определяться по формуле:

где Кпоп - поправочный коэффициент.

Техническая производительность определяется по формуле:

(7.4)

Коэффициент, учитывающий глубину или высоту копания;

Коэффициент, учитывающий угол поворота рабочего оборудования при разгрузке;

Разгрузка в самосвал с вместимостью кузова 15 м3 на площадке, вместимость ковша гидравлического экскаватора 1,6 м3, рабочее оборудование обратная лопата.

Таблица 7.3 – Значение коэффициентов гидравлического экскаватора

Значение коэффициентов	Гидравлический экскаватор
Вместимость ковша 1 м3
Обратная лопата	Рисунок 7.2 П = 261 м3/ч в естественном залегании
Коэффициент f1	hопт = 1÷2 м f1 = 0,92 (рисунок 7.7)
Коэффициент f2 (угол поворота 120º	f2 = 0,96 (рисунок 7.8)
Разгрузка в самосвал	f3 = 0,90 (таблица 7.4)
Состояние режущей кромки и зубьев	f4 = 1,0
Средняя установка стрелы	f5 = 1,0 (таблица 7.5)
Разгрузка в автомобиль	f6 = 0.96 (таблица 7.6)
Хороший оператор	f7 = 1,0
Техническая производительность
kв (условия используются оптимальные)	kв = 0,83
Эксплуатационная производительность	грунта в естественном залегании

Определение понятия производительности машины циклическою действия



infopedia.su

Производительность экскаваторов непрерывного действия

Различают теоретическую, техни­ческую и эксплуатационную произво­дительность экскаваторов непрерыв­ного действия.

Теоретическая производительность есть производительность экскаватора в условиях непрерывной работы при максимально возможной скорости ра­бочего органа и 100%-м наполнении экскавационных емкостей, выражен­ная в объеме рыхлого грунта, вырабо­танного за 1 ч работы.

Теоретическая производительность многоковшового экскаватора с цепным и роторным рабочим органом, м3/ч, оп­ределяется по формуле

Птр = 3,6 vц, qк/Тк

где vц - скорость движения ковшовой цепи, м/с; q- вместимость ковша, л; Тк- шаг ковшей (расстояние между ковшами), м; z - число разгрузок ковша в минуту.

формы забоя; КР - коэффициент разрыхления грунта в процессе разработки (табл. 2.11),

Для экскаваторов с ковшовыми ра­бочими органами средние значения коэффициента К» приведены ниже.

Группа грунта К„

I....................................................... 0,9-1,2

II..........................................................0,8-1,1

IV......................................................................0. 75-1

IV..................................................... 0,7 - 0.9

Процесс экскавации у скребковых экскаваторов отличается от ковшовых. Скорость грунтового потока, заклю­ченного между скребками, несколько ниже скорости цепи, а объемная масса потока меньше объемной массы грун­та, находящегося в ковшах. Эти осо­бенности работы скребковых экскава­торов учитываются приведенным да­лее коэффициентом наполнения.

Угол наклона рабочей цепи к Кнгоризонту, град

25.................................................... 0.74

38..................................................... 0,58

55..................................................... 0,32

Теоретическая производительность экскаваторов с бесковшовым (скреб­ковым) рабочим органом, м3/ч, опре­деляется по формуле

Птр = 3600 bс hc vц

где bс - ширина cкребка. м; hc- высота скреб­ка, м.

Техническая производительность экскаватора представляет собой про­изводительность за 1 ч чистой работы в грунте данной категории, взятом в плотном теле. Под чистой работой по­нимают работу экскаватора без про­стоев.

Техническая производительность, м3/ч, равна

Пт = Птр Кн/ КР

2.11. Значения коэффициента для различных грунтов

Эксплуатационной производитель­ностью называется производитель­ность экскаватора в конкретном грунте с учетом времени простоев, перерывов и задержек. Определяется эксплуата­ционная производительность по фор­муле

где Кн - коэффициент наполнения экскава-ционных емкостей, зависящий от характера грунта, толщины срезаемой стружки, длины и

где Ки - коэффициент использования рабочего времени, равный 0, 4. ..0.6.

НАПРАВЛЕНИЕ З

Расчет производительности экскаватора нужен для грамотного планирования работ. На стадии планирования проекта нужно знать количество машин, сроки решения ими задач.

