ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЫХ СТАНКОВ С ПНЕВМОУДАРНИКАМИ

Основные положения

Полуавтоматический буровой станок НКР100МА [4] предназначен для бурения скважин диаметром 85 – 105 мм, глубиной до 50 (70) м в породах с крепостью f от 6 до 20. Благодаря двухшарнирному установочному приспособлению станка, возможно бурить полный веер скважин, т.е. в любом направлении. При работе станка НКР100МА (рис.4.1) механизируются процесс наращивания бурового става, развинчивание резьбовых соединений штанг вследствие применения пневмозахватных механизмов. Буровые штанги выполнены в виде труб, служащих для подачи сжатого воздуха к инструменту и для продувки.

 

Станок состоит из пневмозахвата, подающего патрона 1, редуктора 11, электродвигателя 9, пульта управления, распорной колонки 4, буро­вого става 7 и пневмоударника 8. Основным узлом является редуктор с пневмозахватом 11; на нем закрепляют все перечисленные выше узлы. Пневмозахват удерживает и вращает став штанг, когда по­дающий патрон разъединяется со штангой для последующего за­хвата ее на новом месте. Редуктор с пневмозахватом состоит из планетарного редуктора одноступенчатой зубчатой передачи, за­жимного устройства, шлицевого вала и концевых клапанов пря­мого и обратного хода. Подающий патрон предназначен для по­дачи и вращения бурового инструмента во время бурения или при выдаче его из скважины. Патрон перемещается по двум на­правляющим с помощью пневматических податчиков, выполненных в виде пневмоцилиндров 5. Подвижное шлицевое зацепление соединяет подающий патрон и редуктор с пневмозахватом 11, передающим крутящий момент от двигателя ставу штанг. Подающий патрон представляет собой одноступен­чатый редуктор с пневматическим зажимным устройством.

Станок СБУ-100П [4] предназначен для открытых горных работ. Он предназначен для бурения скважин диаметром 100 мм, глубиной до 24 м. Крепость буримых пород 6 ¸ 20. Станок имеет колесно-шинный ход. Рабочий орган состоит из пневмоударника, вращателя, податчика и механизма заваливания мачты. Си­стема сухого пылеулавливания обеспечивает надежное пылеподавление. Вариант станка на гусеничном ходу выпускают под маркой СБУ-100Г (рис.4.2).

Более мощный станок СБУ-125У-52 (рис.4.3) [4] предназначен для открытых горных работ. Он позволяет бу­рить скважины глубиной до 52 м. Скважины диаметром 125 мм бу­рят пневмоударниками, а диа­метром 160 мм – резцовыми ко­ронками. Станки указанных выше типов применяют на карье­рах малой мощности для от­бойки руды, отстройки бортов карьеров. Целесообразно их применение на карьерах по добыче строитель­ных материалов.

 

Рис.4.2. Общий вид бурового станка СБУ-100Г: 1 – приводная часть; 2 – система пылеудаления; 3 – податчик; 4 – вращатель; 5 – гусеничный ход; 6 – домкрат

 

Пневмоударники [4] для станков изготовляют двух типов: с индексом П для от­крытых горных работ и с индексом ПП для подземных горных работ. Цифра после букв обозначает диаметр сква­жины в миллиметрах, а следующая за
ними – ударную мощность в киловаттах.

Пневмоударник ПП-105-2,4 (М-48) предназначен для бурения скважин диаметром 105 мм (рис.4.4).

Сжатый воздух, поступающий через переходник 1 попадает в центральный канал и далее в устройство с кольцевым клапаном 4, затем подается через трубку 6 и канал ударника в камеру обратного хода. В камеру пря­мого хода воздух поступает из-под клапана. Выхлоп осуществля­ется через окна, находящиеся в цилиндре. Воздух для очистки забоя скважины поступает из камеры обратного хода. При сни­жении усилия подачи долото отходит вперед, открывая блокиро­вочные окна. В этот момент работа ударного механизма прекра­щается и происходит интенсивная продувка скважины.

