Б. Розрахунок параметрів забою.

Підбір екскаватора «пряма лопата» для розробки котловану.

А. Загальні положення.

Б. Розрахунок параметрів забою.

 

Завдання на практичне заняття.

 

Вибір землерийної машини (екскаватора), залежить від багатьох чинників: виду виїмки, її розмірів, виду грунту, обсягів робіт і т.д. У прикладах, наведених нижче, ми торкнемося вплив цих факторів на вибір машини.

Завданням буде підбір екскаваторів для розробки тих виїмок, які були розраховані в практичному занятті 3, тобто для траншеї і котловану.

 

Підбір екскаватора для розробки траншеї.

А. Загальні положення.

Нагадаємо основні параметри нашої земляної споруди - траншеї:

 

- ширина траншеї по верху В = 7,73м;

- максимальна глибина траншеї Нк = 4,12м;

- максимальна висота відвалу hотв = 4,66м;

- максимальна загальна ширина забою 13,4м;

- обсяг грунту, що підлягає розробці екскаватором - 10 250м3;

- обсяг грунту для зворотної засипки - 9316м3 (грунт в відвалах);

- обсяг грунту, що підлягає вивезенню - 1040м3.

Розробку грунту в траншеях виробляють екскаваторами «зворотна лопата» і «драглайн». Характеристики екскаваторів наведені в табл. 4.1 і 4.2).

Табл. 4.1. Технічні характеристики екскаваторів зворотна лопата

Табл. 4.2. Технічні характеристики екскаваторів драглайн

Аналізуючи норми витрат машинного часу на розробку грунту екскаваторами з різним обладнанням, переконуємося, що кращими показниками володіють екскаватори зворотна лопата з гідравлічним управлінням.

Приймемо для прикладу екскаватор Е-3322. Ємність ковша q залежить від типу грунту: чим грунт твердіше, тим q приймається менше. Нижче наведені параметри

Е-3322 з q=0,5м ³

 

- найбільша глибина копання при розробці траншеї дорівнює 5м.

- найбільший радіус копання (різання) – R max = 8,2 м.

- найбільший радіус вивантаження – R вив = 6,4 м

 - найбільша висота вивантаження – h вив = 5,3 м.

- довжина опорної бази (l ход) – 3,2 м..

Можлива довжина пересування екскаватора в процесі роботи складе:
Приймаємо Де R^прmax – максимальний практичний радіус різання по дну траншеї:
R^прmax= Rp – mh = 8,2 – 0,5 ×4,12 = 6,14 м	(4.2)
R^прmin – мінімальний практичний радіус різання

Де lход - довжина ходової частини

Величина l п повинна бути в межах 0,5…3 м.

Можливе відстань від осі екскаватора до верхньої бровки бічного укосу В₁ становить:

Виходячи з того, що ширина траншеї в максимальному перерізі становить 7,73 м, приймаємо бічну проходку екскаватора при русі по верхній брівці.

При відстані відвалу від виїмки 1м і розмірі половини його ширини (при трикутному перетині) необхідний радіус вивантаження R_в складе:

Rв³1+hотв.= 1+ 4,66 = 5,66 м.

Радіус вивантаження прийнятого екскаватора становить 6,4 м, тобто він забезпечує відсипання грунту у відвал.

Отже, приймаємо екскаватор Е-3322 з ємністю ковша q = 0,5 м3, який розробляє траншею бічний проходкою при русі по верхній брівці.

Загальна ширина забою А становить А = 7,73 + 1 +4,66 = 13,39 м. Можлива ширина забою А = В1 + Rв = 8,06 +6,4 = 14,46 >13,39. Схема розробки грунту траншеї дана на рис.4.1

Для прикладу, визначимо продуктивність екскаватора по нормативним даним.

Згідно Е2-1, табл.1, важкий суглинок для одноківшових екскаваторів належить до другої групи. Згідно Е2-1-9 для екскаваторів з гідравлічним приводом для 2-ї групи грунту норма машинного часу при роботі в транспортні засоби (Н^ТРМАШ..ВР) складє 2,8 маш.год. (Е2-1-9 табл.3 п2б), а при роботі на вимету (тобто в відвал) Н _маш ^отв _.вр. =2,3 маш.год.(Е2-1-9 табл.3 п2з).