Расчет производительности экскаватора. Варианты

Для расчета производительности есть два способа: опыт и данные справочников. Мы в нашей компании представляем, на какие объемы можно рассчитывать по каждой единице техники. Вы можете проконсультироваться, позвонив нам. Или воспользоваться справочниками для составления смет, например, московскими ТСН-2001 (Территориальные сметные нормативы для Москвы):

для грунтов 1-3 категории на разработку 100 куб.м. грунта навымет (в отвал) гусеничным гидравлическим экскаватором с ковшом 1,0 куб. м. (например, Hitachi ZX 200, JCB JS 220) требуется 2,2195 маш-ч., тогда:

• производительность экскаватора за 8-часовую рабочую смену навымет составит -
• ~ 360 куб. м.
• производительность экскаватора с погрузкой в самосвалы составляет -
• ~ 300 куб. м.

По нашему опыту следующие данные. Ковш «обратная лопата» служит для рытья траншей и котлованов. Производительность выработки грунта в отвал при оптимальных условиях работы составляет 350 - 400 куб. м. в смену за 8 часов. Выработка меняется от глубины копания, при максимальной отметке уменьшается на 20%. Сложная геометрия земляных работ, а также необходимость погрузки грунта уменьшает производительность на 10 - 15 %.

К более простым операциям относится погрузка грунта с отвала. При грамотной диспетчерезации самосвалов выработка находится в пределах 500 - 600 куб. м.

Производительность одноковшовых экскаваторов

Производительностью одноковшовых экскаваторов называется объем горной породы в массиве, извлекаемый экскаватором в еди­ницу времени (час, смену, сутки, месяц, год).

Производительность одноковшовых экскаваторов зависит от многих факторов, основными из которых являются тип машины, физико-механические свойства разрабатываемых, пород, схемы ра­боты, форма и размеры-забоя, общая организация горных работ и транспорта в карьере.

Различают теоретическую, техническую и эксплуатационную производительность экскаватора.

Теоретическая производительность экска­ватора соответствует полному использованию его конструктивных возможностей:

где Е - геометрическая емкость ковша экскаватора, м 3 ;

п - конструктивное расчетное число рабочих циклов в минуту;

t ц т - теоретическая продолжительность рабочего цикла, с.

Теоретическую продолжительность рабочего цикла определяют расчетным путем, исходя из конструктивных данных экскаватора, при высоте забоя, равной высоте расположения напорного вала, угле поворота 90° и разгрузке породы в отвал. Величина Q T указы­вается в паспорте экскаватора.

Техническая про­изводительность яв­ляется максимально возмож­ной для модели экскаватора при непрерывной работе в конкретных горно-геологиче-ских условиях. Она определя­ется с учетом свойств разра­батываемых пород и пара­метров забоя по формуле

где k н - коэффициент напол­нения ковша экска­ватора;

k р - коэффициент раз­рыхления породы в ковше экскаватора;

t ц - фактическая продолжительность рабочего цикла в кон­кретных условиях, сек.

Продолжительность рабо­чего цикла одноковшовых экскаваторов при надлежа­щем совмещении операций слагается из продолжитель­ности черпания, поворота к месту разгрузки, разгрузки и поворота назад в забой. Зависит она от типа экскава­тора, свойств разрабатывае­мых пород, схем работы, па­раметров забоя, квалифика­ции машиниста экскаватора и изменяется в широких пределах - от 20 до 80 сек (табл. 19).

Коэффициент наполнения ковша экскаватора равен отношению объема породы в ковше экскаватора к геомет­рической емкости ковша. Ве­личина его зависит от фи­зико-механических свойств

горных пород, а также от типа экскаватора, формы и размеров забоя, квалификации машиниста (табл. 20).

Коэффициент разрыхления представляет собой отношение объ­ема породы в разрыхленном состоянии к объему, занимаемому этой породой в массиве. Величина его зависит от свойств и степени дробления горных пород при взрывных работах. При этом наиболь­ший коэффициент разрыхления породы имеет место в момент напол­нения ковша. При транспортировании породы коэффициент разрых­ления уменьшается, а у породы, размещенной в отвал, он является наиболее низким (табл. 21).

