Выбор модели экскаватора «обратная лопата»

6.2.1 Рекомендуем выбирать модели экскаватора с гидравлическим приводом с максимальной глубиной копания большей, чем глубины котлованов на 0,5…1 м при связных и на 1…1,5 м при несвязных грунтах и с учетом наибольшей заполняемости ковшей (см. таблицу А.3). При этом следует указывать в КП исполнения выбранных экскаваторов по вместимости ковшей, характеристикам стрел и рукоятей.

6.2.2 Окончательный выбор модели выполняют после проверки возможности его работы «в отвалы» грунта в боковом забое по главным условиям:

- возможности охвата работой с одной стоянки наиболее удаленных точек в зоне разработки (S) и выгрузки в отвал (Т), по рисунку 6.3;

- безопасности работы у бровки откоса.

6.2.3 Возможность охвата крайних точек забоя с отвалом может быть определена графически или по формуле

, (6.5)

где b₁ и b₂ – максимально допустимые расстояния от оси проходки экскаватора до точек резания (S) и отсыпки (Т) грунта (ось проходки по берме показана условно);

В – заложение откоса, м. В = (H_к – h_нед) m₀;

Ш_о – см. формулу (6.2);

Ш_б – см. п. 6.1.8;

b_о – ширина отвала, м. b_о = 2 h_о (см. п. 6.1.8).

Наибольшие величины b₁ и b₂ определяются по формулам

; (6.6)

, (6.7)

где R_n – наибольший радиус копания на уровне подошвы откоса, м;

l_пер – длина рабочей передвижки экскаватора, которую можно принимать по таблице А.4, м;

R_в – наибольший радиус выгрузки грунта на соответствующей высоте, м.

6.2.4 При отсутствии графиков траектории режущей кромки ковша определенной модели «обратной лопаты», с достаточной степенью точности R_n можно определить с использованием графика на рисунке 6.4. Для этого следует рассчитать отношение глубины выемки (Н_к) к максимальной глубине копания грунта экскаватором выбранного исполнения и по нему определить отношение R_n/R^max = N_n, соответствующее вышеописанному условию. Тогда

R_n= R^max× N_n. (6.8)

Например, при глубине котлована Н_к =2 м, при планировании применения экскаватора Э-5015 с вместимостью ковша 0,5 м³ (-Н^max = 4,5 и R^max = =7,3 м) результаты определений следующие:

= 2/4,5 = 0,44. Тогда интервал N_n = 0,88…0,94. Принимаем с гарантией N_n = 0,88, при котором R_n = 7,3× 0,88 = 6,24 м.

6.2.5 Аналогично, с достаточной степенью точности можно определить и R_в с использованием графика на рисунке 6.5*. Для этого следует рассчитать отношение требуемой высоты выгрузки (Н_в) к R^max и по нему определить отношение R_в/ R^max = N_в, соответствующее вышеописанному условию. Тогда

R_в= R^max× N_в. (6.9)

Например, при требуемой высоте выгрузки по высоте отвала Н_в = 2,2 м (экскаватор Э-5015 с = 3,9 м), результаты определений следующие: Н_в / R^max = 2,2/7,3 = 0,30. Тогда, учитывая вместимость ковша менее 1 м³, интервал N_в = 0,67…0,71. Принимаем с гарантией N_в = 0,67, при котором

R_в = 7,3× 0,67 = 4,89 м.**

6.2.6 Безопасность работы обеспечивается при условии

b₁ ≥ B + 1 + B_oK_o, (6.10)

где B – см. в формуле (6.5);

B_o – ширина опорного контура экскаватора, м, составляющая от 2,5…2,9 м до 3,0…3,9 м у экскаваторов с вместимостью ковшей, ____________________________

*Графики на рисунках 6.4 и 6.5 построены по данным восьми исполнений экскаваторов: РС200-7 и ZX200 японского производства; ЕК220-06, ЕК270-05 и ЕК400-05 российского производства.

** При погрузке грунта в автосамосвал высота выгрузки должна быть выше борта кузова не менее чем на 0,5…1 м.

соответственно, от 0,4…1,0 м³ до 1,25…2,5 м³ [6];

 

K_o – коэффициент, учитывающий положение бровки откоса относительно крайней точки опоры – Q.