 

 

Рис. 4.1 - Схема забою при розробці траншеї

Нормативна продуктивність дорівнює:

де а – одиниця виміру, для нас а = 100 м³;

tзм – тривалість робочої зміни, приймаємо tзм = 8 ч.

Тоді,

Та,

Розробка котловану може проводитися екскаваторами з будь-яким навісним обладнанням, але в якості прикладу приймаємо екскаватор «пряма лопата». Характеристики цих екскаваторів наведені в таблиці 4.3

Таблиця 4.3- Технічна характеристика екскаваторів «пряма лопата»

 

Розглянемо можливість розробки грунту лобовою проходкою екскаватора при прямолінійному русі. Необхідна ширина забою (розмір котловану по верху) за даними заняття 3 становить 19,5 м. Максимальна ширина лобової проходки при прямолінійній русі екскаватора становить 1,9 Rp. Аналізуючи дані табл. 4.3 ми бачимо, що необхідному умові задовольняє тільки екскаватор Е-2505 зі радіусом різання до 12 м.

Це дуже потужний екскаватор з ковшем ємністю 2,5 м3, рідко зустрічається в звичайному промислово-цивільному будівництві. Тому слід прийняти менший екскаватор і розробляти грунт лобовою проходкою при русі екскаватора по зигзагу.

З огляду на невеликі обсяги ґрунту, приймаємо дуже поширений тип екскаватора - Е-652Б з характеристиками: ємність ковша із суцільною ріжучою краєм 0,8 м3 з канатним управлінням (гнучка підвіска обладнання); довжина рукояті 4,5 м; кут нахилу стріли 45/65 град; найбільший радіус копання (різання) - 7,8 / 7,2 м; найбільший радіус вивантаження - 7,2 / 6,5 м; найбільша висота вивантаження 4,5 / 5,6 м.

Визначимо довжину робочої пересування l_п.. З одного боку, з формули:

l _П= R^стmax- R^стmin, що для даного екскаватора складе l _П= 7,8 – 2,8 = 5 м. З іншого боку, ефективна робота екскаватора досягається при l _П £ 0,7 Rрук. У нас довжина рукояті Rрук = 4,5 м, отже l _П £ 0,7· 4,5 = 3,15 м. Приймаємо l П = 3 м. Максимальна відстань від стоянки екскаватора до верхньої бровки бічного укосу:

Приймаємо В1 = 6 м. При русі по зигзагу відстань в осях між крайніми стоянками складе:
(4.7) Схема розробки котловану представлена на рис. 4.2
Продуктивність екскаватора:
Пэ.см = 60 tсмq nт Ке Кв, м^3/см					(4.8)
Технічне кількість циклів екскавації в хвилину складе:

nт = n^нт Кα,

де

– n^нт з таблиці 4.4 приймаємо рівним 2.5.

- зі схеми забою (рис. 4.2) можна припустити, що середній кут між місцем набору грунту і кузовом самоскида становить приблизно 900. Тоді з таблиці 4.5 значення коефіцієнта Кα = 1,1;

nт = 2,5 ·1,1 = 2,75

Коефіцієнт використання місткості ковша екскаватора К_е з таблиці 4.6 складе 0,95

Значення коефіцієнта використання екскаватора за часом К_в приймаємо рівним 0,9.

Таблиця 4.4- Приблизна кількість циклів екскавації за 1 хв

Таблиця 4.5.- Значення коефіцієнта Кa

Таблиця 4.6- Наближені значення коефіцієнта використання ємності ковша екскаватора Ке

Рис. 4.2 Схема розробки котловану лобовим забоєм при русі екскаватора по зигзагу

Таким чином:

Пэ.см = 60 · 8 · 0,8 · 2,75 · 0,95 · 0,9 =903 м³/см.

Примітка. Згідно ЕНіР Е2-1-7 табл.3 п 3б продуктивність складає 633 м3 / см. Збільшення продуктивності при розрахунку за формулою досягається за рахунок раціонального розміщення автотранспорту під навантаження (зменшується кут повороту α), зниження втрат часу на організацію робіт (збільшується Кв), поліпшення організації забою в частині зменшення l _п (підвищується n_т) і, нарешті, за рахунок розрахункової висоти забою (3,3 м), тобто значно вище мінімальної (табл. 4.7), що забезпечує заповнення ковша за одне черпання.

Таблиця 4.7 - Найменша висота забою, м, що забезпечує наповнення ковша екскаватора з «шапкою» при розробці грунту з прямою лопатою