При расчете производительности экскаватора иногда применяют коэффициент экскавации, который показывает степень использова­ния емкости ковша Е относительно объема загружаемой в ковш породы V M , обмеренной в массиве, и равен отношению коэффициента наполнения ковша к коэффициенту разрыхления породы:

Эксплуатационная производительность определяется с учетом использования экскаватора во времени

где Т - продолжительность рабочей смены, ч;

η - коэффициент использования экскаватора во времени.

Величина коэффициента использования экскаватора во времени зависит в основном от общей организации работ в карьере и опреде­ляется по формуле

где Т пр - продолжительность простоев экскаватора в течение ра­бочей смены, ч.

Простои экскаватора в течение смены делятся на неизбежные и устранимые. К первым относят простои, обусловленные технологи­ческим процессом или конструктивными особенностями экскава­тора: прием и сдача смены, смазка и профилактический ремонт экс­каватора, очистка ковша, передвижка экскаватора, замена груже­ных транспортных сосудов порожними, простои, связанные с про­изводством взрывных работ и т. п. Ко вторым относятся простои, вызванные организационными причинами: внеплановые ремонты, аварии, ожидание транспорта в течение более значительного времени, чем это предусмотрено нормами, и т. п.

Коэффициент использования экскаватора во времени будет максимальным при работе с разгрузкой в отвал или на конвейер, минимальным - при разгрузке в железнодорожный транспорт в тупиковом забое (табл. 22).

Суточную (Q сут), месячную (Q мес) и годовую (Q год)производи­тельность экскаватора определяют по формулам:

где n см - число рабочих смен в сутки;

n сут - число рабочих суток в месяц;

N- число рабочих дней в году.

Количество рабочих смен в сутки определяется принятой органи­зацией экскаваторных работ. При восьмичасовой смене может быть принята трехсменная или двухсменная работа в сутки. Обычно для мощных экскаваторов применяют трехсменную работу, для менее мощных и при сложной технологии горных работ - двухсменную.

Высокие технико-экономические показатели работы экскавато­ров достигаются при организации ремонтно-подготовительной смены. В этом случае экскавацию горных пород производят в пер­вые две смены, а в третью нерабочую для транспорта смену выпол­няют различные ремонтно-подготовительные работы: профилакти­ческий ремонт, переукладку железнодорожных путей, взрывные работы и т. п.

При расчете месячной производительности экскаватора учиты­вают время, необходимое для текущего и среднего ремонта экска­ватора. В зависимости от состояния ремонтной базы оно составляет от 2-3 смен до 2-5 суток.

При расчете производительности учитывают время, необходимое для годового ремонта экскаватора, составляющие от 20 до 70 суток, а также простои из-за праздничных и выходных дней, переводов экскаваторов из одного забоя в другой, климатических условий. В среднем экскаваторы находятся в работе 240-280 дней в году (табл. 23).

Средние фактические значения производительности экскаваторов на железорудных и марганцевых карьерах Украины приведены в табл. 24.

Максимальная годовая производительность экскаваторов зна­чительно выше средней. Наибольшая годовая производительность экскаватора ЭКГ-4,6 на карьере ЮГОКа в 1968 г. составила на руде 1200 тыс. м 3 , против средней по карьеру 917 тыс. м 3 .

Определяющими элементами передовых методов работы маши­нистов экскаваторов являются:

тщательный уход за экскаватором и содержание его в исправном состоянии;

рациональное распложение экскаваторов в забое, обеспечива­ющее быстрое наполнение ковша, минимальный угол поворота при разгрузке и наименьшее число передвижек экскаватора;

применение эффективных приемов черпания и совмещение во времени отдельных операций рабочего цикла.

Потребность в услугах спецтехники возникает практически в каждой отрасли хозяйственной деятельности или в частных нуждах. Разовое использование экскаватора не предполагает его покупку, поэтому можно воспользоваться услугами экскаватора, нанятого в аренду. Для расчета стоимости услуг используется показатель производительности экскаватора, которая имеет значение при выборе техники для выполнения определенных работ, учитывая их срочность и объемы.

Что такое производительность экскаватора

Основной функцией экскаватора являются работы, связанные с выработкой грунта, перемещение до места выгрузки и формирование насыпи или выгрузка. Для расчета производительности экскаватора рассчитывается с учетом всех переменных и постоянных показателей в его работе. Производительность экскаватора – это объем и количество работ, которые он может выполнить за установленный временной промежуток.

