AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA

im. Stanisława Staszica

w Krakowie

PROJEKT

Dobór parametrów technologicznych pracy koparki wielonaczyniowej kołowej.

Sławomir Liszka

III GIG niestacjonarne

Grupa 1

Kraków 2010

Temat projektu:

Dobór parametrów technologicznych pracy koparki wielonaczyniowej kołowej.

Cel projektu:

Opracowanie modelu technologicznego urabiania z określeniem najważniejszych

charakterystycznych punktów i wartości opisujących prace koparki przy odpowiednich danych. Poznanie idei pracy koparki, jej parametrów przy urabianiu.

Dane projektowe:

• średnia wysokość piętra H = 46 [m]

• kąt nachylenia skarpy czołowej i bocznej αc = αb = 55 [º] (zmiana na 54⁰)

• odległość ograniczająca dojazd koparki do czoła skarpy mierzona w osi trasy koparki od czołowego gabarytu do dolnej krawędzi skarpy czołowej f = 9,2 [m]

• krańcowy wewn. kąt obrotu wysięgnika urabiającego na górnym stopniu Ψwg = 45 [º]

• krańcowy zewn. kąt obrotu wysięgnika urabiającego na dolnym stopniu Ψzd = 45 [º]

• materiał urabiany - glina zwałowa

• współczynnik strat związanych z ruchem manewrowym βm = 0,85

• współczynnik uwzględniający inne czynności wpływające okresowo na zmniejszenie wydajności βx = 1

• współczynnik strat związanych z nieregularnością frontu roboczego βt = 0,97

• współczynnik strat losowych βl = 0,95

1. Obliczenie wydajności koparki

• Wydajność teoretyczna

Q_t = 60
[m³/godz]

Q_t = 11040 [m³/godz]

• Wydajność techniczna

Q_tech = Q_t
[m³/godz]

gdzie:

k_w - współczynnik wypełnienia czerpaka; dla gliny zwałowej k_w = 0,75

k_r - współczynnik rozluzowania urobku; dla gliny zwałowej k_r = 1,4

Q_tech = 5914,2857 [m³/godz]

• Wydajność efektywna

Q_ef = Q_tech

[m³/godz]

Q_ef = 5027,14 [m³/godz]

• Wydajność ruchowa (eksploatacyjna)

Q_r = Q_ef
[m³/godz]

Q_r = 4632,51 [m³/godz]

V- pojemność czerpaka

n- ilość wysypów/min

kw- wsp. wypełnienia czerpaka

kr wsp. rozluzowania czerpaka

βm- wsp strat związany z ruchem manewrowym

βx- wsp uwzględniający inne czynności wpływajace na zmniejszenie wydajności

βt- wsp strat związanych z nieregularnością frontu roboczego

βl- straty losowe

Dobór koparki na podstawie wysokości zabierki H

Dane wejściowe:

• Rodzaj urabianej skały - glina zwałowa

• Średnia miąższość warstwy przeznaczonej do urabiania

• H = 46 [m]

Do wyżej wymienionych danych została dobrana koparka wielonaczyniowa SchRs 4000*50 posiadająca następujące parametry:

Wyszczególnienie	Symbol	SchRs 4000*50
Wydajność teoretyczna [m^3/godz]	Q.	11000
Wysokość urabiania [m]	H	50
Pojemność czerpaków [m^3]	V	4
Średnica koła naczyniowego [m]	D	17,3
Liczba czerpaków [sztuk]		16
liczba wysypów [1/min]	N	46
Prędkość kopania [m/s]		2,6
Graniczny kąt przyłożenia koła	K
- prawy		55
- lewy		50
Głębokość urabiania [m]	Hd	18
Maksymalny wznios osi koła ponad poziom roboczy [m]	Hrmax	46,54
Wysokość zawieszenia osi przegubu wysiegnika [m]	Y	21
Długość wysięgnika [m] .	K	72
Odległość zawieszenia przegubu wysięgnika od osi obrotu	E	3,5
Gabaryty podwozia
długość[m]	2F	40,3
szerokość [m] , .	2E	30,5
Prędkość jazdy [m/min]		1.8-9

