Определяем основные рабочие параметры экскаваторов

Определяем максимальный радиус копания  по ЕНиР или по справочнику.

Оптимальный радиус резания на уровне стоянки:

= 0,9

Максимальный радиус резанья на уровне подошвы забоя:

 =  - ,

где т = 1,0

Минимальный радиус копания

где = 3,5 - 0,20 = 3,3 м (за вычетом недобора)

,

где К = 3,42 м и Б = 2,93 м - длина и ширина хода

с = 1,71 м - половина длины хода;

d = 1 м - расстояние от опоры машины до бровки откоса (принимаем 1м);

z = 4,5 м - допустимое расстояние от опоры машины до основания откоса;

 - размерный параметр ходовой части.

Выбираем наибольшее значения для , .

Длина рабочей передвижки: =  -  , следовательно, экскаватор не сможет обеспечить отрывку котлована данной глубины. Нужно выбрать экскаватор с более длинной стрелой (с большим R_{k max)}. Выбираем экскаватор ЭО-5122 c R_{k max}=11,4 м. Он так же не сможет обеспечить отрывку котлована данной глубины. Выбираем экскаватор ЭО-6122 c R_{k max}=12,4 м.

Рабочие параметры и технико-экономические показатели экскаватора

Определение нормы времени () производится по ЕНиР §Е2-1-11 (с.51), в соответствии с указаниями по применению норм.

= 1,1 маш-ч.

= 2,2 чел-ч.

Номер нормы 7б.

Себестоимость механизированной разработки грунта:

C_i = 1,08 C_{м. см} / М_см = 1,08 57,97/727,27 = 0,086 р. / м³;

М_см = (8 100) / Нвр = (8 100) / 1,1 = 727,27,3 м³/см;

Удельные капитальные вложения на 1 м³ грунта:

К_i = 1,07 С_{о. ц.} / (М_см t _год) = 1,07 74900/ (727,27 300) = 0,367 р. /м³

Приведенные затраты:

П_i = C_i + Е_н K_i = 0,086 + 0,12 0,367 = 0,13 р. /м³.

Трудоемкость разработки грунта в котловане равна:

Т_р = Н_{вр (}V_к + V_т) / (V’ 8) = 1,1 ₍11187,166+308,7) / (100 8) = 15,8 маш-смен.

Определение продолжительности работы экскаватора.

Календарное время работы равно:

Т = Т_р / N_маш,

где N_{маш -} количество машин.

Если принять, что количество машин (экскаваторов) N_м = 2, то

Т = 15,8/2 = 8 смен.

3.2 Выбор вспомогательных (комплектующих) машин для разработки котлована

В качестве комплектующих машин для вывоза лишнего грунта из котлована применяются автосамосвалы.

При выборе автомашин учитывается, что вместимость кузова самосвала должна обеспечивать погрузку не менее трех ковшей грунта. Выбираем автомашину в зависимости от емкости ковша экскаватора

h_выгр  h_т + h_з,

где

h_выгр = 3,5 м - высота разгрузки экскаватора, принимаемая по ЕНиР;

Количество автосамосвалов или состав тракторного или железнодорожного транспорта определяется одним из условий, чтобы землеройная машина не простаивала.

Количество транспортных единиц, обеспечивающих бесперебойную работу экскаватора, определяют по формуле:

где N - полное потребное количество транспортных единиц;

 длительность цикла работы транспорта в минутах;

 время погрузки и необходимых манёвров транспортной единицы в минутах.

Длительность цикла  складывается из времени на погрузку (), времени на разгрузку (), времени движения транспорта до места отвала и обратно () и определяется по формуле:

Для определения времени на погрузку необходимо знать количество ковшей, требуемых для загрузки транспортной единицы:

где Q - грузоподъёмность транспортной единицы;

 - насыпная плотность грунта;

 - ёмкость ковша, м³;

 - коэффициент наполнения ковша равный в среднем 0,8-1;

 - коэффициент разрыхления грунта.

Полученную величину  округляют до целого числа и определяют объём грунта в кузове по формуле:

;

Время погрузки определяют по формуле:

где  - производительность экскаватора, м³/час;

 - коэффициент транспорта, учитывающий потери времени, связанные со сменой транспорта равный 0,85-0,94.

Время транспортной единицы в пути определяется по формуле:

где L - дальность транспортировки грунта, км;

 - средняя скорость транспортной единицы, км/час (20-25 км/час)

Время разгрузки и необходимых манёвров устанавливается в зависимости от методов разгрузки и принимается по справочникам.

Совместная работа экскаватора и транспортных средств может быть выражена графиком, при построении которого по горизонтали откладывают время в минутах, а по вертикали - расстояние транспортировки грунта. За счёт округления до целого числа машин в графе получается разрыв , который обозначает простой экскаватора или транспортных средств.

