Лекция № 18 Технологические параметры механических лопат

Механические лопаты подразделяются на три основных типа: С – строительные, К – карьерные, В – вскрышные.

Универсальные экскаваторы строительного типа с ковшом емкостью 0.5 – 2 м³, дизельным или дизель-электрическим приводом, на гусеничном ходу применяются для выемки песчаных, мягких и мелкоразрушенных пород на карьерах производственной мощностью 0.5—2 млн. м³/год по горной массе, а также на более крупных карьерах при раздельной выемке маломощных залежей. Погрузка нижняя. Высота уступа до 6 – 8 м.

Карьерные механические лопаты с электрическим многодвигательным приводом, на гусеничном ходу применяются для выемки мягких и разрушенных пород любой кусковатости. Емкость ковшей 2 – 20 (до 25) м³. Высота уступа 6 -20 м. Применяются на карьерах любой производственной мощности. Выпускаются карьерные лопаты с гидравлическим приводом рабочего оборудования.

Наиболее распространена нижняя погрузка.

Для верхней погрузки предпочтительны карьерные лопаты с удлиненным рабочим оборудованием. При равном объеме ковша техническая производительность экскаватора с удлиненным оборудованием на 20 – 40% ниже, чем обычных лопат. Верхняя погрузка эффективна в тех случаях, когда в результате резкого улучшения транспортного обслуживания повышается эксплуатационная производительность экскаваторов, сокращаются затраты на транспортирование пород, улучшаются общие показатели горных работ карьера (скорость подвигания фронта, темп углубления и др.).

Механические лопаты вскрышного типа с ковшом емкостью до 100 м³ и более применяют для перевалки пород в выработанное пространство и реже (при емкости ковша Е до 15 м³) – для погрузки. Высота уступа 10 – 50 м.

Основные технологические параметры механических лопат: емкость ковша, рабочие параметры, габариты, преодолеваемый уклон, масса, удельное давление на грунт. К рабочим параметрам относится радиус и высота черпания и разгрузки, которые зависят от длины рукояти и стрелы, угла наклона последней, а также от положения мест черпания и разгрузки (рис. 18.1).

Рисунок 18.1 Схема забоя и рабочие параметры мехлопаты:

І, ІІ – зоны соответственно черпания и разгрузки

Радиус черпания Rч – горизонтальное расстояние от оси вращения экскаватора до режущей кромки ковша при черпании. Различают максимальный радиус Rч max – при максимально вытянутой горизонтальной рукояти, минимальный радиус Rч min при подтянутой к гусеницам рукояти с ковшом на горизонте установки экскаватора, радиус черпания экскаватора на уровне установки Rч.у – максимальный радиус на уровне установки экскаватора, а также радиус черпания при максимальной его высоте RчН.

Высота черпания Нч -- вертикальное расстояние от уровня установки экскаватора до режущей кромки ковша при черпании; максимальная высота черпания Нч max соответствует максимально поднятой рукояти. Различают также высоту черпания при максимальном его радиусе НчR и максимальную глубину черпания ниже горизонта установки экскаватора hч.

Радиус разгрузки Rр – горизонтальное расстояние от оси вращения экскаватора до оси ковша при разгрузке; максимальный радиус разгруки Rр max соответствует максимально вытянутой горизонтальной рукояти.

Высота разгрузки Нр – вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до нижней кромки открытого днища ковша; максимальная высота разгрузки Нр max соответствует максимально поднятой рукояти.

Сфера рабочего действия экскаватора определяется радиусами и высотой черпания и разгрузки. При этом обычно угол наклона стрелы αс = 45°. У некоторых мехлопат угол αс может изменяться в пределах 30 - 50°. С увеличением αс увеличивается высота и уменьшаются радиусы действия экскаватора.

Габариты экскаватора определяются радиусом вращения задней части кузова Rк, высотой экскаватора Нэ – вертикальным расстоянием от горизонта установки экскаватора до верхнего края наиболее выступающей вверх несъемной его части, высотой кузова экскаватора Нк.

Скорость движения мехлопат на гусеничном ходу составляет 0.2—1.1 м/с. Преодолеваемый подъем достигает 12° при массе экскаватора до 100 т и 7° для более крупных моделей.

Удельное давление экскаватора на грунт в момент наполнения ковша, поворота и разгрузки меняется в широком диапозоне и может превышать среднюю (паспортную) величину в 15 – 20 раз. Максимальное удельное давление не должно превышать несущей способности основания, которая изменяется от 0.2 МПа для мягкого песка до 0.5 – 0.6 МПа для плотной глины и 0.8 – 1 МПа для мергеля.