О. Е. Пантюхов (стр. 7 из 16)

Экскаваторы. Экскаваторы – это землеройные машины, предназначенные для разработки грунта и его перемещения для выгрузки в отвал или в транспортные средства (таблица 5).

Таблица 5 – Область эффективного применения экскаваторов и зависимости от

сменного оборудования

Вид сменного оборудования	Вместимость ковша, м3	Область эффективного применения
Прямая лопата Обратная лопата Драглайн Грейфер	0,25–2 0,25–1,00 0,25–1,5 0,35–1,5	Разработка котлованов, траншей с погрузкой в транспорт (в малом количестве – в отвал) при уровне грунтовых вод ниже подошвы разработки Разработка траншей, котлованов с погрузкой грунта в транспорт и в отвал независимо от уровня грунтовых вод Разработка котлованов глубиной до 18 м с погрузкой в транспорт и в отвал независимо от уровня грунтовых вод Разработка глубоких котлованов независимо от уровня грунтовых вод

Рабочий процесс одноковшового экскаватора состоит из рабочего цикла, т. е. разработки и перемещения грунта, и передвижения экскаватора к забою после того, как с места стоянки экскаватора станет неудобно или невозможно продолжать дальнейшую разработку грунта. Во время передвижения экскаватора работа не производится, поэтому время, затрачиваемое на передвижки экскаватора, следует максимально сокращать.

Рабочий цикл экскаватора состоит из следующих операций:

1 Собственно копание грунта (срезание грунта и заполнение им ковша).

2 Выведение ковша с грунтом из забоя, чтобы обеспечить возможность беспрепятственного поворота платформы.

3 Перемещение заполненного грунтом ковша к месту разгрузки, для чего поворачивают или платформу с рабочим оборудованием (у полноповоротных) или только рабочее оборудование (у неполноповоротных машин).

4 Разгрузка грунта из ковша в отвал или транспортное средство.

5 Перемещение ковша (поворот платформы) к забою.

6 Опускание ковша для подготовки к следующей операции копания.

Производительность экскаватора. Различают теоретическую (конструктивную), техническую и эксплуатационную производительность экскаватора П, м³/ч.

Теоретическая производительность экскаватора определяется как произведение геометрической вместимости ковша q на конструктивно возможное (расчетное) число рабочих циклов в n час:

П = qn.

Техническая производительность экскаватора – это наибольшая возможная производительность экскаватора при непрерывной работе в данных конкретных условиях:

П_т = qn_тК_г,

где n_т – наибольшее возможное число циклов в минуту при данных

условиях грунта и забоя;

К_г – коэффициент влияния грунта,

К_г =

К_н;

– коэффициент влияния разрыхления грунта;

К_н – коэффициент наполнения ковша (таблица 6).

Таблица 6 – Минимальные значения коэффициента наполнения ковша Кн
Наименование грунта	Категория грунта	Кн
		для лопаты	для драглайна
Песок и гравий, щебень и хорошо взорванная скала	I, V, VI	0,95–1,02	0,80–0,90
Песок и гравий влажные	I, II	1,15–1,23	1,10–1,20
Суглинок	II	1,05–1,12	0,80–1,00
Суглинок влажный	II	1,20–1,32	1,15–1,25
Глина:
средняя	III	1,08–1,18	0,98–1,06
влажная	III	1,30–1,50	1,18–1,28
тяжелая	IV	1,00–1,10	0,95–1,00
влажная	IV	1,25–1,40	1,10–1,20

Коэффициент влияния разрыхления грунта зависит от степени его разрыхления, он обратно пропорционален коэффициенту разрыхления грунта:

= 1 / К_р.

Значения коэффициентов К_р, К'_р в зависимости от категории грунта:

Категория грунта	I	II	III	IV	V и VI
Кр	1,15 0,87	1,20 0,83	1,25 0,80	1,33 0,75	1,43 0,70

Таким образом,

П_т = 60qn_тК_н / К_р.

Эксплуатационная производительность, в отличие от технической, учитывает использование экскаватора по времени и квалификацию машиниста, т. е. степень организации экскаваторных работ и умение машиниста владеть машиной.

Эксплуатационная производительность может быть часовой, сменной, месячной, годовой:

П_э = П_тК_вК_м,

где К_в – коэффициент, учитывающий использование экскаватора по времени;

К_м – коэффициент, учитывающий квалификацию машиниста.

При определении коэффициента К_в учитывают только те задержки, которые неизбежны при работе экскаватора: передвижки в забое, время на техническое обслуживание и т. п. При работе в транспорт К_в = 0,7 ... 0,75; при работе в отвал К_в = 0,8 ... 0,93.

Коэффициент, учитывающий квалификацию машиниста для строительных универсальных экскаваторов, принимают равным 0,86.

Рассматривая такой показатель, как n_т – наибольшее возможное число циклов в минуту (n_т = 60 / t_ц), следует иметь в виду, что продолжительность цикла t_ц зависит от множества факторов, в том числе от вместимости ковша:

t_ц = t_к + t_п + t_в + t_п.з,

где t_к – продолжительность копания, равная 6–10 с;

t_п – продолжительность поворота на выгрузку, равная 7–11 с;

t_в – продолжительность выгрузки, равная 1–3 с;

t_п.з – продолжительность поворота в забой, равная 7–10 с.

Скреперы. Скреперы являются землеройно-транспортными машинами, предназначенными для послойного (горизонтальными слоями) копания грунтов, транспортирования и отсыпки их в земляные сооружения слоями заданной толщины.

Кроме того, при движении по насыпям скреперы своими колёсами уплотняют отсыпанные слои грунта, благодаря чему сокращается потребность в специальных грунтоуплотняющих машинах.

Скреперы используют для разработки разнообразных грунтов I–III категорий: от чернозёма и песка до тяжёлых глин. Очень плотные грунты предварительно разрабатывают рыхлителями.

Применение скреперов определяется дальностью возки грунта (таблица 7).

Таблица 7 – Область эффективного применения скреперов в зависимости

от дальности транспортирования и вместимости ковша

Скреперы	Вместимость ковша, м3	Дальность перемещения грунта, м
Прицепные	3–4,5 6–7	До 250 350
Самоходные	8–10 15 4,5–8 15 15–25	500 До 800–1000 До 1500 2500 3000

Увеличению производительности и эффективности работы скреперов способствует создание самоходных машин повышенной мощности с двумя двигателями (дополнительный служит для привода задних колес скрепера), а также применение самоходных скреперных поездов из двух или трёх скреперов, загружаемых поочерёдно.

Некоторые модели скреперов с гидравлическим управлением оснащаются системой «Стабилоплан» для автоматической стабилизации положения ковшов при планировочных работах. Эта система дает возможность автоматически выдерживать заданный уклон продольного профиля планируемой поверхности.

Производительность скрепера. Эксплуатационная производительность скрепера, м³/ч, в плотном теле

П_э = qnК_нК_в/К_р,

где q – вместимость ковша скрепера, м³;

n – число циклов в час,

n = 3600/ t_ц;

t_ц – продолжительность одного рабочего цикла скрепера, с,