K_o = 0,5…0,7.*

Nn

 

1, 2 – линии границ максимальных величин R_n / R^max

Рисунок 6.4 – График для определения радиуса резания грунта экскаваторами «обратная лопата» у подошвы откосов, R_n

 

6.2.7 Значительное превышение левой части формулы (6.5) над правой позволяет выгрузку грунта осуществлять на большем радиусе (вместо R_в) в точку Т' (вместо Т), уменьшая угол поворота платформы экскаватора, или смещать ось его пути (см. рисунок 6.3).

6.2.8 Поперечное сечение части котлована, грунт из которой предназначен для перемещения на карту насыпи вначале лобовым, а затем боковым (боковыми) забоем (забоями), приведен на рисунке 6.6. Границы забоев (проходок) определяются рабочими параметрами экскаватора.

6.2.9 Расстояние b₁ определяют по формуле (6.6) с соблюдением условия (6.10), а b₃ в КП можно принимать до 0,75 R₀. Расположение автосамосвала должно отвечать условиям:

- центр кузова должен располагаться по дуге радиуса не более R_в;

____________________________

*Для пневмоколесных экскаваторов следует принимать К_о ≥ 0,7 с учетом расположения выносных опор.

Nв

 

1, 1а – линии границ максимальных величин R_в / R^max для экскаваторов с вместимостью ковшей 0,8…1 м³ (R^max = 8,8…10,0 м); 2, 2а – то же, для экскаваторов с вместимостью ковшей 1,2…1,9 м³ (10,0..11,9 м)

Рисунок 6.5 – График для определения радиуса выгрузки грунта экскаваторами «обратная лопата», R_в

 

1- ось первой проходки экскаватора;

2 - то же, последующих;

3 - линии контуров проходок

 

Рисунок 6.6 – Схема для определения размеров боковых забоев при разработке грунта на перемещение

 

- между окружностью, описываемой хвостовой частью экскаватора, и выступающими частями автосамосвала должен быть интервал шириной не менее 1 м;

- как и экскаватор, автосамосвал должен двигаться и устанавливаться на расстоянии не ближе 1 м от бровок выемок (за пределами призмы обрушения грунта).

 

 

Расчет числа автосамосвалов

6.3.1 Для обеспечения синхронной работы с экскаватором необходимо рассчитать требуемое число автосамосвалов (ас.) – N_a [5]

N_a = t_ца/t_n, (6.11)

где t_ца – время транспортного цикла ас., мин;

t_n – время цикла загрузки кузова ас. грунтом, мин;

t_ца = t_n+2L_ср.a× 60/ V_ср +t_р+t_м; (6.12)

t_n =60V_а× Н. вр. маш ./ 100, (6.13)

где L_ср.a – средняя дальность перевозки грунта ас., км;

V_ср – средняя скорость движения ас. в оба конца (таблица В.3), км/ч;

t_р – продолжительность разгрузки ас., принимаемая 1…2 мин;

t_м – продолжительность маневрирования ас. и технологических перерывов, принимаемая от 2 до 3 мин;

V_а – объем грунта в плотном теле, загружаемого в кузов ас., м³;

Н. вр. маш. – норма машинного времени экскаватора на разработку 100 м³ грунта с погрузкой в ас., маш.-ч (см. таблицу 5.1).

6.3.2 Определение V_а ведут в такой последовательности:

а) по таблицам В.1 и В.2 выбирают марку ас., выписывают его грузоподъемность Ө, т, и вместимость кузова V_ка, м³;

б) определяют объем грунта в плотном теле в ковше экскаватора V_гр, м³

V_гр= V_э×К_н/К_р, (6.14)

где V_э –вместимость ковша экскаватора, м³;

К_н – коэффициент наполнения ковша (для «прямой лопаты» от 1 до 1,25, для «обратной лопаты» от 0,8 до 1, для драглайна от 0,9 до 1,15). С увеличением группы трудности разработки грунта К_н уменьшается. В КП допускается принимать значения коэффициента средние;

К_р – коэффициент первоначального разрыхления грунта (см. таблицу А.2);

в) определяют массу грунта в ковше экскаватора q_кэ, м³

q_кэ=V_гр×γ, (6.15)

где γ – плотность грунта естественного залегания [по ЕНиР Е2-1], т/м³;

г) находят необходимое число ковшей грунта n_к, загружаемых в кузов ас.

n_к= Ө/ q_кэ; (6.16)

д) определяют объем грунта в плотном теле в кузове ас.

V_а= V_гр× n_{к .} (6.17)

6.3.3 В завершение расчетов следует определить заполняемость кузова ас. грунтом, которая не должна превышать вместимость кузова по зависимости:

V_а× К_р≤ V_{ка .} (6.18)