Дисциплина: МДК 01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование
Группа: ТЭЭО-19
Дата: 02 ноября 2020 года
Преподаватель: Ларионов О.Ф.
Задание: Фото выполненной работы прислать по адресу электронной почты kitdistergo@mail.ua. или ВКонтакте: группа Электромеханик КИТ https://vk.com/club193292401 (Название файла с ответами: номер занятия,
МДК 01.03, гр. ТЭЭО- 19, фамилия, имя студента)
Срок выполнения: до 02 ноября 2020 года.
Занятие № 27
Тема занятия: Условия применения и параметры работы бульдозеров, одноковшовых погрузчиков в карьере.
Цель занятия:
Методическая: Формирование знаний студентов по изучаемому материалу
Дидактическая: Изучить условия и параметры работы бульдозеров и погрузчиков.
Развивающая: Развить логическое мышление, наблюдательность, умение правильно обобщать данные и делать выводы.
Воспитательная: Привить профессиональные качества: внимание, ответственность, интерес к будущей профессии.
План занятия:
1. Область применения.
2. Классификация бульдозеров.
3. Технология работ бульдозеров.
4. Назначение и область применения погрузчиков.
Содержание лекции
Область применения.
Бульдозеры на карьерах применяют для зачистки кровли пласта, планировки
рабочих площадок, устройства насыпей для железнодорожных путей, подгребания взорванной горной массы, снижения высоты вскрышных уступов, уборки камней, расчистки снега и т. п, а также для отвальных работ. Общий вид бульдозера представлен на рисунке 1.
Рис. 1 Общий вид бульдозера
Рабочий цикл бульдозера состоит из зарезки слоя выемки, набора призмы волочения и ее перемещение к месту разгрузки. Разгрузка проводится обычно под откос уступа послойно с последующим выравниванием или штабелированием породы.
2. Классификация бульдозеров.
Бульдозеры разделяют по способу крепления отвала на неповоротные и поворотные. У первых отвал устанавливается перпендикулярно продольной оси трактора, жестко связанный с рамой и может подниматься и опускаться только в вертикальной плоскости. У поворотных бульдозеров (универсальных) отвал шарнирно закреплен на раме и может устанавливаться под углом ±60о (в горизонтальной плоскости) к продольной оси трактора; возможен наклон отвала в вертикальной плоскости до 10о.
По типу ходового механизма различают бульдозеры на пневмоколесном и гусеничном ходу. Бульдозеры на пневмоколесном ходу имеют более высокую скорость передвижения, однако меньшую площадь сцепления с грунтом, что влияет на уменьшение усилий копания.
По типу механизма управления различают бульдозеры с канатно-блочным и гидравлическим управлением. Канатно-блочный механизм управления позволяет быстро поднимать и опускать отвал и имеет сравнительно высокий КПД.
Бульдозеры с гидравлическим управлением имеют более сложную конструкцию и при низких температурах не работают.
3. Технология работ бульдозеров.
В мощных и сверхмощных бульдозерах толщина стружки равна 0,5-0,7 м, площадь поперечного сечения стружки изменяется от 0,6 до 1 м2, объем призмы волочения - от 7 до 15 м3 (рис.2). Длина участка, на которой набирается порода, составляет 12 - 16 м, а время набора-20-25 сек.
Для уменьшения потерь породы при транспортировке бульдозер многократно проходит по одной полосе шириной 3 - 3,5 м, формируя по краям полосы валики шириной 0,7-1 м, препятствующие растеканию воды. Глубина образующейся траншеи составляет 0,6-0,7 м. В мягких породах бульдозеры иногда работают спаренные, при этом их производительность увеличивается на 30-50 %.
С увеличением расстояния транспортировки породы до 50-100 м весь участок перемещения разбивают на две-три части. В конце каждой части участка породу штабелируют в виде промежуточного вала, последовательно перемещается к месту разгрузки. Продолжительность цикла при этом увеличивается, но производительность бульдозера возрастает на 30 - 40 % за счет уменьшения потерь и улучшения набора породы.
Забоем бульдозера может быть площадка, пологий откос или развал.
