Изучение конструкции и определение производительности погрузочно-транспортных машин

Основные положения

По конструкции погрузочно-транспортные машины делят на два типа [1, 3]:

- с совмещенным погрузочно-транспортным ковшом, самостоя­тельно загружающимся и служащим для транспортирования горной массы к месту разгрузки (тип ПД);

- с ковшовым исполнительным органом для погрузки горной массы в транспортный кузов, расположенный на самой маши­не (тип ПТ).

Машины типа ПД обеспечивают фронтальную или боковую разгрузку ковша, а типа ПТ – только заднюю разгрузку ков­ша. Машины имеют пневмошинный ход. Привод машин может быть электрический, дизельный и пневматический. Преимуще­ства погрузочно-транспортных машин: возможность осуществле­ния погрузки, транспортирования и разгрузки одной машиной; возможность использования их на вспомогательных операциях по зачистке почвы, оборудованию дорог, доставке вспомога­тельных грузов в забой в ковше или кузове.

Рациональная длина транспортирования составляет 250-300 м. Углы наклона выработок, по которым перевозится груз, равны 10°¸ 15°. Перегон машины может осуществляться по вы­работкам с углом наклона до 20°.

Минимальные радиусы закругления составляют 8¸ 10 м. По­грузочно-транспортные машины используют в основном в руд­ных шахтах на подготовительных и очистных работах.

Значительное распространение получила машина типа ПД с шарнирно-сочлененной рамой (рис.7.1). На полураме 4 рас­положен погрузочный орган, состоящий из ковша 3, стрелы 2, силовых гидроцилиндров 7 (два для подъема стрелы, два для поворота ковша). На задней полураме 5 расположены двига­тель, масляный бак, гидронасос, трансмиссия, механизм пово­рота машины 6 и кабина 1.

Рис.7.1. Погрузочно-транспортная машина типа ПД

Если в машине применяется дизельный двигатель, то он дополняется специальным очистительным устройством для вы­хлопных газов.

Погрузочно-транспортные машины типа ПТ (рис.7.2) со­стоят из ковшового погрузочного органа 1 с нижним черпани­ем, рамы, установленной на пневмоходу 2, кузова 6 и системы управления 7. Ковш закреплен на шарнирной рукоятке 3 и под­нимается с помощью цепи 4, наматываемой на барабан лебедки. Рессоры 5 служат для амортизации ударов рукоятки 3 при разгрузке ковша в кузов 6. Кузов разгружается при опрокиды­вании назад, при этом откидывается задний борт 8, освобождая груз для высыпания.

Все колеса машины являются ведущими, что обеспечивает высокую проходимость, большую напорную силу при внедрении ковша в отвал горной

Рис.7.2. Погрузочно-транспортная машина типа ПТ

массы. Машина имеет большую манев­ренность, поскольку каждая пара колес поворачивается в раз­ные стороны независимо. В настоящее время промышленность выпускает погрузочно-транспортные машины типа ПД с грузоподъемностью ковша 2, 3, 5, 8 и 12 т и типа ПТ с грузоподъем­ностью кузова 2, 5, 4, 6, 10 и 16 т. Максимальная скорость пе­редвижения машины – 18¸ 30 км/ч, средняя – 7¸ 12 км/ч.

Эксплуатационная производительность погрузочно-транспортной машины [1]

, т/ч, (7.1)

где g – плотность горной массы, т/м³; K_З – коэффициент за­полнения емкости; K _и – коэффициент использования машины во времени; V – вместимость грузонесущего органа (кузова или ковша), м³; T_ц – время цикла по перемещению груза, с.

Время цикла

T_ц = t_n + t_дв + t_раз, с, (7.2)

где t_n – время загрузки грузонесущей емкости, с; t_дв – время движения машины от забоя до пункта разгрузки и обратно, с; t_раз – время разгрузки машины, с.