Долото для пневмоударников [4] представляет собой инструмент, служащий для передачи силового импульса от удар­ника к забою скважины. Различают следующие элементы долота (рис.4.5, а):корпус 2, который несет в себе хвостовик 1. Хвос­товик имеет плоскую грань и воспринимает удары поршня. Головная часть долота 3 армируется пластинками твердого сплава 4, которые вместе с передними гранями головки 5 заканчиваются лезвием.

Долото, армированное штырями твердого сплава, показано на рис.4.6.

Начальную механическую скорость бурения скважин пневмоударниками можно определить по формуле

u_н = 4,8× A × n /(d ² × f), м/мин, (4.1)

где A – энергия удара, Дж; n – частота ударов, с^-1; d – диаметр долота, мм; f – коэффициент крепости пород.

Механическая скорость бурения пневмоударниками на заданной глубине скважины

u = u_н – bL, м/мин, (4.2)

где b – коэффициент падения скорости бурения с глубиной скважины; L – глубина скважины, м.

Средняя скорость бурения скважин до глубины L

u_рс = u_н – bL /2, м/мин. (4.3)

Время бурения скважины

, мин. (4.4)

Время бурения 1 метра скважины

мин/м. (4.5)

Теоретическая производительность станка (м/ч)

Q_т = 60(u_н – bL /2), м/ч. (4.6)

Техническая производительность

, м/ч, (4.7)

где k_г = T_o /(T_o – T_в) – коэффициент готовности станка; T_o – средняя наработка на отказ, ч; T_в – среднее время восстановления отказа, ч; B – стойкость долота на одну заточку, м; t_н и t_р – соответственно время навинчивания и развинчивания одной штанги, мин; l – длина штанги, м; T_з – время замены долота, мин; T_н – время наведения станка на скважину, мин; T_зб – время забуривания скважины, мин; m – число скважин в забое; L – глубина скважины, м.

Эксплуатационная производительность станка определяется с учётом простоев станка по организационным причинам

, м/смену, (4.8)

где T_см – длительность смены, мин; T_пз – время на подготовительно-заключительные операции, мин; T_оп – время организационных простоев, мин; T_п – время перегона станка, мин; m – число скважин в забое.

 

Задание. На основании данных табл.4.1 рассчитать основные показатели и производительность (скорость бурения) бурового станка НКР100М с пневмоударником ПП105-2,4. Построить зависимости Q_т = f (f), Q_т = f (L) и Q_э = f (L).

Пример.

Исходные данные: A = 93,2 Дж; n = 28 c^-1; d = 105 мм; f = 14; b = 0,0004 м^-1; L = 40 м; k_г = 0,9; B = 15 м; t_н = 0,5 мин; t_р = 1 мин; l = 1 м; T_з = 4 мин; T_н = 4 мин; T_зб = 1 мин; m = 14; T_см = 360 мин; T_пз = 20 мин; T_оп = 10 мин; T_п = 20 мин.

Начальную механическую скорость бурения скважин пневмоударниками определим по формуле (4.1)

u_н = 4,8 · 93,2 · 28 /(105² · 14) = 0,0812 м/мин.

Механическую скорость бурения пневмоударниками на глубине скважины L = 40 м определим по формуле (4.2)

u = 0,0812 – 0,0004 · 40 = 0,0651 м/мин.

Среднюю скорость бурения скважин до глубины L = 40 м определим по формуле (4.3)

u_рс = 0,0812 – 0,0004 · 40/2 = 0,0732 м/мин.

Время бурения скважины определим по формуле (4.4)

= 547 мин = 9,1 ч.

Время бурения 1 метра скважины определим по формуле (4.5)

мин/м.

Теоретическая производительность станка исходя из формулы (4.6)

Q_т = 60 · (0,0812 – 0,0004 · 40/2) = 4,4 м/ч.

Техническая производительность согласно формуле (4.7)

м/ч,

где k_г = T_o /(T_o – T_в) – коэффициент готовности станка; T_o – средняя наработка на отказ, ч; T_в – среднее время восстановления отказа, ч; B – стойкость долота на одну заточку, м; t_н и t_р – соответственно время навинчивания и развинчивания одной штанги, мин; l – длина штанги, м; T_з – время замены долота, мин; T_н – время наведения станка на скважину, мин; T_зб – время забуривания скважины, мин; m – число скважин в забое; L – глубина скважины, м.

Эксплуатационная производительность станка определяется по формуле (4.8)

=17,6 м/смену. (4.8)

 

 

Варианты заданий по расчёту технической и эксплуатационной скорости
бурения шахтными буровыми станками с пневмоударниками.

Таблица 4.1

№	Тип станка	Тип перфоратора (гидропер­форатора)	A, Дж	n, c-1	d, мм	f	b, м-1	L, м	kг
	НКР100МА	ПП-105-2,4 (М48)	93,2				0,0004		0,94
	НКР100МА	ПП-105-2,4 (М48)	93,2				0,0004		0,94
	НКР100МА	ПП-105-2,4 (М48)	93,2				0,0004		0,92
	НКР100МА	ПП-105-2,4 (М48)	93,2				0,0004		0,92
	НКР100МА	ПП-105-2,4 (М48)	93,2				0,0004		0,90
	НКР100МА	ПП-105-2,4 (М48)	93,2				0,0004		0,90
	НКР100МА	ПП-105-2,4 (М48)	93,2				0,0004		0,90
	НКР100МА	ПП-105-2,4 (М48)	93,2				0,0004		0,88
	НКР100МА	ПП-105-2,4 (М48)	93,2				0,0004		0,88
	НКР100МА	ПП-105-2,4 (М48)	93,2				0,0004		0,88
	СБУ-100Г	П-105-2,6					0,0004		0,86
	СБУ-100Г	П-105-2,6					0,0004		0,86
	СБУ-100Г	П-105-2,6					0,0004		0,86
	СБУ-100Г	П-105-2,6					0,0004		0,94
	СБУ-100Г	П-105-2,6					0,0004		0,92
	СБУ-100Г	П-125-3,8					0,0004		0,92
	СБУ-100Г	П-125-3,8					0,0004		0,90
	СБУ-100Г	П-125-3,8					0,0004		0,90
	СБУ-100Г	П-125-3,8					0,0004		0,88
	СБУ-100Г	П-125-3,8					0,0004		0,86
	СБУ-125У-52	П-125-3,8					0,0004		0,86
	СБУ-125У-52	П-125-3,8					0,0004		0,94
	СБУ-125У-52	П-125-3,8					0,0004		0,94
	СБУ-125У-52	П-125-3,8					0,0004		0,92
	СБУ-125У-52	П-125-3,8					0,0004		0,92
	СБУ-125У-52	П-125-3,8					0,0004		0,90
	СБУ-125У-52	П-125-3,8					0,0004		0,90
	СБУ-125У-52	П-125-3,8					0,0004		0,88
	СБУ-125У-52	П-125-3,8					0,0004		0,86
	СБУ-125У-52	П-125-3,8					0,0004		0,86

 

Варианты заданий по расчёту технической и эксплуатационной скорости бурения шахтными буровыми станками с пневмоударниками

Таблица 4.2

№ варианта	B, м	tн, мин	tр, мин	l, м	Tз, мин	Tн, мин	Tзб, мин	m	Tсм, мин	Tпз, мин	Tоп, мин	Tп, мин
		0,5	0,8	1,20		3,5
		0,6	0,9	1,20		4,0
		0,7	1,0	1,20		4,5
		0,8	1,1	1,20		5,0
		0,5	1,2	1,20		3,5
		0,6	0,8	1,20		4,0
		0,7	0,9	1,20		4,5
		0,8	1,0	1,20		5,0
		0,5	1,1	1,20		3,5
		0,6	1,2	1,20		4,0
		0,7	0,8	0,95		4,5
		0,8	0,9	0,95		5,0
		0,5	1,0	0,95		3,5
		0,6	1,1	0,95		4,0
		0,7	1,2	0,95		4,5
		0,8	0,8	0,95		5,0
		0,5	0,9	0,95		3,5
		0,6	1,0	0,95		4,0
		0,7	1,1	0,95		4,5
		0,8	1,2	0,95		5,0
		0,9	1,0	4,25		3,5
		0,5	0,8	4,25		4,0
		0,6	0,9	4,25		4,5
		0,7	1,0	4,25		5,0
		0,8	1,1	4,25		3,5
		0,5	0,9	4,25		4,0
		0,6	1,0	4,25		4,5
		0,7	1,1	4,25		5,0
		0,8	1,2	4,25		3,5
		0,9	1,3	4,25		4,0

 

 

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №5

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ
ПАРАМЕТРОВ СТАНКОВ ШАРОШЕЧНОГО БУРЕНИЯ

Основные положения

Станки шарошечного бурения предназначены для бурения вертикальных и наклонных скважин открытым способом в породах с крепостью по Протодьяконову f = 6 ÷ 18 диаметром 160, 200, 250, 320, 400 мм и глубиной 32¸60 м. Станок СБШ-250-32МНА (рис.5.1) [4] применяется на открытых горных работах. Цифра 250 – условный диаметр скважины, мм; цифра 32 – глубина скважины, м.

Станок имеет гусенич­ный ход 1, на котором смонтирована рама. На раме установлены основные узлы. Мачта станка 3 крепится на двух опорах 2. Она опускается в транспортное положение с помощью механизма заваливания, состоящего из двух гидродомкратов 4. В ма­шинном отделении станка 5 размещены маслостанция и насос для орошения забоя. Станок имеет винтовой компрессор для интенсивной продувки скважины. Для хранения запаса воды в пе­редней части станка имеется емкость объемом 2,7 м³ с электри­ческим подогревом. Раму станка при бурении вывешивают на трех домкратах 6.

Внутри мачты станка размещены: вращатель с буровым снарядом, сепа­ратор с буровыми штангами, механизм подачи, механизм свинчи­вания и разборки бурового снаряда и другое оборудование. Станок снабжен наддолотным влагоотделителем для разделения водовоздушной смеси. На верхней обвязке мачты установлены опоры блоков механизма по­дачи с блоком троса натяжной каретки гирлянды. На нижней об­вязке мачты смонтированы два гидроцилиндра механизма подачи, механизм развинчивания штанг и верхний ключ. К средней обвязке прикреплены полуоси, на которых поворачивается мачта. К задней стороне мачты крепят на подшипниковых опорах сепаратор. Вдоль всей мачты проходят направляющие, по которым перемещают вра­щатель и натяжную каретку гир­лянды.

Механизм подачи (рис.5.2) состоит из двух гидроцилиндров 1 и двух четырехкратных канатно-полиспастных систем 4. При ходе штока цилиндра 2 м ход бу­рового снаряда равен 8 м, т. е. длине штанги. Натяжение гир­лянды осуществляют кареткой 3 и двукратной канатно-полиспастной системой 2.

Вращатель бурового снаряда состоит из электродвигателя по­стоянного тока ДПВ-52 с незави­симым возбуждением мощностью 60 кВт, вентиляционной установ­ки для охлаждения электродви­гателя и двухступенчатого редук­тора с передаточным числом 11,05. Питание электродвигателя осуществляется через тиристорный преобразователь, с помощью которого плавно меняется частота вращения бурового снаряда от 0,5 до 2,5 с^-1.

	Рис.5.1. Шарошечный станок СБШ-250-32МНА: 1 – ходовая часть; 2 – опора мачты; 3 – мачта; 4 – гидродомраты заваливания; 5 – кабина и машинное отделение; 6 – домкрат; 7 – кабельный барабан		Рис.5.2. Механизм подачи станка СБШ-250-32МНА

 

Буровой став (рис.5.3) состоит из долота, наддолотного амор­тизатора и буровых штанг. Если амортизатор не применяют, то в комплект входят концевая и основные буровые штанги. Кон­цевая штанга состоит из трубы с ввернутыми и приваренными ниппелями – нижним и верхним. Основная буровая штанга состоит из трубы с ввернутыми и прива­ренными муфтой и ниппелем.

Муфты и ниппели имеют внутри отверстия для прохода воздуха, а также коническую замковую резьбу. С помощью резьбы буровые штанги свин­чивают одну с другой. Снаружи ниппели имеют лыски для захвата штанги ключом или секторами кассеты.

