Расчет эксплуатационных показателей автомобилей-самосвалов и экскаваторов для определения оптимальных условий их совместной работы

 

Содержание

 

 

Цель работы

Научиться применять методику расчета эксплуатационных показателей автомобилей-самосвалов и экскаваторов для определения оптимальных условий их совместной работы по вывозу навалочного груза из карьера.

 

Содержание работы

Подобрать для заданной марки автомобиля рациональную модель экскаватора.

Определить необходимое количество автомобилей-самосвалов и экскаваторов для выполнения заданного суточного объема работ по перевозке навалочного груза.

Согласовать работу экскаваторов и автомобилей-самосвалов таким образом, чтобы она была бесперебойной.

По результатам расчетов построить графики зависимостей количества автомобилей самосвалов (экскаваторов) и их производительности от времени простоя под погрузкой (в ожидании прибытия автомобилей).

Сделать вывод, в котором указать при каких эксплуатационных показателях работы автомобилей-самосвалов и экскаваторов их совместная деятельность по вывозу навалочного груза из карьера (для заданных условий) будет оптимальной.

Таблица 1

Характеристика груза

Наименование груза	Навалочная плотность , т/м³	Рекомендуемый коэффициент наполнения ковша
Щебень	1,32-2,0	0,50-0,65

Таблица 2

Характеристика автомобилей-самосвалов

Марка автомобиля	Номинальная грузоподъемность , т	Емкость кузова , м³
КрАЗ-256В1	12	6,00
ЗИЛ-ММЗ-554М	5,50	3,00
ЗИЛ-ММЗ-4502	5,80	3,70
КамАЗ-5511	10,00	7,20
КамАЗ-55102	7,00	6,20
МАЗ-5549	8,00	5,70
Татра-138S1	12,70	5,60

 

 

Таблица 3

Характеристика экскаваторов

Марка экскаватора	Вместимость ковша , м³	Время цикла погрузки , с
ЭКГ-2у	2,0	26,5
ЭО-4121	0,65	23,5
ЭО-5122	1,0	24,0
ЭО-6122	3,2	22,0
ЭО-7163	2,5	32,0
ЭО-3211	0,4	19,0
ЭО-2621А	0,3	15,0
Э-1251Б	1,5	23,0
Э-1252Б	1,2	32,0
ЭКГ-4,6Б	4,6	28,0
ЭКГ-6,3ус	6,3	30,0
Э0-3222А	0,5	19,5

 

 

Теоретическая часть

Основным средством механизированной погрузки наволочных грузов в карьерах являются экскаваторы, а перевозка данных грузов выполняется автомобилями-самосвалами и саморазгружающимися автопоездами.

Для организации высокопроизводительной работы автомобилей-самосвалов и экскаваторов необходимо выполнить следующие условия.

1. Правильно выбрать модель экскаватора и автомобиля-самосвала для их совместной работы.
2. Рассчитать необходимое количество автомобилей-самосвалов и экскаваторов для выполнения заданного объема работ по перевозкам навалочных грузов.
3. Согласовать работу экскаваторов и автомобилей-самосвалов таким образом, чтобы она была бесперебойной.

 

1. Выбор модели экскаватора (автомобиля-самосвала)

При выборе экскаватора (автомобиля-самосвала) необходимо учитывать следующее:

соотношение между вместимостью ковша экскаватора и емкостью кузова автомобиля-самосвала, которое оценивается количеством ковшей, загружаемых в автомобиль, m;

коэффициент использования статической грузоподъемности автомобиля-самосвала ;

соотношение между фактическим и нормированным временем простоя под погрузкой одного автомобиля-самосвала;

себестоимость выполнения погрузочных операций (в данной лабораторной работе не рассматривается).

Остановимся подробнее на перечисленных выше критериях, оказывающих влияние на выбор модели экскаватора.

Количество ковшей, загружаемых в автомобиль-самосвал, определяется методом подбора, при последовательной подстановке объемов ковшей экскаваторов: - при выборе экскаватора или паспортных емкостей кузовов автомобилей-самосвалов; - при выборе автомобилей-самосвалов, приведенных в справочной литературе (см. табл. 3 и табл. 2 соответственно), в выражение

                                  ,                                              (1)

где - коэффициент наполнения ковша экскаватора (табл. 1).

Полученное после вычислений по формуле (1) число ковшей, загружаемых в автомобиль-самосвал, округляется до целого числа , оно должно находиться в пределах от трех до шести ковшей ( <3 – приводит к увеличению динамических нагрузок на ходовую часть и шасси автомобиля, а >6 – к неоправданному росту времени простоя автомобиля под погрузкой). Однако бывают случаи, когда практически невозможно обеспечить полную загрузку автомобиля-самосвала даже шестью ковшами. Тогда при выборе экскаватора (автомобиля-самосвала) ориентируются не на количество ковшей, а на время погрузки, которое не должно превышать величины ее нормированного значения , [см. выражение (3)].