Значение t_n определяется равенством

t_n = K_вр × n_ц × t_ц × k_м / K_З, (7.3)

где K_вр – коэффициент, учитывающий время, затрачиваемое на разборку негабарита в забое (K_вр = 1, 15¸ 1, 2); n_ц – число цик­лов черпания ковшом (для машины типа ПД n_ц = 1); t_ц – вре­мя цикла черпания погрузочным ковшом, с (для машин типа ПД t_ц = 50 с); k_м – коэффициент, учитывающий время, затра­чиваемое на маневры машины в забое (k_м =1, 3); K_З = 0, 75¸ 0, 9 – коэффициент заполнения ковша.

Время движения машины

t_дв = 3600 × L_дв × K_дв × , с, (7.4)

где L_дв – длина транспортирования, км; υ _гр, υ _nop – скорость дви­жения соответственно груженой и порожней машины, км/ч; K_дв = 1, 25¸ 1, 3 – коэффициент, учитывающий неравномерность движения машины.

Время разгрузки машины принимается t_раз = 30¸ 40 с.

Если грузонесущая способность одинаковая, то производи­тельность машины с грузонесущим ковшом оказывается зна­чительно большей по сравнению с машиной с грузонесущим кузовом.

Анализ зависимости (7.1) показывает, что производитель­ность погрузочно-транспортной машины падает по гиперболи­ческому закону с увеличением дальности транспортирования L, времени загрузки и разгрузки машины.

Возможное число рейсов машины за смену

, (7.5)

где t_см – время смены, мин; t_пз = 40¸ 50 – продолжительность подготовительно-заключительных операций, мин.

Потребное число рейсов в смену

, (7.6)

где A_см – количество горной массы, которую необходимо вы­везти в течение смены из забоев, т; K_н – коэффициент часовой неравномерности работы машины.

Потребное число машин

z_ин = K_р × , (7.7)

где K_р = 1, 25¸ 1, 5 – инвентарный коэффициент, учитывающий нахождение
машины в ремонте (меньшие значения принимают при двухсменной работе, большие – при трехсменной).

Задание. На основании данных табл.7.1 определить эксплуатационную производительность Q погрузочно-транспортной машины (ПТМ), потребное число машин z_ин. Построить график зависимости Q = f (L_дв).

Пример.

Исходные данные:

тип ПТМ – ПД; g = 5, 1 т/м³; K_З = 0, 8; K_и = 0, 8; V = 2, 5 м³; K_вр = 1, 2; n_ц = 1; t_ц = 50 с.; k_м = 1, 3; L_дв = 0, 25 км; K_дв = 1, 3; υ _гр = 12 км/ч; υ _пор = 25 км/ч; t_раз = 30 с.; t_см = 360 мин.; t_пз = 40 мин; A_см = 1200 т.; K_н = 0, 9; K_р = 1, 5.

Для определения производительности Q по формуле (7.1) необходимо вначале определить время цикла по формуле (7.2). При этом необходимо определить в формуле (7.2) слагаемые.

Значение t_n определяется из выражения (7.3)

t_n = 1, 2 × 1 × 50 × 1, 3 / 0, 8 = 97, 5 с.

Время движения машины определим по формуле (7.4)

t_дв = 3600 × 0, 25 × 1, 3 × = 144, 3 с.

Время цикла на основании формулы (7.2)

T_ц = 97, 5 + 144, 3 + 30 = 271, 8» 272 с.

Эксплуатационная производительность погрузочно-транспортной машины согласно формуле (7.1)

т/ч.

Возможное число рейсов машины за смену исходя из формулы (7.5)

» 70.

Потребное число рейсов в смену согласно формуле (7.6)

= 105, 88» 106.

Потребное число машин согласно формуле (7.7)

z_ин = 1, 5 × = 2, 25.

Округляем z_ин до 3.

Варианты заданий по расчёту производительности и потребного числа погрузочно-транспортных машин (ПТМ).

Таблица 7.1

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №8