Расчет производительности карьерных экскаваторов и карьерных автосамосвалов

Определяем техническую производительность экскаватора:
Ат=3600ЕТцkэ
Ат=3600·15500,769=830,72 м3/ч
где Е – вместимость ковша экскаватора, м3;
Тц – продолжительность цикла экскавации, с;
Тц=Тч+Тпов+Тр
Тц=16,3+30,4+3,3=50 с
где Тч – длительность черпания, с;
Тч=194dcp2E+E0,11Е+0,6
Тч=194·0,863215+150,11·15+0,6=16,3 с
dср – размер «среднего» куска в развале взорванной горной массы, м;
dcp=0,3÷0,43E
dcp=0,3÷0,43E=0,35315=0,863 м
Тпов – длительность поворота экскаватора для разгрузки ковша, с;
Тпов=(10+Е)+0,18(β-90°),
Тпов=10+15+0,18120-90°=30,4 с
Тр – длительность разгрузки ковша, с;
где – средний угол поворота экскаватора для разгрузки ковша, град;
(при Е = 1220 м3, Тр = 2,93,5 с);
kэ – коэффициент экскавации пород,
kэ=kнkр
kэ=11,3=0,769
где kн – коэффициент наполнения ковша;
kр – коэффициент разрыхления пород в ковше экскаватора.
Сменная производительность экскаватора:
Асм=АтТсмkи
Асм=830,72·12·0,8=7974,92 м3/см
где Тсм – продолжительность смены, ч/смену, Тсм = 12 ч;
kи – коэффициент использования экскаватора в течение смены 0,7 – 0,9.
Суточная производительность экскаватора:
Ас=Асмnсм
Ас=7974,92·2=15949,85 м3/сут
где nсм – число рабочих смен в сутках, смен/сут. (nсм = 2).
Годовая производительность экскаватора:
Аг=Асnг
Аг=15949,85·250=3 987 462 м3/год
где nг – число рабочих дней экскаватора в году, дней/год (nг = 230 - 280 дней/год, принимаем nг=250 дней/год).
Определяем парк экскаваторов. Списочный парк экскаваторов:
Nэс=Пг.мАг
Nэс=11 862 1763 987 462=2,97≈3 ед
где Пг.м – производительность карьера по горной массе, м3/год.
Рабочий парк экскаваторов:
Nэр=Nэсkрез
Nэр=31,4=2,14 ≈3 ед
где kрез – коэффициент резерва экскаваторов
kрез=Тгnг
kрез=350250=1,4
где Тг – число рабочих дней карьера в году, дней/год (Тг = 350 дней/год).
По заданной модели экскаватора подбираем модель автосамосвала . Подбор осуществляем из условия обеспечения рационального соотношения () между вместимостью кузова автосамосвала и ковша экскаватора
μ=VaE=3÷5
где Va – геометрическая вместимость кузова выбранного автосамосвала, м3
Е – вместимость ковша экскаватора, м3.
Выберем модель БелАЗ-7514.
μ=4715=3,1
Производим расчет времени погрузки автосамосвала и веса груза в кузове:
tп=Тцэ(nmin цик-0,5)60
tп=50(4-0,5)60=2,92 мин
где Тцэ – длительность цикла экскавации, с;
nmin цик – количество циклов экскавации при загрузке автосамосвала.
Для определения nmin цик рассчитываем необходимое количество ковшей для полной загрузки автосамосвала (nк):
исходя из грузоподъемности автосамосвала
nк=120·1,315·1·2,4=4,3
где qa – грузоподъемность автосамосвала, т;
kр – коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора;
kн – коэффициент наполнения ковша экскаватора;
ρ – плотность пород в целике, т/м3;
исходя из вместимости кузова автосамосвала с «шапкой»
nк=0,9Va'Ekн
nк=0,9·6115·1=3,7
где Va' – вместимость кузова автосамосвала с «шапкой», м3.
Выбираем меньшее (nк) и округляем до ближайшего целого числа, которое принимается за nmin цик.
nmin цик=4
Вес груза:
q=Ekнkpnmin цикρ.
q=15·11,34·2,4=110,77 т
Осуществляем проверку условия
q 1,1qa
110,77 1,1·120=132 (Условие выполняется)
где qa – грузоподъемность автосамосвала, т.
Производим расчет времени движения автосамосвала в грузовом и порожняковом направлениях:
tд=602Lvср.т
tд=602·322,95=15,69 мин
где L – расстояние транспортирования горной массы, км;
vср.т – средняя техническая скорость движения автосамосвала по трассе, км/ч; vср.т определяется в зависимости от заданного расстояния транспортирования (L=3 км) и высоты подъема горной массы (Нп=150 м)
Среднетехнические скорости движения карьерных автосамосвалов (vср.т), км/ч
Расстояние, L, км Высота подъема горной массы, Нп, м
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
3,0 29,2 27,5 26,1 24,7 23,5 22,4 21,3 20,4 19,5 18,7 18,0
vср.т=(23,5+22,4)/2=22,95 км/ч
Производим расчет продолжительности транспортного цикла (Тца, мин.)
Тца = tо + tп + tд + tм.п + tм.р + tр
Тца = 1,46 + 2,92 + 15,69 + 0,7 + 0,76 + 1,17=22,69 мин
где tо – продолжительность ожидания погрузки, мин