По объему ковша экскаватора в качестве транспортного средства выбираем автосамосвал КРАЗ-222 (h_выгр  h_т + h_з; 3 < 2,58 + 0,8 = 3,38 м < 10 может работать только при максимальной высоте выгрузки):

грузоподъемность 10 т;

габаритные размеры: длина 8,19 м, ширина 2,65 м, высота 2,72 м;

емкость кузова 8 м³;

минимальный радиус поворота 10,5 м;

высота до верха борта 2,58 м;

время маневрирования при погрузке 2 мин.;

время разгрузки (с маневрированием) 1,9 мин.;

расчетная стоимость 9170 руб.;

себестоимость машино-смены 31,8 руб.

Количество ковшей, необходимых для загрузки транспортной единицы:

n_к = 10/ (2 1,6 0,85/1,125) = 4 ковша

Объём грунта в кузове:

V_к = 4 1,6 0,85 /1,125 = 4,8 м³

Условие Q > Vк  выполняется, т. к

> 4,8 2 = 9,6 т

П_э = 727,27 /8 = 90,91 м³/ч

Время погрузки:

t_n = 60 4,8 / (90,91 0,9) = 4 мин

t_n + 3 мин = 4 + 3 = 7 мин

Время транспортной единицы в пути:

t_дв = 2 60 15 /29,5 = 61 мин

V_ср = (19 + 40) /2 = 29,5 км/ч

Скорость автосамосвала с грузом 19 км/час.

Скорость автосамосвала без груза 40 км/час.

Время разгрузки - 3 минуты

Длительность цикла работы:

Т_ц = 7 + 61 + 3 = 71

Количество транспортных средств:

N = 71 /7 ≈ 10 автосамосвалов.

3.3 Выбор комплекта машин и механизмов для обратной засыпки

Обратная засыпка выполняется послойно бульдозером, уплотняется электрическими трамбовками.

Для V_оз = 6246,025 м³ рекомендуются бульдозеры на тракторах мощностью 75-100 л. с. Выбираем бульдозер Д-492А на базе трактора Т-100.

Стоимость машино-смены: С_{м. см} = 32,14 руб.

Норма времени при перемещении грунта на расстояние до 5 м

Н_вр = 0,39 маш. - ч, номер нормы 5 б.

На каждые следующие 5 м: Н_вр^д = 0,17 маш. - ч, номер нормы 5 д,

Уплотнение: трамбовка ИЭ-4502

Глубина уплотнения (за 2 прохода) 40 см

Размеры трамбующего башмака 350 х 450 мм

Характеристика электродвигателя:

Мощность 0,4 (0,5) кВт (л. с.)

Напряжение 220 В, Частота тока 50 Гц, Частота ударов 9,3, Габариты 970х475х960 мм, Масса 81,5 кг, H_вр = 1,9 чел-ч. (2а)

4. Технология и организация производства работ

4.1 Технология и организация производства работ при разработке котлована

При проектировании проходок экскаваторов необходимо обеспечить производительную работу машин и безопасные условия при производстве работ. С этой целью требуется решить ряд вопросов: правильно выбрать тип проходок, обеспечить оптимальные углы поворота при работе экскаватора, предусмотреть удобную подачу транспортных средств к экскаватору, правильно разместить транспортные средства по отношению к экскаватору; обеспечить безопасную работу машин вблизи откоса выемки.

Грунт разрабатывается гидравлическим экскаватором ЭО-6122 со следующими параметрами: объем ковша 1,6 м³; R_{к max} = 12,4 м;

R_{p опт} = 0,9 R _{max p}= 11,16 м; R _{max п} = 7,66 м; R _{min п} = 7,05 м; l_п = 0,61 м.

Разработка грунта производится с погрузкой в транспортные средства (КРАЗ-222, грузоподъемность Q = 10 т.).

. Выбор типа проходок и схемы разработки котлована производится в зависимости от ширины котлована.

Сравниваем ширину котлована по верху (В) с R _max:

/ 12,4 = 4,8 > 3,5.

Т.к. ширина котлована В > 3,5 R _max, для его разработки можно предусмотреть несколько параллельных лобовых проходок.

. Ширина нормальной лобовой проходки равна:

поверху:

В_л^в = 2;

В_л^в = 2 × = 23,17 м;

понизу:

В_л^н = 2;

В_л^н = 2 × = 15,27 м.

Сравниваем ширину котлована понизу с В_л^н и определяем требуемое число проходок: 60/15,27 = 3,92 ≈ 4. Принимаем 4 проходки и рассчитываем принятую (фактическую) ширину проходок понизу (В_{л. ф}^н):

В_{л. ф}^н = 60/4 = 15 м.

Принятая ширина проходки (В_{л. ф}^н) не должна превышать расчетной, полученной по формуле (В_л^н). Условие выполнено (15 < 15,27).

. Проверка условия по технике безопасности. Согласно требований техники безопасности, расстояние t от опоры машин до основания откоса должно быть не менее допустимой величины z по СНиП 12-03-2001 т.е. должно выполняться условие: t ≥ z.

В данном примере z = 4,5 м. Находим расстояние t от опоры (гусеницы) до основания бокового откоса для второй и последующих проходок:

t = (В_л^н / 2) - (Б / 2),

где Б - ширина хода экскаватора. Получаем t = (13,25/2) - (3,6/2) = 4,825 м > 4,5 м. Условие t ≥ z выполнено.