Зависимость вместимости ковша экскаватора от объема грунта

Машины для разработки грунта в котловане

Землеройные машины используются для разработки грунта в котловане.

Рис. 15. Пример экскаваторов с прямой и обратной лопатой.

Основные технические характеристики, от которых зависит выбор экскаватора:

1. объём ковша экскаватора Vковш, м 3 ;

2. радиус резанья Rmax, м;

3. глубина копания Hк, м.

Вместимость ковша экскаватора зависит от объёма разрабатываемого грунта.

Зависимость вместимости ковша экскаватораот объёма грунта разрабатываемого сооружения

Объём разрабатываемого сооружения, м 3 Вместимость ковша экскаватора, м 3
до 500 0,15
500 – 1500 0,25 – 0,3
1500 – 5000 0,5
2000 – 8000 0,65
6000 – 11000 0,8
11000 – 15000 1,0
13000 – 18000 1,25
более 17000 1,5 и выше

Расчёт требуемого количества автосамосвалов

Для осуществления своевременной транспортировки грунта при разработке котлована необходимо определить требуемое количество автосамосвалов для обслуживания экскаватора.

При разработке грунта одноковшовыми экскаваторами с погрузкой в машины, необходимые типы транспорта рекомендуется подбирать с учётом вместимости ковша.

Рекомендуемое количество ковшей на один самосвал: nковш = 6÷11

2.10.3.1. Объём грунта в ковше экскаватора, м 3 :

, где

– объём ковша экскаватора;

– коэффициент наполнения ковша экскаватора (см. табл. 6).

Зависимость рабочего органа экскаватора от коэффициента наполнения ковша.

Рабочий орган экскаватора Коэффициент наполнения ковша
Прямая лопата 1,0 … 1,25
Обратная лопата 0,8 … 1,0
Драглайн 0,9 …1,15

– коэффициент первоначального разрыхления грунта (по приложению 2);

2.10.3.2. Масса грунта в ковше экскаватора, т:

– средняя плотность грунта в естественном залегании (по приложению 4)

2.10.3.3. Количество ковшей на один самосвал, шт.:

, где

G – грузоподъёмность самосвала, т ( по приложению 6)

9.3.4. Объём грунта в кузове самосвала, м 3 :

Vсам = nковш×Vгр

2.10.3.5. Количество необходимых транспортных средств (самосвалов):

, где:

– продолжительность погрузки одного транспортного средства

,

– объём грунта в кузове самосвала, м3;

– норма времени работы экскаватора с погрузкой в транспортные средства (по ГЭСН-2001-01; ЕНиР 2), маш –час;

И – измеритель для данной нормы времени (по ГЭСН-2001-01; ЕНиР 2)

где:

– продолжительность маневрирования, = 2÷3 мин;

– продолжительность разгрузки, = 1÷2 мин;

– продолжительность пробега гружёного автотранспорта, мин

, где:

– расстояние транспортировки, км (по заданию);

– средняя скорость гружёного самосвала, км/ час

– продолжительность пробега порожнего автотранспорта, мин

, где

– расстояние транспортировки, км (по заданию);

– средняя скорость порожнего самосвала, км/ час

Расчётное количество необходимых транспортных средств округляется до ближайшего целого числа.

Расчёт экономической эффективности вариантов комплексной механизации

Для сравнения необходимо предложить как минимум два варианта производства работ либо по вертикальной планировке строительной площадки, либо по разработке грунта в котловане.

Окончательный выбор оптимального варианта производства работ производится после расчёта экономической эффективности.

Для полностью механизированного процесса , где:

– удельные приведённые затраты, руб./ м 3 ;

– себестоимость разработки 1 м 3 грунта, руб./ м 3 :

, где:

1,08 – коэффициент накладных расходов;

– суммарная стоимость машинного времени (в сменах) всех машин, входящих в комплект, руб.;

– сменная производительность ведущей машины, м 3 /см (см. п.7.1 методических указаний);

– число ведущих машин в комплекте;

Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений,

Куд – удельные капитальные вложения на разработку 1 м 3 грунта, руб./ м 3 ;

, где:

1,07 – коэффициент накладных расходов;

– расчётная цена каждой машины, руб.;

– нормативное число рабочих смен ведущей машины в год.

Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 718 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Как правильно выбрать ковш для экскаватора или погрузчика?

  • Что такое «правильная» вместимость ковша экскаватора или погрузчика? На что она влияет и от чего зависит?
  • Как рассчитать объем ковша экскаватора или погрузчика?
  • Как выбрать ковш нужного объема?

Эти вопросы мы обсудили с техническим директором ГК «Интертехника» (г. Иваново), который занимается расчетом эффективности использования оборудования уже более 10 лет.

Вместимость ковша – величина, которая рассчитывается в соответствии с общепринятыми мировыми стандартами ISO (Международная организация по стандартизации) и также соответствует требованиям стандартов SAE (Общество автомобильных инженеров) и СЕСЕ (Комитет по европейскому строительному оборудованию).

Различают геометрический объем ковша и номинальную (фактическую) вместимость. Геометрический объем – это произведение площади внутренней поверхности боковой стенки и расстояния между боковыми стенками. Фактически, геометрическая вместимость – это объем ковша, загруженного до плоскости т.н. геометрической вместимости. Эта плоскость находится между верхней задней гранью и режущей кромкой ковша (рис. 1).

При определении номинального объема ковша (или т.н. вместимости с «шапкой») применяется специальный расчетный метод, основанный на данных о внутренних размерах ковша (геометрическом объеме) и условном объеме «шапки». Номинальная вместимость ковша – это сумма геометрического объема и объема шапки (рис. 1). Объем шапки рассчитывается в соответствии с углом естественного откоса, сформированного свободной плоскостью грунта и горизонтальной плоскостью. Как правило, номинальный объем ковша превышает геометрический на 15-30 %. Это связано с тем, что не существует одинаковых показателей угла естественного откоса.

Стандарт

Тип ковша

ISO

SAE

CECE

Ковш

«обратная лопата»

Ковш

«прямая лопата»

Инженерная служба ГК «Интертехника» на основании многолетнего опыта производственной деятельности пришла к выводу, что объем ковша необходимо выбирать в соответствии с целым рядом факторов. Особое значение среди них отводится виду (экскаватор, экскаватор-погрузчик, фронтальный погрузчик) и характеристикам базовой машины (вес, максимальная грузоподъемность и т.д.). Для того, чтобы помочь клиентам выбрать и купить ковш для экскаватора конструкторы ГК «Интертехника» сравнивают данные по рабочей нагрузке ковша (масса ковша + масса грунта) и максимально допустимой нагрузке. При этом, в расчетах, а, следовательно, и при выборе ковша необходимо ориентироваться на максимальную грузоподъемность экскаватора. Опыт ГК «Интертехника» в проектировании ковшей для экскаватора Hyundai показал, что, к примеру, грунты плотностью 1100 кг/м3 разрабатываются стандартным ковшом объемом 1,87 м3. Если на этот же экскаватор поставить скальный ковш (для грунтов плотностью 2000 кг/м3), то объем ковша будет составлять уже 1,5 м3. Это связано с тем, что вес скальных ковшей может увеличиваться из-за общей толщины конструкции и использования дополнительных защитных элементов. В этом случае из-за превышения допустимых значений по нагрузке на конце рукояти чрезмерно большая вместимость ковша может привести к нарушению устойчивости базовой машины.

Иначе обстоят дела с ковшами для легких (сыпучих) материалов на фронтальных погрузчиках. По итогам проведенных расчетов специалисты ГК «Интертехника» установили, что если такой грунт является неплотным и отличается особой легкостью, то для его разработки подойдут ковши увеличенного объема и ширины. Например, для фронтального погрузчика Volvo L90F, задействованного при перегрузке грунта плотностью 1600-1800 м3, рекомендуется ковш с максимальным объемом 2,7 м3. Если же этот погрузчик будет работать с легкими грунтами (плотность 1000 кг/м3 – 1200 кг/м3), то максимальный объем составит уже 4,1 м3. При этом ковш для фронтального погрузчика выбирается в соответствии с данными по допустимой опрокидывающей нагрузке, значение которой устанавливается отдельно для каждой базовой машины.