Статический коэффициент использования грузоподъемности автомобиля- самосвала определяется при их совместной работе с экскаваторами, которые обеспечивают их загрузку 3-6 ковшами по выражению

                                   ,                                        (2)          

где - навалочная плотность груза, т/м³ (см. табл.1);

       - номинальная (паспортная) грузоподъемность автомобиля-самосвала, т (см. табл. 2).

Величина должна находиться в пределах (1 0,1), что служит критерием правильности выбора модели экскаватора.

Примечание. При погрузке грузов с невысокой навалочной плотностью может быть снижена до 0,8.

При погрузке навалочных грузов следует проверить возможность загрузки автомобиля-самосвала с “шапкой”. Это особенно важно при < 1 “Шапка” навалочного груза над поверхностью кузова автомобиля обычно образуется добавлением в него одного- двух дополнительных ковшей при сохранении условия 1,1.

Проверка соотношения фактического и нормативного времени простоя автомобиля-самосвала под погрузкой выполняется по соотношению

                                          ,                                            (3)

где - время цикла работы экскаватора, с (см. табл. 3);

       - нормированное время простоя автомобиля под погрузкой, мин (см. табл. 4).

Совместно могут работать те экскаваторы с автомобилями-самосвалами, которые удовлетворяют вышеприведенным критериям.

Для автомобиля-самосвала Татра-138S1 выбираем подходящий экскаватор из табл. 3. Пример расчета для экскаватора  ЭКГ-2у:

.

Аналогично определяем для остальных экскаваторов из табл.3. Результаты расчетов представим в виде табл.5

Таблица 5

Марка экскаватора	Число ковшей , загружаемых в автомобиль-самосвал Татра-138S1
ЭКГ-2у	5
ЭО-4121	17
ЭО-5122	11
ЭО-6121	3
ЭО-7163	4
ЭО-3211	28
ЭО-2621А	37
Э-1251Б	7
Э-1252Б	9
ЭКГ-4,6Б	2
ЭКГ-6,3ус	1
Э0-3222А	22

Жирным цветом выделены наиболее предпочтительные для дальнейшего расчета экскаваторы

1. Татра-138S1и  ЭКГ-2у:

.

2. Татра-138S1и  ЭО-6121:

.

3. Татра-138S1и  ЭО-7163:

.

На данном этапе расчетов мы получили 3 наиболее подходящих экскаватора для совместной работы с автомобилем-самосвалом Татра-138S1 (они выделены жирным цветом). Но нам необходимо  выбрать одну единственную пару.

Так как продолжительность загрузки кузова автомобиля-самосвала Татра-138S1 экскаватором ЭО-6121 на 22 с меньше, чем у других, то мы выбираем его.

Таким образом, мы выбрали и  Татра-138S1 и ЭО-6121.

Теперь из табл. 3 выбираем любой другой экскаватор (пусть это будет ЭО-7163) и для него будем подбирать наиболее подходящий автомобиль-самосвал из табл. 2 по выше изложенному алгоритму.

Пример расчета для автомобиля-самосвала ЗИЛ-ММЗ-554М:

Аналогично определяем для остальных автомобилей-самосвалов из табл.2. Результаты расчетов представим в виде табл.6

Таблица 6

Марка автомобиля-самосвала	Число ковшей , загружаемых в автомобиль-самосвал  экскаватором ЭО-7163
ЗИЛ-ММЗ-554М	2
ЗИЛ-ММЗ-4502	2
КамАЗ-5511	3
КамАЗ-55102	3
МАЗ-5549	3
Татра-148S1М	4

Жирным цветом выделены наиболее предпочтительные для дальнейшего расчета автомобили-самосвалы

 

 

1. ЭО-7163 и КамАЗ-5511:

.

ЭО-7163 и КамАЗ-55102:

ЭО-7163 и МАЗ-5549:

.

2. ЭО-7163 и Татра-148S1М:

.

 

Выбираем  ЭО-7163 и КамАЗ-55102:

, т.к. производительность этой пары  выше, чем у ЭО-7163 и КамАЗ-5549.

В итоге у нас получилось две пары экскаваторов и автомобилей-самосвалов:

ЭО-7163 и КамАЗ-55102

        ЭО-6121 и Татра-138S1

2. Определение количества экскаваторов  и автомобилей-самосвалов

Количество экскаваторов , необходимое для выполнения суточного объема работ по погрузке навалочного груза, рассчитывается по выражению

                                                           ,                                      (4)

где - суточный объем работ, т   (   =  2000  +  150*N,  где  N  – номер варианта;

                   = 2000 + 150*14 = 4100 т);

       -   коэффициент    неравномерности    прибытия   автомобилей-самосвалов   под

                 погрузку. При расчетах принимать  равным 1,08;

       - эксплуатационная производительность экскаватора, т/ч;

       - время рабочей смены экскаватора. В расчетах  принимать равным 8,2 часа;

       - количество рабочих смен в сутки. В расчетах принимать равным двум.

Полученное значение округляется до целого числа .