2. Określenie parametrów technologii pracy koparki wielonaczyniowej

1. Podstawowe dane technologiczne koparki

Promień urabiania koparki w położeniu koła naczyniowego na wysokości h_rmax

P_hrmax =
+ e [m]

P_hrmax =
+ 3,5 = 70,82 [m]

Promień urabiania koparki w położeniu koła naczyniowego na wysokości H_d

P_Hd = x+e

gdzie: K² = x² + (y+H_d-R)²

x =

P_Hd =
+e

P_Hd =
+3,5 = 68,79 [m]

Kąt położenia wysięgnika w położeniu koła naczyniowego na wysokości h_rmax

Kąt położenia wysięgnika w położeniu koła naczyniowego na wysokości H_d

Maksymalny promień urabiania

P_max = K+e

P_max = 72+3,5 = 75,5 [m]

Promień urabiania na poziomie roboczym

[m]

hrmax- Maksymalny wznios osi koła ponad poziom roboczy
y - Wysokość zawieszenia osi przegubu wysięgnika
k - Długość wysięgnika
Hd - Głębokość urabiania
R - Promień koła naczyniowego

2. Pionowy podział skarpy wyrobiska

Podział piętra na stopnie

Wysokość stopnia h_i zabierki o wysokości H wyznaczona z zależności:

;

D = 17,3 [m]; H = 46 [m]

[m]

D- średnica koła naczyniowego[m]
hi- wysokość stopnia

Z zależności i danych w/w wynika, że zabierka może zostać podzielona na stopnie o równej wysokości. Podział ten wygląda następująco:

h_I = h_g = 11,5 [m]

h_II = 11,5 [m]

h_III = 11,5 [m]

h_IV = h_d = 11,5 [m]

3. Określenie parametrów roboczych koparki przy urabianiu poszczególnych stopni

Wysokość położenia osi koła urabiającego h_ri

Dla stopni równych
Dla stopni różnych

h_rg = (4-1)11,5+8,65 = 43,15 [m]

h_rII = (4-2)11,5+8,65 = 31,65 [m]

h_rIII = (4-3)11,5+8,65 = 20,15 [m]

h_rd = (4-4)11,5+8,65 = 8,65 [m] = R

Promień urabiania koparki na wysokości położenia koła urabiającego h_ri

72,01 [m]

74,71 [m]

74,43 [m]

74,4 [m]

Obliczenia sprawdzające

gdzie: cos(
) - kąt wychylenia wysięgnika przy urabianiu i-tego stopnia [º]

Promień urabiania koparki na wysokości położenia koła urabiającego h_ri (zależność P_i i β_i od wysokości h_ri)

4. Wykonanie skarpy czołowej

Kąt nachylenia skarpy czolowej.
Jest podany i wynosi -	55	[°] - po uzgodnieniu zmiana na 54[°]

Wielkość zabioru

Z_max = min[Z₁;Z₂]

gdzie: Z₁ - wielkość zabioru ograniczona dojazdem koparki do skarpy czołowej [m]

Z₂ - wielkość zabioru ograniczona możliwością zetknięcia się konstrukcji

wysięgnika z krawędzią stopnia [m]




gdzie: F - zewn. Jednostronny gabaryt długości podwozia koparki; F = 20,15 [m]

f - odległość ograniczająca dojazd koparki do czoła skarpy mierzona w osi

trasy koparki od czołowego gabarytu do dolnej krawędzi skarpy czołowej

[m]




Z₂ = x₁ - x₂




gdzie: d - odległość dolnej krawędzi wysięgnika od osi wysięgnika; d = 1 [m]

t - graniczna odległość zbliżenia konstrukcji wysięgnika od krawędzi skarpy

t = 0,5 [m]





po uzgodnionej zmianie


Gdzie:

h_II - wysokość drugiego stopnia [m]


[m]

Z₂=X₁-X₂= 21,88- 0,185= 21,7[m]

Szerokość zabierki




gdzie: B_wg - wewn. górna szerokość zabierki [m]

B_zg - zewn. górna szerokość zabierki [m]













Szerokość zabierki




Zewnętrzna dolna szerokość zabierki







ψwg - krańcowy wewnętrzny kąt obrotu wysięgnika na górnym stopniu.
ψzd - krańcowy zewnętrzny kąt obrotu wysięgnika na dolnym stopniu.




---