Полный цикл работы экскаватора заключается в выполнении следующих этапов:

• опускание ковша;
• разработка грунта;
• набор грунта в ковш;
• подъем нагруженного ковша;
• поворот с перемещением груза на точку выгрузки;
• выгрузка грунта;
• возвращение ковша на исходную позицию для дальнейшей работы.

Экскаватор может выполнять и другие виды работ, но основная суть цикла сохраняется.

Для более детального расчета производительности учитывается множество переменных показателей, на основе которых составляются формулы. При вычислении производительности экскаватора учитываются следующие переменные показатели и характеристики:

• объем ковша;
• количество циклов за промежуток времени;
• коэффициент разрыхления грунта;
• коэффициент размера разработки;
• коэффициент эксплуатации машины.

Продолжительность одного полного цикла работ экскаватора занимает несколько секунд. При расчете производительности выполняется расчет количества циклов в час. Итоговый результат выражается в м3/час, что является стандартом при расчете производительности экскаватора и дальнейшего перевода этого показателя для перевода в интервал смены.

Как проводится расчет производительности

Расчеты эффективности экскаваторной техники не могут быть однозначны и учесть все переменные, влияющие на результат.

Поэтому принято различать три следующих типа производительности:

• Теоретическая (конструктивная) – расчет объема работ, которые совершает экскаватор за час без учета простоя и остановок. Это идеальный расчет на бумаге без учета дополнительных переменных коэффициентов. Вычисляется по формуле: Wтеор= Q/Тц, где Q – объем ковша в м3, Тц – минимальная продолжительность цикла в часах.
• Техническая – расчет наибольшего объема работ с учетом условий выработки, состояния грунта и квалификация машиниста. Вычисляется по формуле: Wтех= Q x Kн/Тцт х Кр, где Q – объем ковша, Тцт – продолжительность цикла работ, Kн – коэффициент наполнения ковша, Кр – коэффициент рыхления почвы.
• Эксплуатационная – используется для назначения норм и проведения общих расчетов. В расчетах добавляется коэффициент эксплуатации машины. Это наиболее приближенный к реальным показателям производительности расчет, который всегда будет ниже теоретической или технической производительности.

По итогам эксплуатационной производительности можно произвести расчет эффективности за определенный временной промежуток – смену, месяц или год. В таких расчетах учитывается потеря времени на транспортировку, обслуживание и ремонт техники. На практике, итоговые показатели производительности экскаваторов превышают предварительные расчеты и установленные нормы.

Стоимость услуг экскаватора

Экскаваторы являются наиболее востребованной арендуемой техникой. Для эксплуатации экскаваторной техники характерно наличие разных по уровню условий и задач. Поэтому для расчета стоимости аренды техники, необходимо учесть ряд факторов, влияющих на формирование цены услуги, а именно:

• затраты на горюче-смазочные материалы;
• оплата труда машиниста экскаватора;
• время суток выполнения работ;
• вид работ;
• условия эксплуатации;
• тип машины: колесный или гусеничный экскаватор;
• технические характеристики: объем ковша, глубина копания и др);
• использование дополнительного оборудования, например, гидромолота.

Например, стоимость аренды колесного экскаватора будет намного ниже гусеничного, учитывая отсутствие расходов на технику для транспортировки машины. Но при этом производительность колесных экскаваторов в тяжелых условиях эксплуатации гораздо ниже.

Парки спецтехники, предлагая услуги экскаватора, указывают цену за час работы. При этом эта цифра не однозначна и может варьироваться в зависимости от модели экскаватора, длительности работ на одном объекте, сюда включается также необходимость машиниста-специалиста и удаленность от автопарка. Например, стоимость рабочей смены экскаватора может быть в итоге ниже, чем почасовые услуги. На некоторые машины установлен не только тариф из расчета стоимости экскаватора в час, но и ограниченная смена, например, не менее нескольких часов.

В России услуга экскаватора ЭО-2126 предполагает эксплуатацию не менее 4 часов с почасовой оплатой от 900 рублей. Более мощный колесный экскаватор Hyundai R170W обойдется в 1300 рублей/час. Аренда гусеничной техники начинается от 1200 рублей/час и выше, в зависимости от производителя, класса и технических характеристик машины.

Видео