Визначення продуктивності одноківшового екскаватора

Продуктивність екскаваторів являється одним із основних техніко–економічних показників який характеризує їх технічний рівень.

До основних факторів, що впливають на продуктивність екскаватора, відносять наступні:

– труднощі розробки гірської маси, що оцінюється категорією породи та її станом;

– параметри вибою, що впливають на ступінь наповнення ковша;

– технічні дані, стан і конструктивно–виробнича надійність екскаватора;

– кваліфікація машиніста;

– організація робіт, що залежить від достатньої кількості транспортних засобів, стану доріг і т.д.

Паспортна (теоретична) годинна продуктивність (метрів кубічних на годину) одноківшового екскаватора

,

де – конструктивно – розрахункове число циклів у хвилину при повороті екскаватора на кут 90°, хв.^–1;

– місткість ковша, м³.

Число циклів у хвилину можна визначити експериментально і розрахунковим шляхом, для чого необхідно визначити складові елементи циклу, а також в попередніх розрахунках можна орієнтуватися на число циклів в аналогічних конструкціях. Теоретична тривалість одного циклу при відомому куту повороту екскаватора складає:

,

де – тривалість зачерпування ґрунту, с;

– час повороту екскаватора до місця розвантаження, с;

– час розвантаження, с;

– час повороту у вибій, с;

– час опускання рукояті у вибій, с.

Машиністи високої кваліфікації можуть об’єднувати деякі операції, тим самим скорочуючи час циклу. У загальному випадку час циклу визначається по формулі:

,

де – тривалість окремих операцій, с.

Для кутів повороту екскаватора на розвантаження, відмінних від 90° час циклу необхідно помножити на коефіцієнт корегування циклу , дані для інших кутів наведені в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 – Значення коефіцієнту корегування циклу для окремих кутів повороту екскаватора

Значення коефіцієнту	0,794	0,864	0,935	1,0	1,135	1,265	1,405
Фактичний кут повороту ОЕ, град.	45°	60°	75°	90°	120°	150°	180°

Число циклів у хвилину визначиться:

,

де – час одного циклу, с.

Годинна технічна продуктивність – це максимальна продуктивність для даного екскаватора при його безперервній роботі в конкретнім забої протягом однієї години:

,

де і – коефіцієнти, що враховують вплив породи і параметрів вибою на тривалість циклу;

=0,98...1,2 – менше значення береться для сипучих ґрунтів.

У залежності від висоти вибою коефіцієнт наповнення ковша можна визначити за залежністю [__]:

,

де – висота вибою, м;

, – ширина і товщина стружки, м;

– коефіцієнт розпушення породи;

– місткість ковша, м³.

Коефіцієнт розпушення породи визначається:

.

Коефіцієнт вибою враховує вимушені перерви в роботі пов’язані з маневруванням (пересуванням) екскаватора в процесі виробки ґрунту з одного місця установки:

,

де , – тривалість безперервної роботи екскаватора з одного місця стояння при одному напрямку руху робочого органа () і тривалість одного пересування (), c.

З урахуванням вище приведених формул:

_.

Експлуатаційна змінна продуктивність

,

де – тривалість зміни, год.;

– коефіцієнт використання екскаватора в часі.

,

де – коефіцієнт надійності, для одноківшевого екскаватора,

– тривалість перерв в роботі екскаватора, год.

Для одноківшевих екскаваторів можна прийняти .

Добова експлуатаційна продуктивність в метрах кубічних на добу визначається в залежності від кількості змін:

,

де – число змін у добу.

В більшій мірі характеристикою організації робіт на конкретних підприємствах є річна продуктивність :

,

де – число робочих змін у рік.

Число робочих змін для підприємств України можна приблизно визначити в залежності від місткості ковша і характеру роботи по приведеній таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 – Рекомендоване число робочих змін для одноківшевих екскаваторів на території України

Місткість ковша, м3	Безперервна робота в 3 зміни	Робота з перервами і одним вихідним
в дві зміни	в три зміни
Механічні лопати
до 5	800...820	475...485	680...700
до 8	785...795	470...475	665...680
>12	770...780	465...470	655...670
Драглайни
до 6	800...820	475...485	680...700
до 10	750...770	460...465	640...650
	730...735	540...545	755...765
>20	680...685	520...525	715...725

Річну продуктивність екскаватора можна визначити і за формулою

,

де – число днів у році:

,

де – число святкових днів у році;

– число змушених днів–простоїв у році;

, – число днів, необхідних для ремонтів машини, і вихідних.

Основні напрямки підвищення продуктивності одноківшових екскаваторів наступні:

– зменшення тривалості одного циклу роботи екскаватора за рахунок підвищення швидкостей виконавчих механізмів та суміщення (поєднання) окремих операцій циклу (наприклад, поворот платформи з опусканням або підніманням ковша та ін.);

– забезпечення оптимального значення коефіцієнта наповнення ковша та збереження транспортуючого ґрунту;

– зниження простоїв екскаваторів за рахунок організаційних заходів та удосконалення обслуговування і ремонтів.