Рис.2 Набор призмы волочения бульдозером
При производстве вскрышных работ, проходке котлованов и траншей применяют две основные схемы. При небольшой глубине котлована рациональна параллельная схема с выполаживанием бортов, при глубине котлована более 3-4 м - веерная схема с выездными траншеями. При перемещении породы под уклон производительность бульдозеров увеличивается, при увеличении доли крупных кусков - снижается. Например, если выход крупных кусков возрастает до 15 %, то производительность бульдозеров снижается на 30 %.
Назначение и область применения погрузчиков.
Одноковшовый погрузчик представляет собой колесное или гусеничное самоходное шасси с опускающейся стрелой, на конце которой шарнирно закреплен ковш. Современные погрузчики имеют надежные и простые по конструкции гидравлические приводы подъема стрелы и опрокидывания ковша. Резания горных пород и загрузки ковша происходят при опущенной стреле под действием ходового механизма шасси.
После загрузки ковша стрела слегка поднимается, и погрузчик перемещается к месту выгрузки, например, к транспортному сосуду. Здесь стрелу поднимают на необходимую высоту, и при опрокидывании ковша с него выгружается порода. Основные технологические параметры погрузчиков: грузоподъемность, вместимость ковша и его ширина, удельное усилие резания, высота разгрузки ковша, вылет ковша, угол опрокидывания и радиус поворота.
Грузоподъемность погрузчика при движении в 2-2,5 раза меньше, чем в стационарном положении. Номинальная грузоподъемность, измеряемая в движении, составляет от 2-5 до 30-50 т, в стационарном положении она достигает 80 т.
Удельное усилие резания в современных мощных погрузчиков достигает 980-1176 Н/см режущей кромки ковша, то есть оно не менее, а иногда и больше, чем у карьерных одноковшовых экскаваторов.
Высота разгрузки НР характеризует возможности погрузчика загружать транспортные средства. В мощных погрузчиков она достигает 5 м (рис. 3).
Рис. 3 Общий вид погрузчика
Вылет ковша при разгрузке Вк - это расстояние между кромкой ковша и наиболее выступающей частью погрузчика (шины передних колес). Этот параметр не превышает 2,5 м.
Угол опрокидывания ковша при разгрузке составляет 45-65°.
Радиус поворота погрузчика наряду со скоростью передвижения характеризует мобильность машины. В современных колесных погрузчиков радиусы поворота составляют 7,5-13 м.
Для погрузчиков применяются два типа шасси - с жесткой рамой для малых и средних моделей и с шарнирно-сочлененной рамой для мощных машин на пневмоколесном ходу. При шарнирно-сочлененной рамой переднюю часть ее можно поворачивать на 35-45°, что значительно облегчает маневрирование погрузчика в забое при разгрузке ковша.
Последние модели погрузчиков представляют собой агрегаты, сходные с погрузчиком и механической лопатой, сочетают преимущества тех и других, имеют поворотную платформу и иногда напорный механизм.
Быстрое и широкое распространение одноковшовых погрузчиков объясняется следующими их преимуществами по сравнению с экскаваторами:
- небольшая масса (в 6-8 раз меньше, чем у экскаваторов с той же вместимостью ковша), более простая конструкция и вследствие этого в 2-3 раза меньшая цена;
- высокая маневренность, что обеспечивает эффективную работу в различных сложных условиях на небольших площадках;
- большая скорость перемещения, благодаря чему можно осуществлять не только погрузку, но и транспортировки горной массы, а также легко обеспечить многозабойное обслуживание;
- сравнительно небольшие эксплуатационные расходы, которые в 3-4 раза меньше, чем при экскаваторной загрузки.
При этом погрузчики имеют относительно большую вместимость ковша (5-33 м3) и высокую производительность (300 - 1000 т/ч).
К недостаткам погрузчиков можно отнести:
- небольшие линейные параметры рабочего оборудования, которые ограничивают высоту уступа (она не должна превышать 10-11 м);
- относительно небольшое напорное усилие (у моделей средней и малой мощности), недостаточное для разработки плохо взорванной скальной горной массы.