Шарошечное долото (рис.5.4) представляет собой породоразрушающий ин­струмент, состоящий из корпуса и шарошек, свободно вращающихся на цапфах. Цапфой заканчивается лапа долота (рис.5.5). Шарошка является исполнительной частью долота и представляет собой стальной корпус в виде конуса, на поверхности которого расположены зубки. Последние при перекатывании шарошек по забою скважины внедряются в породу под действием осевого усилия, прилагаемого к долоту. Разрушенную породу удаляют с забоя скважины сжатым воздухом или промывочным раствором.

Верхняя часть корпуса долота заканчивается резьбовым нип­пелем, с помощью которого долото соединяется с бурильными трубами. При вращении бурильных труб будут вращаться корпус долота и шарошки. При этом частота вращения шарошки будет больше частоты вращения долота во столько раз, во сколько раз диаметр долота больше диаметра основания шарошки.

 

Рис.5.4. Шарошечное долото: а – штыревое; б – зубчато-штыревое

 

Усилие подачи, создаваемое буровым станком с шарошечным долотом,

N_под = (60 ÷ 70) · f · D_д, кН, (5.1)

где f – коэффициент крепости породы по М.М. Протодьяконову; D_д – диаметр скважины, м.

Теоретическая скорость бурения

, м/мин, (5.2)

где N_под – осевое усилие подачи, создаваемое буровым станком с шарошечным долотом, кН; n_вр – частота вращения долота, с^-1; П_б – показатель буримости.

П_б = 0,07 · (s_сж + t) + 0,7 · g, (5.3)

где s_сж, t – временные сопротивления породы соответственно сжатию и сдвигу, МПа; g – плотность породы, т/м³.

Сменная производительность бурового станка

П_см = 60 · k_и · t_см · V_бт, м/смену, (5.4)

где k_и – коэффициент использования станка по бурению в течение смены (учитывает вспомогательные неперекрываемые операции, связанные: с переездом от скважины к скважине с учётом установки и снятия станка с домкратов; с заменой долота; с подъёмом бурового става со скоростью V_п; с перехватом гидропатрона; со сборкой и разборкой бурового става), обычно k_и = 0,4 ÷ 0,5; t_см – продолжительность смены, ч.

 

Задание. На основании данных табл.5.1 рассчитать производительность станка шарошечного бурения. Построить зависимости N_под (f), V_бт (D_д).

Пример.

Исходные данные: f = 18; D ₁ = 0,2445 м; n_вр = 1,8 с^-1; s_сж = 180 МПа; t = 36 МПа; g = 3,6 т/м³; k_и = 0,4; t_см = 8 ч.

Усилие подачи, создаваемое буровым станком с шарошечным долотом, определим по формуле (5.1)

N_под = 60 · 18 · 0,2445 = 264кН.

Показатель буримости рассчитаем по формуле (5.3)

П_б = 0,07 · (180 + 36) + 0,7 · 3,6 = 17,64.

Теоретическую скорость бурения вычислим исходя из выражения (5.2)

м/мин.

Сменная производительность бурового станка определяется по формуле (5.4)

П_см = 60 · 0,4 · 8 · 0,144 = 26 м/смену.

 

Варианты заданий по расчёту производительности станка шарошечного
бурения.

Таблица 5.1

№	Тип станка	f	D 1, м	nвр, с-1	sсж, МПа	t, МПа	g, т/м3	kи	tсм, ч
	2СБШ-200-32		0,20	2,2			4,0	0,4
	2СБШ-200-32		0,20	1,8			4,2	0,4
	2СБШ-200-32		0,20	1,5			4,2	0,5
	2СБШ-200-32		0,20	1,2			4,4	0,5
	2СБШ-200-40		0,20	2,1			3,6	0,5
	2СБШ-200-40		0,20	1,7			3,6	0,5
	2СБШ-200-40		0,20	1,4			3,8	0,4
	2СБШ-200-40		0,20	1,1			4,1	0,4
	3СБШ-200-60		0,20	2,0			3,8	0,4
	3СБШ-200-60		0,20	1,6			3,6	0,4
	3СБШ-200-60		0,20	1,3			3,6	0,5
	3СБШ-200-60		0,20	1,0			3,9	0,5
	4СБШ-200-40		0,20	1,9			3,8	0,5
	4СБШ-200-40		0,20	1,5			3,8	0,5
	4СБШ-200-40		0,20	1,1			3,2	0,4
	4СБШ-200-40		0,20	0,8			4,0	0,4
	СБШ-250-32МНА		0,25	2,0			2,8	0,4
	СБШ-250-32МНА		0,25	1,6			3,1	0,4
	СБШ-250-32МНА		0,25	1,3			3,8	0,5
	СБШ-250-32МНА		0,25	1,1			4,4	0,5
	СБШ-250-55		0,25	2,5			3,3	0,5
	СБШ-250-55		0,25	2,1			3,8	0,5
	СБШ-250-55		0,25	1,8			3,9	0,4
	СБШ-250-55		0,25	1,5			4,1	0,4
	СБШ-250-55		0,25	1,2			4,3	0,4
	СБШ-320-36		0,32	2,1			3,4	0,5
	СБШ-320-36		0,32	1,8			3,0	0,5
	СБШ-320-36		0,32	1,4			3,4	0,4
	СБШ-320-36		0,32	1,1			3,6	0,4
	СБШ-320-36		0,32	0,8			3,9	0,4

 

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №6

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВЫЕМОЧНО-ПОГРУЗОЧНЫХ И
ВЫЕМОЧНО-ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ МАШИН

Основные положения

При разработке месторождений открытым способом применяются следующие виды оборудования: буровые станки, выемочно-погрузочные, выемочно-транспортирующие машины и машины для гидродобычи.

К выемочно-погрузочным машинам относятся экскаваторы. Экскаваторы могут быть периодического (цикличного) и непрерывного действия. К машинам периодического действия относят одноковшовые экскаваторы, а к машинам непрерывного действия – многоков­шовые экскаваторы [1].

По назначению и роду выполняемой работы одноковшовые экскаваторы, применяемые на карьерах, относятся к следующим группам:

ЭКГ – карьерные гусеничные с ковшами вместимостью 2¸20 м³; ЭГ – карьерные гидравлические на гусеничном ходу с ковшами вместимостью 2,5¸40 м³; ЭВГ – вскрышные гусенич­ные с ковшами вместимостью 15¸100 м³ (в настоящее время промышленностью не выпускаются); ЭШ – шагающие (дра­глайны) с ковшами вместимостью 4¸125 м³.

Кроме указанных промышленностью выпускаются также экскаваторы типов: ЭО – универсальные (строительные) гусе­ничные и пневмоколесные с ковшами вместимостью 0,16¸4 м³; ЭКСГ – карьерно-строительные гусеничные с ковшами вмести­мостью 1,25¸8 м³.

Экскаватор типа прямая напорная лопата – ЭКГ-5А (рис.6.1) состоит из рабочего оборудования, поворотной платформы 14 с кузовом 1 и ходовой гусеничной тележки 16.

Рабочее оборудование включает в себя ковш 9, стрелу 5 и рукоять 12. На верхней кромке ковша установлены сменные зубья 8, которые после затупления поворачивают на 180°. Дни­ще 10 ковша откидное; при опускании ковша вниз оно автома­тически захлопывается. При разгрузке ковша днище открывает­ся тросом 11 с помощью электродвигателя, установленного на стреле. Стрела 5 опирается на поворотную платформу с по­мощью пятого шарнира и поддерживается в наклонном положе­нии стреловым канатом 3, проходящим через блоки, установ­ленные на конце стрелы и двуногой стойке 2.

Ковш при зачерпывании породы поднимается канатом 7, ко­торый перекинут через головной блок 6 и навивается на бара­бан подъемной лебедки, установленной на поворотной платфор­ме 14. Подъем ковша совмещается с подачей рукояти 12 на за­бой с помощью механизма напора. Экскаватор ЭКГ-5А имеет зубчато-реечный механизм напора 4,расположенный на стреле 5, который передает усилие на зубчатую рейку рукояти, удер­живаемую в зацеплении с кремальерной шестерней механизма напора седловым подшипником 13. Рукоять может поворачи­ваться вокруг напорного вала при подъеме и опускании ковша и двигаться вдоль своей оси при напоре и возврате ковша.

Рис.6.1. Экскаватор ЭКГ-5А

На поворотной платформе кроме подъёмной установлены также стреловая лебёдка, поворотный механизм, силовое обору­дование и механизмы управления экскаватором.

Поворотная платформа через роликовый круг опирается на раму гусеничной тележки, с которой неподвижно соединен зуб­чатый венец 17. В зацеплении с венцом находятся выходные ше­стерни 15 редукторов механизма поворота. При включении поворотного механизма платформа вместе с рабочим оборудо­ванием может поворачиваться вокруг вертикальной оси в обе стороны на любой угол.

Основные рабочие размеры прямой напорной лопаты: ра­диус копания R _к,радиус копания на уровне стояния экскавато­ра R _ку,радиус разгрузки R _р,высота копания H _к, глубина копа­ния h _к, высота разгрузки H _р.

К выемочно-транспортирующим машинам (ВТМ) относятся: бульдозеры, струги, грей­деры и ковшовые (скреперы, погрузчики) машины, которые при­меняют для вскрышных и погрузочных работ при добыче полез­ных ископаемых, для планирования поверхности перед уклад­кой рельсовых путей и при сооружении дорог для карьерного авто­транспорта.

Бульдозеры (рис.6.2, а) предназначены для послойной раз­работки слабых пород без предварительного рыхления и пере­мещения их на расстояние до 150 м.
У бульдозеров, применяющихся на горных работах, наибо­лее распространен неповоротный отвал 1, установленный под углом 90° к продольной оси трактора. Бульдозеры с поворот­ным отвалом применяют для планировочных работ.

Рис.6.2. Выемочно-транспортирующие машины:

а – бульдозер; б – рыхлитель; в – скрепер; г – одноковшовый фронтальный погрузчик

 

Рыхлители 2 (рис.6.2, б) предназначены для разрушения пород с пределом прочности до 90 МПа и мерзлых грунтов, ко­торые не могут быть эффективно и экономично разрушены экскаваторами.

Распространение на карьерах страны получили бульдозерно-рыхлительные агрегаты (бульдозеры-рыхлители). Главным параметром бульдозеров, рыхлителей и бульдозе­ров-рыхлителей является номинальное тяговое усилие ба­зового трактора или тягача T _ном.т, кН.

Скреперы – выемочно-транспортирующие машины, предна­значенные для послойного срезания слабых пород и транспор­тирования их на расстояние до 3÷6 км (самоходные колесные скреперы) или в пределах 0,3÷0,9 км (скреперы с гусеничными тягачами) с последующей послойной укладкой в месте вы­грузки.

Скрепер представляет собой самоходный (рис.6.2, в) или буксируемый ковш 3, с ножом по всей ширине передней кром­ки днища ковша. После заполнения ковш переводится в тран­спортное положение. Порода из скрепера выгружается принуди­тельным способом.

Главный параметр скрепера – геометрическая вместимость ковша Е (м³).

Одноковшовые фронтальные погрузчики (рис.6.2, г) приме­няют на погрузке разрыхленных скальных пород и угля глав­ным образом в автосамосвалы при транспортировании их на расстояние до 500 м. Грузоподъемность погрузчиков на пневмоколесном ходу типов ТО-25, ТО-11, ТО-21-1 составляет 3; 4 и 15 т при вместимости ковша 4 соответственно 1,5; 2 и 7,5 м³.

Теоретическая производительность экскаватора Q по рыхлой массе [1]

Q = 60 En_z, м³/ч, (6.4)

или

, м³/ч, (6.5)

где Е – вместимость ковша (и подковшового пространства для многоковшовых экскаваторов), м³; n_z – число ковшей, разгру­жаемых в 1 мин; t_ц – теоретическая продолжительность цик­ла, с.

Для одноковшовых экскаваторов [1]; для многоков­шовых п_z равно частоте ν разгрузок ковшей в 1 мин.

Для цепных экскаваторов [1]

(6.6)

где u _ц – скорость движения ковшовой цепи, м/с; t_к – шаг уста­новки ковшей, м.