Читайте также  Маленький экскаватор на колесах

Итак, как же выбрать и купить ковш нужного объема?

Специалисты ГК «Интертехника» предлагают учитывать 4 основных параметра:

– грузоподъемность базовой машины

– плотность разрабатываемого грунта

Почему именно так? Рассмотрим этот вопрос на конкретных примерах из практики.

Для работы на карьере по добыче известняка ГК «Интертехника» изготовила скальный ковш, который был установлен на экскаватор Komatsu PC300. Объем ковша составил 1,3 м3. Такая вместимость считается небольшой, но оптимальной, поскольку ковш задействован при разработке скального грунта плотностью 2300 кг/м3. Известняк – грунт достаточно плотный и при работе с ним потребуется большое усилие копания. Кроме того, для защиты от абразивного износа ковш был оснащен элементами дополнительной футеровки, которые увеличили его массу. В свою очередь, вес ковша с грунтом должен соответствовать параметрам грузоподъемности экскаватора. В этой связи объем ковша был рассчитан так, чтобы масса ковша осталась в пределах допустимых норм. Таким образом, увеличение массы ковша и плотности грунта повлекло за собой уменьшение его объема. Если сравнить экскаватор Komatsu PC300 и изготовленный для него скальный ковш, например, с усиленным ковшом, задействованным на грунтах плотностью 2000 кг/м3, то зависимость объема и веса ковша станет еще более очевидной. Например, для экскаватора JCB 330 специалисты ГК «Интертехника» спроектировали усиленный ковш, вместимостью 1,5 м3. Экскаватор задействован на объекте по разработке грунта плотностью 2000 кг/м3. Этот грунт легче известняка, вес ковша с грунтом будет меньше, соответственно объем грунта при перегрузке можно увеличить. Машина той же тоннажности – гусеничный экскаватор Caterpillar 330. Экскаватор работает на объекте по добыче аммиачной селитры – минерального вещества, плотность которого составляет 800 кг/м3. Соответственно усилие копания, которое прикладывается при перегрузке этого вещества небольшое. Дополнительных элементов защиты ковша не потребуется. Следовательно, объем ковша можно увеличить до 2 м3.

Таким образом, на примере экскаваторов одинаковой тоннажности (30 тонн) можно проследить, как зависит объем ковша от его массы, типа, грузоподъемности экскаватора и плотности разрабатываемого грунта. Эти параметры являются определяющими при выборе ковша «правильного» объема.

Методическая разработка подбор экскаватора и машин
методическая разработка на тему

Скачать:

Вложение Размер
metodicheskaya_razrabotka_podbor_ekskavatora_i_mashin.docx 32.12 КБ

Предварительный просмотр:

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА МОСКВЫ

«ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВА «СТОЛИЦА»

(ГБПОУ ОКГ «Столица»)

Методические рекомендации для студентов

ПМ 02. Выполнение технологических процессов при строительстве, эксплуатации и реконструкции строительных объектов

Строительство и эксплуатация зданий и сооружений

«Техника и технология строительства»

от «01»сентября 2017 г.

Разработано на основе Федерального государственного образовательного стандарта по профессии/специальности начального/среднего профессионального образования

Код, название профессии/специальности

Заместитель директора по УПР

«_____» _____________________ 2017 г.

Составитель преподаватель специальных дисциплин Власенко С.В. _________________________________________________________________________________________

ФИО, ученая степень, звание, должность, наименование организации

ФИО, ученая степень, звание, должность, наименование организации

Методика подбора экскаватора и автосамосвала

Выбор экскаватора производится с учетом разрабатываемого сооружения и предлагаемого типа экскаваторного оборудования. В зависимости от объема грунта в котловане и геометрических размеров сооружение определяется необходимая вместимость ковша экскаватора (Прил.1, Табл.1.3).

При разработке грунта для возведения подземной части здания рационально применять экскаваторы со следующим рабочим оборудованием:

  • для котлованов – прямую или обратную лопаты, драглайн;
  • для траншей (шириной в основании до 3м) – обратную лопату;
  • для небольших котлованов под отдельно стоящий фундаменты (одноэтажные промышленные здания) – обратную лопату;
  • для работы в карьере – прямую лопату.

Выбрав тип экскаватора и вместимость его ковша, определяют техническую возможность использования экскаватора конкретной марки, т.е. оценивают его технические характеристики (Прил.1, Табл 1.4): глубину или высоту копания, максимальный и минимальный радиус резания.

По результатам расчета (ведомость объемов работ) объем грунта при отрывке котлована составляет 2580 . По таблице 1.3 определим вместимость ковша экскаватора: 0,5 . Глубина котлована (до 6м.) позволяет расположить экскаватор выше уровня разрабатываемого грунта, поэтому выбираем тип экскаватора – «обратная лопата». Учитывая габариты котлована и технологическую схему разработки грунта, примем экскаватор марки LEIBHER-900с следующими техническими характеристиками: вместимость ковша – 0,6 , радиус копания – 8,8 , ……

Для транспортировки грунта необходимо подобрать марку самосвала и их количество, обеспечивающее бесперебойную работу ведущего механизма – экскаватора.

Объем грунта в плотном теле в ковше экскаватора определяется по формуле:

– коэффициент наполнения (для обратной лопаты – 0,8…1,0; для прямой лопаты – 1,0…1,25; для драглайна – 0,9…1,15);

– коэффициент первоначального разрыхления (Прил. 1, Табл. 1.2).

Масса грунта в ковше рассчитывается по формуле:

М = * γ ,где γ – плотнось грунта, т/ ( ЕниР Е2-1).

При подборе марки автосалона (Прил. 1, Табл. 1.5; 1.6) следует учитывать, что в его кузов должно быть загружено от 3 до 8 ковшей с грунтом.

Количество ковшей, загруженных в самосвал составляет:

n = P/M , где Р – грузоподъемность автосамосвала.

Объем грунта в плотном теле, загружаемого в кузов самосвала, определяется по формуле:

Определяем требуемое количество самосвалов:

– технических цикл автосамосвала, мин;

– время погрузки автосамосвала, мин.

L – дальность перевозки грунта (принимается по заданию), км;

, – скорость движения самосвала в груженном и порожнем состоянии соответственно (Прил. 1, Табл. 1.6), км/ч;

– время разгрузки самосвала, принимается равным 1 …2 мин;

– время установки под погрузку, включая маневрирование, принимается равным 2 …3 мин.

, где Н – производительность экскаватора, /час.

По заданию дальность перевозки грунта – 3 км. Примем экскаватор LEIBHER-900 с вместимостью ковша 0,6 (см. предыдущий пример).

Определим объем грунта в ковше экскаватора по формуле:

Рассчитываем массу грунта в ковше по формуле:М=

Примем автосамосвал марки ЗИЛ-ММЗ-555, грузоподъемностью 5,25т. Тогда количество ковшей n = Р/М состоит:

Объем грунта, загружаемого в кузов самосвала определим по формуле:

Время погрузки самосвала равно:

Технический цикл автосамосвала равно:

Определим требуемое количество автосамосвалов:

Таки образом, для перевозки грунта примем 4 автосамосвала марки ЗИЛ-ММЗ-555 грузоподъемностью 5,25 т.

Приложение 1

Земляные работы. Справочные данные

Крутизна откосов временных котлованов и траншей

(по СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве)

Крутизна откоса (отношение его высоты к заложению) При глубине выемки, м, не более

Объём ковша экскаватора

Работы в дорожно-строительной отрасли экскаваторной спецтехники являются весьма трудозатратными. А для того, что бы эти затраты минимизировать, так как каждая конкретная задача требует определенного уровня оснащения спецтехники, используются разнообразные модификации ковша. К примеру для рытья траншеи под коммуникации экскаватор JSB (марка техники не столь важна) использует специальный «тонкий» ковш, так как рыть стандартным ковшом экономически невыгодно. В этой статье мы подробно рассмотрим такое оборудование как ковш экскаватора и экскаватора погрузчика, их основные характеристики, в частности объем (вместимость) ковша, разновидности и формы.

Ковш экскаватора и его объем, вместимость

Основные технические характеристики ковшей экскаватора

Немного теории. При производстве работ ковш при зачерпывании земли или сыпучего материала набирается всегда с горочкой (с кабанчиком, как говорят строители). Поэтому в расчетах всегда используют не геометрический объем, а номинальный (фактический), который у каждого ковша свой. Ориентировочно номинальный объем больше геометрического на 15 – 25 процентов. Плоскость разграничивающая два понятия образуется путем воображаемого соединения режущей части ковша и верхней точкой задней стенки.

Для более эффективной работы экскаватора или экскаватора погрузчика требуется подбирать ковш с оптимальной вместимостью именно для данного вида работ. Объем грунта (сыпучих материалов) в ковше экскаватора зависит от объемной массы грунта (сыпучих материалов) и конечно же коэффициента наполнения ковша. В таблице ниже приведены значения коэффициента наполнения в зависимости от типа грунта.

Категория грунта Условное обозначение Коэффициент наполнения
I Супесчаный грунт и оные 0,95-1,02
I Торф и растительный грунт 1,15-1,23
II Средний суглинок 1,05-1,12
III Тяжелый суглинок 1,00-1,18
IV Тяжелая глина 1,30-1,42
V-VI Плохо взорванная скальная порода 0,75-0,90

Так как ковшей много, то мы выведем основные технические характеристики характерные для ковша экскаватора, как и для экскаватора погрузчика единым списком:

  1. Масса ковша. От 90 кг до 2 тонн.
  2. Ширина. От 300 мм до 2500 мм.
  3. Объем. От 0,07 м3 до 2,5 м3.
  4. Количество зубьев. От 2 до 7 шт.

На фото ниже представлены объемы ковшей экскаваторов погрузчиков.

Как определить объем ковша экскаватора

Так отвлеклись немного, давайте более конкретно поговорим про вычисление объема ковша экскаватора.

Номинальный объем ковша экскаватора можно вычислить как сумму объема «кабанчика» и нормативной геометрической вместимости ковша. Геометрическая вместимость вычисляется по формулам объема трапеций (5-й класс начальной школы). А вот объем излишней массы можно определить лишь зная угол естественного откоса, который образуется свободной плоскостью грунта (сыпучего материала) и обычной горизонтальной плоскостью. В таблице ниже отображается угол естественного откоса в зависимости от разрабатываемого грунта.

Грунта, материал Мокрый, % Влажный, % Сухой, %
Мелкий песок 15-20 30-35 25
Средний песок 25 35 28-30
Крупный песок 25-27 32-40 30-35
Растительный грунт 25 35 40
Торф 15 25 40
Суглинок 25-30 35-40 40-50
Глина 12-20 35 40-45
Гравий 30 35 35-40

При выборе оптимального объема ковша для экскаватора, необходимо конечно же учитывать технические характеристика самого экскаватора. Сегодня инженерами разработана спецтехника которая характерна для конкретных типов работ в строительной и горнодобывающих отраслях. Так же стоит учесть и тип (категория) разрабатываемого грунта. К примеру: при работе на песчаных карьерах в основном используется ковши больших размеров, а на горных разработках наоборот — небольшой, но очень прочный ковш. Ведь мы знаем, что от плотности грунта (сыпучего материала) зависит его вес в ковше, а взяв большое количество материала, несоизмеримое с ТТХ машины, спецтехника может опрокинуться!

Важно знать! При выборе ковша обязательно необходимо учесть технические характеристики экскаватора, место применения спецтехники, ее грузоподъемность, а так же плотность разрабатываемого грунта.

Как выбрать оптимальную вместимость ковша?

Итак, при работе спецтехники нагрузка на основные рабочие узлы зависит от разрабатываемой породы, сыпучих материалов, грунта. Так ка же рассчитать оптимальную вместимость ковша? А рассчитать ее очень просто. Берем фактический (он же номинальный) объем планируемого для работ ковша и умножаем на удельную массу разрабатываемой породы. Вместимость ковша зависит от нескольких факторов – объемной массы грунта и коэффициента наполнения полости. Определить коэффициент наполнения можно, вычислив отношение объема собранного за один раз грунта к емкости самого ковша. Инженеры рекомендуют подбирать объем ковша и экскаваторной техники на планируемый объект так, чтобы самосвальная спецтехника заполнялась за 4-6 заходов на один круг.

