Расчет экскаватора-планировщика

Расчет ведется для двух положений: 1- при рабочем оборудовании перед началом копания, 2- при ковше с грунтом в положении, соответствующем началу поворота экскаватора на выгрузку.

 

 

В данном положении экскаватора  проверяем его на устойчивость при  положении рабочего оборудования перед  началом капания. Если экскаватор стоит  на уклоне, то угол повлияет за собой изменение плеча веса пригруза, на величину равную:

 

l_п=l_0-п*sinα,

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.10 – Расположение сил в

первом положении статического расчета 

 

 

 

где l_п – плечо веса прегруза к точке касания опоры с землей, l_0-п – плечо равное длине от точки соприкосновения опоры с землей,

до центра массы прегруза, α – угол отклонения стоянки машины от горизонтальной линии.

 

 

Составив уравнение  равновесия для данной системы вокруг точки соприкосновения опоры  с землей, получим:

Из подсчетов видно, что при данной схеме расположения экскаватора максимальный угол уклона поверхности равен 20,3⁰.

 

Для расчета второго  положения:

Рис. 3.11 – Схема расположения весов механизмов для данного расчетного положения.

 

В случае когда экскаватор будет стоять на уклоне изменится  только составляющая веса прегруза l_п=l_0-п*sinα, остальные показатели останутся неизменными. Записав уравнение равновесия всех сил вокруг точки соприкосновения опоры с землей получим:

После анализа обоих расчетов принимается  максимально возможный угол уклона стоянки экскаватора относительно уровня моря.

Для нашего экскаватор максимальный угол уклона равен 20,3⁰.

 

4. Технологическая схема работ

 

Рис. 4.1 – Схема работы экскаватора в зависимости от расположения рабочего оборудования.

 

Экскаваторы с телескопическим рабочим оборудованием (экскаваторы-планировщики) получают все большее распространение. Основным рабочим движением их является выдвижение и втягивание телескопической стрелы при копании, планировании и транспортировании грунта в ковше после экскавации. Гидравлический привод рабочего оборудования обеспечивает прямолинейное движение рабочего органа при изменении длины телескопической стрелы, подъем и опускание  стрелы, поворот ковша относительно оси его подвески и вокруг продольной оси стрелы, поворот стрелы с рабочим органом в плане.

Экскаваторы с телескопическим  рабочим оборудованием предназначены для производства земляных работ в грунтах I—IV групп и имеют до 30 видов быстросъемных рабочих органов и приспособлений.

К основным видам сменного рабочего оборудовании относятся экскавационные ковши вместимостью 0,25, 0,4 и 0,65 м3, планировочные и погрузочные ковши, отвалы, двухчелюстные захваты и удлинители стрелы..

Малая габаритная высота экскаваторов с телескопическим  рабочим оборудованием позволяет использовать их в труднодоступных местах 
и закрытых помещениях.

Наиболее эффективно эти машины используются при планировании наклонных поверхностей каналов, насыпей и выемок земляного полотна, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора. Поэтому их обычно называют экскаваторами-планировщиками.

Современные экскаваторы-планировщики обеспечивают строительство каналов глубиной до 2,5 м с любым заложением откосов и до 3,5 м с заложением до 1: 1,5.

 

 

5. Определение производительности

 

В зависимости от отношения  объема разработанного грунта ко времени  только цикловых операций или ко времени цикловых и вне цикловых операций различают понятия технической и эксплуатационной производительности.

Техническая производительность характеризует наибольшую работоспособность  одноковшового экскаватора в  условиях данного грунта, забоя или способа его разработки

Эксплуатационной производительностью  учитывается не только условия данного  грунта, забоя или способа разработки, но так же и все остальные условия  производства земляных работ. Она меньше технической и служит основанием для проектирования производства земляных работ и общего расчета экскаватора.

Техническую производительность посчитаем по формуле:

где q_г – средний объем грунта, выдаваемого в конце рабочего цикла, м³;

t_ц – время продолжительности цикла по заполнению ковша, сек;

 

Величина среднего значения объема грунта в ковше отличается от вместимости ковша и ровна:

где k_нап и k_раз – соответственно коэффициенты наполнения ковша и разрыхления грунта.