Условия применения погрузчиков разнообразны. Они могут быть использованы как основное выемочно-погрузочное или погрузочно-транспортное оборудование либо как дополнительное оборудование до мощных экскаваторов. Применение погрузчиков на карьерах с годовым объемом работ до 3 млн. т. при расстоянии транспортировки 0,3 - 0,5 км эффективнее, чем экскаваторов и автосамосвалов. Они могут конкурировать с экскаваторами и автосамосвалами на карьерах с годовым объемом работ свыше 5 млн. т. при расстоянии транспортирования более 0,7 км.
На небольших карьерах погрузчики используются как основное выемочно-погрузочное, а иногда при малых расстояниях откатки (до 500-1000 м) -как транспортное оборудование. Эффективно их применение в комплексе с тракторными рыхлителями и бульдозерами.
В качестве погрузочно-транспортного оборудования погрузчики целесообразно применять в карьерах с комбинированной схемой транспортировки для выемки руды и доставки ее на короткие расстояния (до 500-700 м) до перегрузочных устройств скиповых или конвейерных подъемников, к внутрикарьерным дробилкам или усреднительным складам, к рудоспускам. Чем меньше дальность транспортировки руды внутри карьера, тем эффективнее использование погрузчиков вместо экскаваторов и автосамосвалов.
На крупных карьерах и при многозабойной разработке многосортных руд погрузчики работают в сочетании с мощными экскаваторами и используются для раздельной выемки руд, разработки руд на ограниченных участках, погрузка в транспортные средства горной массы из навалов, образованных мощными драглайнами, а также для работы на перегрузочных и усреднительных рудных складах.
Черпание горной массы погрузчиками производится за счет напорного усилия машины и с помощью механизмов поворота ковша и подъема стрелы.
Различают следующие способы выемки: раздельный, совмещенный, экскавационный и послойный (рис.4).
Рис.4 Способы выемки погрузчиками:
а - раздельный; б - совмещенный; в - экскавационный; г – послойное
При раздельном способе выемки ковш, режущая кромка которого находится на уровне почвы забоя, благодаря поступательному движению погрузчика внедряется в разрыхленную породу и тем самым заполняется. Погрузчик останавливают, ковш поворачивают на себя до отказа, затем поднимают в транспортное положение (на высоту 0,3-0,4 м), и погрузчик задним ходом отъезжает от забоя. Подъезд к месту разгрузки совмещают с подъемом ковша на высоту, необходимую для разгрузки горной массы.
Внедрение ковша в забой производится при движении погрузчика на пониженной передаче.
Раздельный способ применяют обычно при выемке легких сыпучих материалов (песка, угля).
При совмещенном способе выемки расположен горизонтально ковш напорным усилием погрузчика внедряют в забой на глубину от 0,2 до 0,5 длины ковша, затем постепенно поворачивают на себя с одновременным подъемом стрелы при непрерывном поступательном движении погрузчика. В тяжелых для экскавации породах применяют экскавационный способ выемки. При послойном способе выемки грунт срезают слоями при движении погрузчика на 1-й или 2-й передачи. Основные схемы работы погрузчиков на рабочей площадке челночная и с разворотом (рис.5). Другие схемы являются по сути различными вариантами этих двух схем.
Рис. 5 Схемы работы погрузчика в забое:
а - челночная, б - с частичным разворотом
Схема работы определяет продолжительность рабочего цикла погрузчика и, следовательно, его производительность, а также ширину рабочей площадки.
При челночной схеме погрузчик 1 после загрузки ковша отъезжает задним ходом по прямой на расстояние 6 - 10 м, достаточную для подъезда автосамосвала 2, который устанавливают под ковш погрузчика. После разгрузки ковша автосамосвал отъезжает, освобождая погрузчику проезд до забоя для наполнения ковша.
При этой схеме не требуется разворот погрузчика, что особенно важно для машин на гусеничном ходу, но необходима четкая слаженность в работе машиниста погрузчика и водителей автосамосвалов.
По схеме с частичным разворотом погрузчика при подъезде к автосамосвалы, который устанавливается примерно под углом 10-20° к фронту забоя, расстояние передвижения погрузчика с жесткой рамой минимально и составляет 10-15 м. Пневмоколесный погрузчик с шарнирно-расчлененной рамой перемещается задним ходом только на 3-5 м. Затем с поворотом передней части рамы на 35-45° погрузчик подъезжает на 1,5-2 м передним ходом в автосамосвалы и разгружает ковш в его кузов.
Проведение траншей с использованием погрузчиков производиться послойно. Угол наклона слоя не должен превышать 20°. При работе на наклонном слое производительность за грузчика может быть выше, чем на горизонтальной площадке, так как здесь напорное усилие возрастает благодаря движению погрузчика при черпании под уклон. С наполненным ковшом погрузчик выезжает из траншеи.
Высота уступа по условиям безопасности в мягких породах должна быть не более высоты черпания Нч, то есть 4-7 м, а в сыпучих и хорошо разрыхленных скальных породах - 10-15 м.
На зарубежных карьерах с применением погрузчиков отрабатывают уступы высотой от 2 до 20 м. Наиболее распространенная высота уступа 8-15 м.
Ширина заходки принимается возможно большей (12 - 15 м), чтобы обеспечить наибольшую производительность оборудования. Минимальная ширина заходки складывается из ширины ковша и зазора между погрузчиком и нижней бровкой уступа (0,4-1 м) и составляет 5,5-6 м.
Ширина рабочей площадки определяется прежде всего из условия удобства разворота автосамосвала и в соответствии с рациональной схемой работы погрузчика.
К числу элементов, составляющих ширину рабочей площадки, входящие ширина развала, ширина транспортной полосы Т, радиус поворота автосамосвала, безопасные зазоры z' и z, ширина и длина автосамосвала.
Ширина рабочей площадки при погрузке в автосамосвалы составляет для погрузчиков с жесткой рамой 25-28 м, с шарнирно-сочлененной рамой 21-23 м. Если погрузчик используется для транспортировки и выезжает из забоя задним ходом, то ширина площадки может быть уменьшена до 5-8 м. Продолжительность рабочего цикла погрузчика включает время наполнения ковша (5-12 мин), время разгрузки ковша (3-5 мин) и время груженого и холостого хода.
Скорости движения погрузчиков следующие: от забоя до места разгрузки (на расстояние не более 20-30 м) и обратно - от 3,5-6 до 8-11 км/год; при перевозке горной массы на расстояние более 50-100 м по дорогам с твердым покрытием - 10-15 км/ч, при перегонке на большие расстояния - до 40 км/г.
Производительность погрузчиков зависит прежде всего от прочности пород, среднего размера куска экскавируемой породы при использовании их в качестве погрузочно-транспортных машин и от дальности транспортировки. При использовании в качестве погрузочно-транспортных машин с доставкой горной массы на расстояние 200-250 м погрузчиков их сменная производительность достигает 1400 - 1500 т при вместимости ковша 4,6 м3 и 1700-1800 т при вместимости ковша 7,65 м3.
Контрольные вопросы:
1. Укажите область применения бульдозеров.
2. Дайте классификацию бульдозеров.
3. Охарактеризуйте порядок работы бульдозера.
4. Укажите область применения одноковшовых погрузчиков.
5. Укажите преимущества и недостатки погрузчиков.
Конец формы
Литература:
1. В.С. Хохряков. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых:
Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 1991.- 336 с.: ил.
Домашнее задание:
1. Изучить материал конспекта лекций.
2. Изучить материал в литературе [1] с. 125 - 134
3. Ответить на контрольные вопросы
Критерии оценивания выполненного домашнего задания:
Выполненная домашняя работа оценивается по пятибалльной системе:
5 «отлично» - на все контрольные вопросы в конспекте письменно даны исчерпывающие ответы, материал изложен логично и правильно, без ошибок, что подтверждает полноту изучения и глубокое понимание студентом материала;
4 «хорошо» - на все контрольные вопросы в конспекте письменно даны исчерпывающие ответы, но допущены неточности в формулировках и форме построения ответа, а объем и содержание ответов студента указывают на достаточный объём изучения студентом материала;
3 «удовлетворительно» - на все контрольные вопросы в конспекте письменно даны ответы в недостаточном объёме, допущены неточности и ошибки в формулировках, а объем и содержание ответов указывают на знание основных, существенных положений учебного материала;
2 «неудовлетворительно» - нет ответа на один из вопросов, а на остальные вопросы даны неполные ответы, содержащие недостаточный объём информации для полноты выполнения своих профессиональных навыков, указывающие на не знание основных положений учебного материала.