Бонус! На фото ниже представлены разновидности ковшей для экскаваторной спецтехники и их применение, наслаждайтесь. Удачи.

Поделиться “Объём ковша экскаватора”

  • Digg
  • Facebook
  • Google+
  • Pinterest
  • Reddit
  • Twitter
  • Tumblr
  • VKontakte

Технологическая карта на монтаж конструкции 16-ти этажного монолитного жилого здания , страница 2

Рабочее оборудование экскаватора

Допустимый недобор грунта, см, при ёмкости ковша экскаватора, м 3

1.1.2. Площадь котлована по низу, м 2 :

1.1.1. Площадь котлована по верху, м 2 :

1.1.4. Определение объёмов:

а) объём пандуса, м 3

б) объём котлована, м 3

Таблица 3. Определение вместимости ковша экскаватора.

Объём грунта в котловане, м 3

Вместимость ковша в зависимости от объёма котлована, м 3

Таблица 4. Свойства грунтов.

Первоначальное увеличение объема грунта после раз­работки, %

Остаточное разрыхление грунта, %

Средняя плотность в естественном залегании, т/м 3

Таблица 5. Ведомость объёмов грунта в котловане.

Место разработки грунта

Место укладки грунта

в плот-ном теле, м 3

разрыхлен- ного, м 3

V геоме- триче ский,

V с учетом разры хления, м 3

V с учетом остаточ. разрых., м 3

Обратная засыпка и подготовка (завоз грунта с другого объекта)

(завоз грунта с другого объекта)

2. Выбор экскаватора и схем отрывки котлована

Назначаю экскаватор оборудованного жесткой подвеской рабочего органа типа “прямая лопата” с учётом рекомендаций табл.3 . Технические характеристики выбранного экскаватора: ЭО-3322А.

Техническая характеристика экскаватора:

Наибольшая глубина копания

Наибольший радиус копания

Наибольшая высота выгрузки

Расстояние от экскаватора до бровки котлована d = 0,69 м.

Минимальный радиус копания по низу R н min = 3,1 м.

Максимальный радиус копания по низу R н max = 5,6 м.

Длина передвижки lп = R н max – R н min = 2,5 м.

Длина прохода lпр = 1,25 R н min = 3,9 м.

Принимаем поперечную проходку.

3. Подбор автотранспортных средств.

1.Исходные данные:

2 км – расстояние транспортировки;

0,5 м 3 – вместимость ковша экскаватора;

П= 7,06 т – грузоподъёмность самосвала МАЗ-503.

2. Объём грунта в ковше экскаватора, м 3 :

где: 1,75 – средняя плотность грунта в естественном залегании (табл.4), т/м 3 ;

0,9 – коэффициент наполнения ковша (табл.6);

1,14 – коэффициент первоначального разрыхления грунта (табл.4).

3. Масса грунта в ковше экскаватора, т :

0,39 ∙ 1,75 = 0,68

4. Количество ковшей на один самосвал (рекомендуется 6 £ n £ 11):

5. Объём грунта в плотном теле в кузове самосвала, м 3 :

3,9

6. Продолжительность рабочего цикла самосвала, мин :

5,6 + 4,8 + 2 + 4 + 3 = 19,4

где: 0,6 ∙ 3,9 ∙ 2,4 = 5,6

– норма времени по ЕНиР 2-1 для погрузки экскаватором 100 м 3 грунта в транспортное средство, м.-ч. ;

мин ;

мин ;

25 – средняя скорость самосвала в загруженном состоянии, км/ч ;

30 – средняя скорость самосвала в порожнем состоянии, км/ч .

7. Количество самосвалов:

3,46 ≈ 4

Рабочий орган экскаватора

Коэффициент наполнения ковша,

Таблица 8.Технические и эксплуатационные

характеристики автосамосвалов.

Емкость кузова, м 3

Наибольшая скорость дви­жения с грузом, км/ч