   

Эксплуатационная производительность экскаватора различается от технической  тем, что во время эксплуатации машина некоторое время находится в  нерабочем состоянии в связи  с необходимостью машиниста на перерывы работы. Поэтому вводится дополнительный коэффициент               k_в – характеризующий использование экскаватора по времени, он всегда меньше единицы что и снижает эксплуатационную производительность.

Чем больше коэффициент k_в – тем выше производительность экскаватора. Поэтому следует экономить время на многократно повторяющиеся цикловые операции, но сокращение не должно нести вред не машине, не человеку оправляющему ей.

 

В расчетах k_в – был принят из расчета, что экскаватор не эксплуатируется на обед машиниста – 1 час и 30 минут на всевозможные нужды.

К сожалению, со временем эксплуатации производительность резко уменьшается и это в основном связано с износом деталей. В данный момент парк машин многих предприятий насчитывает больше 10 единиц машин и агрегатов, которые эксплуатируются несколько часов в день, в связи с этим уменьшается их производительность и многим организациям становится просто не выгодно содержать данную машину у себя в подчинении.

 

 

6. Вопросы безопасности и охраны труда

 

Машинисты экскаваторов одноковшовых (далее - "машинисты") при производстве работ согласно имеющейся квалификации обязаны выполнять требования безопасности, изложенные в "Типовой инструкции по охране труда для работников строительства, промышленности строительных материалов и жилищно-коммунального хозяйства", настоящей типовой инструкции, разработанной с учетом строительных норм и правил Республики Беларусь, а также требования инструкций заводов-изготовителей по эксплуатации управляемых ими экскаваторов.

 

Требования безопасности перед началом работы

 

  1. Перед началом работы машинист обязан:

а) предъявить руководителю удостоверение на право управления экскаватором и пройти инструктаж на рабочем месте с учетом специфики  выполняемых работ;

б) надеть спецодежду, спецобувь  установленного образца;

в) получить задание на выполнение работы у бригадира или  руководителя и вместе с ним осмотреть  месторасположение подземных сооружений и коммуникаций, которые должны быть обозначены флажками или вешками.

  2. После получения задания машинист обязан:

а) произвести ежесменное техническое обслуживание согласно инструкции по эксплуатации экскаватора;

б) перед запуском двигателя  убрать все посторонние предметы на платформе машины и убедиться  в отсутствии их на вращающихся деталях  двигателя;

в) после запуска двигателя опробовать работу механизмов на холостом ходу;

г) перед установкой экскаватора  на место работы убедиться, что грунт  спланирован, экскаватор расположен за пределами призмы обрушения, имеется  достаточное место для маневрирования, уклон местности не превышает допустимый по паспорту экскаватора.

  3. Машинист не должен приступать к работе при следующих нарушениях требований безопасности:

а) неисправности механизмов, а также дефектах металлоконструкций, канатов гидросистемы экскаватора, при которых согласно требованиям инструкции завода-изготовителя запрещается его эксплуатация;

б) несоответствии места  работы экскаватора требованиям  безопасности;

в) наличии в зоне работы экскаватора посторонних людей.

 

Обнаруженные нарушения  требований безопасности должны быть устранены собственными силами, а при невозможности сделать это машинист обязан сообщить о них лицу, ответственному за техническое состояние экскаватора, и руководителю работ.

 

Требования безопасности во время работы

 

  4. Перед началом маневрирования в процессе работы экскаватора машинист обязан убедиться в отсутствии людей в опасной зоне работающего экскаватора, определяемой длиной стрелы и вытянутой рукояти (длиной стрелы и подвеской ковша драглайна).

  5. Во время работы машинисту экскаватора запрещается:

а) производить поворот  платформы, если ковш не извлечен из грунта;

б) планировать грунт, очищать площадку боковым движением  рукояти;

в) очищать, смазывать, регулировать, ремонтировать экскаватор при поднятом ковше;

г) производить какие-либо работы при нахождении людей между забоем и экскаватором;

д) покидать рабочее место  при поднятом ковше.

 

  6. Выполнять работы экскаватором в охранной зоне подземных коммуникаций допускается только при наличии письменного разрешения владельца этих коммуникаций и под непосредственным надзором руководителя работ, а в охранной зоне газопроводов или кабелей, находящихся под электрическим напряжением, кроме того, под наблюдением работников газового или электрического хозяйства.

Выполнять работы в охранной зоне воздушной линии электропередачи допускается при наличии письменного разрешения владельца линии электропередачи, наряда-допуска, определяющего безопасные условия работы, и под надзором руководителя работ.

  7. Работы на участках с патогенным заражением почвы (свалках, скотомогильниках, кладбищах) допускается выполнять при наличии разрешения органов государственного санитарного надзора.

  8. При рыхлении грунта взрывным способом на время выполнения взрывных работ машинист обязан удалить экскаватор от места взрывных работ на расстояние, указанное руководителем работ, но не менее чем на 50 м.

  9. При рыхлении грунта ударными приспособлениями лобовое стекло кабины экскаватора должно быть оборудовано защитной сеткой.

  10. Грунт, извлеченный из котлована или траншеи, следует погружать в транспортные средства или размещать за пределами призмы обрушения. Не допускается разработка грунта методом "подкопа". При разработке грунта экскаватором с прямой лопатой высоту забоя следует определять с таким расчетом, чтобы в процессе работы не образовались "козырьки" из грунта.

  11. Погрузку грунта в автосамосвалы следует осуществлять со стороны заднего бокового борта. Не допускается перемещение ковша экскаватора над кабиной водителя. Погрузка грунта в автосамосвал допускается только при отсутствии в кабине шофера или других людей.

  12. При необходимости очистки ковша машинист экскаватора обязан опустить его на землю и выключить двигатель.

  13. При транспортировании экскаватора с одного объекта на другой на трейлере или платформе нахождение машиниста в кабине экскаватора не допускается. При транспортировании экскаватора своим ходом или на буксире машинист обязан находиться в кабине экскаватора и выполнять при этом требования Правил дорожного движения.

  14. Машинисту экскаватора запрещается:

а) передавать управление лицам, не имеющим соответствующего удостоверения;

б) оставлять экскаватор с работающим двигателем;

в) перевозить в кабине экскаватора посторонних лиц.

При необходимости выхода из кабины экскаватора машинист обязан поставить рычаг переключения скоростей в нейтральное положение и затормозить движение.

 

  15. При техническом обслуживании экскаватора машинист обязан остановить двигатель и снять давление в гидросистеме.

  16. Во время заправки экскаватора горючим машинисту и другим лицам, находящимся вблизи экскаватора, запрещается курить и пользоваться огнем. Разведение огня ближе 50 м от места работы или стоянки экскаватора не допускается.

 

Требования безопасности в аварийных ситуациях 

 

  17. При обнаружении в забое не указанных руководителем кабелей электропередач, трубопроводов, взрывоопасных или других неизвестных предметов работу экскаватора следует незамедлительно остановить до получения разрешения от соответствующих органов надзора.

  18. При просадке или сползании грунта машинисту следует прекратить работу, отъехать от этого места на безопасное расстояние и доложить о случившемся руководителю работ.

 

Требования безопасности по окончании работы

 

  19. По окончании работы машинист обязан:

а) поставить экскаватор на стоянку;

б) опустить ковш на землю;

в) выключить двигатель;

г) закрыть кабину на замок;

д) сообщить руководителю работ и ответственному о состоянии  экскаватора, всех неисправностях, возникших  во время работы.

 

7. Заключение. Основные результаты расчётов.

 

После проведения подсчетов  можно сделать вывод о работе данной машины: данную машину целесообразно  использовать в строительстве для  планирования площадок, откосов, для  трамбования или укатывания асфальтобетонных смесей и во многих других целях. В таблице ниже представлены некоторые показатели данного экскаватора, которые в свою очередь наглядно показывают характеристики данного экскаватора: