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 = 49 [m]

• kąt nachylenia skarpy czołowej i bocznej αc = αb = 60 [º]

• odległość ograniczająca dojazd koparki do czoła skarpy mierzona w osi trasy koparki od czołowego gabarytu do dolnej krawędzi skarpy czołowej f = 9,8 [m]

• krańcowy wewn. kąt obrotu wysięgnika urabiającego na górnym stopniu Ψwg = 48 [º]

• krańcowy zewn. kąt obrotu wysięgnika urabiającego na dolnym stopniu Ψzd = 48 [º]

• materiał urabiany - piasek

• współczynnik strat związanych z ruchem manewrowym βm = 0,9

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

• współczynnik strat związanych z nieregularnością frontu roboczego βt = 0,95

• współczynnik strat losowych βl = 1

Dane koparki:

1. Obliczenie wydajności koparki

• Wydajność teoretyczna

Q_t = 60
[m³/h]

Q_t = 11040 [m³/h]

• Wydajność techniczna

Q_tech = Q_t
[m³/h]

gdzie: k_w - współczynnik wypełnienia czerpaka; dla piasku k_w = 0,95

k_r - współczynnik rozluzowania urobku; dla piasku k_r = 1,1

Q_tech = 8075 [m³/h]

• Wydajność efektywna

Q_ef = Q_tech

[m³/h]

Q_ef = 7268 [m³/h]

• Wydajność ruchowa (eksploatacyjna)

Q_r = Q_ef
[m³/h]

Q_r = 6904 [m³/h]

Dobór koparki na podstawie wysokości zabierki H

Dane wejściowe:

• Rodzaj urabianej skały - piasek

• Średnia miąższość warstwy przeznaczonej do urabiania

H = 49 [m]

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

• Wydajność teoretyczna: Q_t = 11000 [m³/h]

• Jednostkowe opory kopania: 132 [kN/m]

• Wysokość urabiania: H_max = 50 [m]

• Pojemność czerpaków: V = 4 [m³]

• Średnica koła naczyniowego D = 17,3 [m]

• Liczba czerpaków: 16 [sztuk]

• Liczba wysypów: n = 46 [min^-1]

• Siła obwodowa na kole czerpakowym: 720 [kN]

• Prędkość kopania: 2,6 [m/s]

• Graniczny kąt przyłożenia koła (prawy): κ = 55 [º]

• Graniczny kąt przyłożenia koła (lewy): κ = 50 [º]

• Moc napędów zespołu urabiającego: 3*735 [kW]

• Głębokość urabiania: H_d = 18 [m]

• Maksymalny wznios osi koła ponad poziom roboczy: h_rmax = 46,54 [m]

• Wysokość zawieszenia osi przegubu wysięgnika: y = 21 [m]

• Długość wysięgnika: K = 72 [m]

• Odległość zawieszenia przegubu wysięgnika od osi obrotu: e = 3,5 [m]

• Długość podwozia: 2F = 40,3 [m]

• Szerokość podwozia: 2E = 30,5 [m]

• Prędkość jazdy: 1,8 - 9 [m/min]

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 = 70,8 [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 = 68,8 [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]

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 = 49 [m]

[m]

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

h_I = h_g = 13 [m]

h_II = 12 [m]

h_III = 12 [m]

h_IV = h_d = 12 [m]

3. Określenie parametrów roboczych koparki przy urabianiu poszczególnych stopni

Wysokość położenia osi koła urabiającego h_ri

h_rg = 49-13+8,65 = 44,65 [m]

h_rII = 49-(13+12)+8,65 = 32,65 [m]

h_rIII = 49-(13+12+12)+8,65 = 20,65 [m]

h_rd = 49-(13+12+12+12)+8,65 = 8,65 [m] = R

Promień urabiania koparki na wysokości położenia koła urabiającego h_ri

71,5 [m]

74,6 [m]

75,5 [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

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]

Szerokość zabierki

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

B_zg - zewn. górna szerokość zabierki [m]

Szerokość zabierki

Zewnętrzna dolna szerokość zabierki

---