Расчет производительности экскаваторов

Теоретическая производительность экскаватора в разрыхленной массе определяется по формуле

П_э.т=60Еn, м³/ч (4.6)

где Е – емкость ковша, м³;

n – число ковшей, разгружаемых в минуту.

Для многоковшовых экскаваторов значение n дается в технической характеристике, а для одноковшовых оно определяется по формуле

(4.7)

где Т_ц.т – теоретическая продолжительность рабочего цикла, с.

Тогда , м³/ч (4.8)

Теоретическая производительность экскаватора приводится в паспорте, поэтому она также называется паспортной.

Техническая производительность экскаватора – максимальная часовая производительность экскаватора при непрерывной его работе в конкретных горно-геологических условиях. Часовая техническая производительность в плотной массе для многоковшовых экскаваторов определяется по формуле

П_э.тех=60ЕnК_эК_з, м³ (4.9)

где К_э – коэффициент экскавации К_э=К_н.к/К_р.к К_н.к – коэффициент наполнения ковша; К_р.к – коэффициент разрыхления породы в ковше; К_з – коэффициент забоя, учитывающий влияние вспомогательных операций.

где t_р – длительность работы экскаватора с одного положения или при одном направлении движения ротора, с; t_в – длительность одной передвижки или перемены направления движения ротора, с.

Часовая техническая производительность в плотной массе для одноковшовых экскаваторов определяется по формуле

, м³ (4.10)

где Т_ц.р – расчетное время рабочего цикла экскаватора в данном забое, зависящее от вида разрабатываемых пород и угла поворота экскаватора к разгрузке, с.

Т_ц.р=t_ч+t_п.р+t_п.з+t_р, с (4.11)

где t_ч– время черпания, с; t_р – время разгрузки ковша, с; t_п.р , t_п.з – время поворота соответственно с месту разгрузки и к забою, с.

В наибольшей степени совершенство организации работ характеризует годовая производительность. Сменная эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле

П_э.см=П_э.техТ_см

К_и.э, м³ (4.12)

где Т_см – продолжительность смены, ч;

К_и.э – коэффициент использования экскаватора во времени, зависящий от типа

применяемого оборудования в смежных технологических процессах.

Годовая эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле

П_э.г=П_{э. см}N_днn_дн , м³ (4.13)

где N_дн

– число рабочих дней в году;

n_см– число рабочих смен в сутки.

Производительность одноковшовых экскаваторов

Различают четыре вида производительности:

1.Конструктивная или теоретическая – производительность за час непрерывной работы в расчетных условиях:

П_k = 60 · g · n; (м³/ч)

 где: g – геометрическая вместимость ковша, м³;

 n – число циклов в единицу времени (минуту) при расчетных условиях.

 2.Техническая производительность – должна соответствовать конкретным условиям работы в забое:

 

П_Т = 60 · g k_н · n/К_р;

  где: g – объем ковша м³;

 k_H – коэффициент наполнения ковша;

 k_p – коэффициент разрыхления грунта;

 n – число циклов в минуту в конкретных условиях забоя;

Высокопроизводительные одноковшовые экскаваторы

 Все величины входящие в уравнение кроме геометрической вместимости ковша переменные, зависящие от грунтовых условий формы забоя, квалификации машиниста.

3.Эксплуатационной производительностью – называется средняя фактическая производительность (м³/ч) экскаватора при работе в конкретных условиях с учетом неизбежных простоев:

П_э = П_т · k_в = 60 · g · k_н k_в  n/К_р

 где:k_B – коэффициент использования рабочего времени машины,  представляющий собой отношение времени чистой работы ко  всему затраченному;

 k_H – коэффициент наполнения 0,8 – 1,5 в зависимости от вида грунта,  влажности, рабочего оборудования;

 k_p – коэффициент разрыхления 1,1 – 1,3;

 k_В – коэффициент использования рабочего времени 0,75 – 0,85.

где: t_ц – продолжительность одного цикла, с.

 В свою очередь, t_ц

t_ц = t_k + t_n + t_в + t_n

 где: t_k – продолжительность копания (10 – 20 сек)

 t_n – продолжительность поворота на выгрузку (4 – 6 сек)

 t_в – продолжительность выгрузки (3 – 5 сек)

 t_n – продолжительность поворота в забой (2 – 3 сек)

 4.Нормативная производительность – это объем работ, который должен быть выполнен с помощью машины за единицу времени. По своей сути она соответствует эксплуатационной. Число циклов и в единицу времени (минуту) зависит от конструктивных особенностей экскаватора, грунтовых условий, формы забоя.

Повышение производительности экскаватора | For Construction Pros

Понимание особенностей экскаватора позволяет операторам добиваться максимальной производительности.

5 января 2011 г.

Curt Bennink

Современные экскаваторы оснащены функциями повышения производительности, но если вы не понимаете преимуществ, встроенных в вашу конкретную машину, вы не сможете их использовать. Каждый производитель предлагает свои уникальные нюансы. Стоит потратить время на изучение функций и технологий и того, как они могут сократить время цикла.

«Практическое правило для экскаваторов: время цикла имеет решающее значение», — говорит Мэтью Хендри, John Deere Construction. «Чтобы максимизировать производительность, вы должны убедиться, что ваши циклы выполняются максимально быстро. С 20-тонной машиной вы, вероятно, рассчитываете на время цикла от 9 до 10 секунд, если делаете все правильно. Вы подходите к 85-тонной машине, и вы, вероятно, смотрите на время цикла 18 секунд. Большие машины немного медленнее».

Сокращение времени цикла снижает затраты. «Если вы начнете удлинять время цикла, ваши затраты возрастут, а объем производства упадет», — говорит Хендри.

Существует множество универсальных советов, способных повысить эффективность вне зависимости от марки и модели. «Опытные операторы могут рассказать вам, что существует множество способов максимизировать производительность и снизить затраты на эксплуатацию любого типа строительной техники», — говорит Роб Бриттен, менеджер по продукции Link-Belt Excavators. «Установка зубьев ковша под правильным углом при копании увеличивает производительность. Наличие подходящих инструментов для помощи при подъеме грузов экономит время. У вас больше грузоподъемности, когда стрела сдвинута ближе к машине. соединитель, чтобы сократить время, необходимое для замены инструментов».

Понимание уникальных особенностей

«Самое важное, что может сделать оператор для максимизации производительности любой машины, — это знать оборудование, и это начинается с прочтения руководства по эксплуатации», — говорит Бриттен.

Различные машины могут лучше реагировать на разные методы. «У экскаваторов John Deere и Hitachi очень сильная рука, — говорит Хендри. «Большую часть нашего цикла копания мы выполняем с помощью рукоятки, а не скручивания ковша. На самом деле это более быстрый цикл… С нашими экскаваторами вы получаете угол наклона зубьев ковша примерно в 50°. поднимите стрелу ровно настолько, чтобы рука не остановилась.В фазе 0° входящего манипулятора этот ковш заполнен примерно на 95%. Наши машины наполнят этот ковш силой руки».

Экскаваторы без этой дополнительной прочности войдут в строй и разрядятся. или наклоните ковш на 10°, чтобы сохранить этот материал, и вы отправляетесь к отвалу или к грузовику». материал назад, чем если бы вы скручивали ведро. «Вы можете свернуться под ним, и к тому времени, когда вы это почувствуете, вы обычно его ломаете», — говорит Хендри.0003

Уникальная гидравлическая система Liebherr Construction Equipment позволяет экскаватору одновременно выполнять несколько функций. «Благодаря нашей гидравлической системе с тремя насосами в наших машинах весом 30 тонн и выше у нас есть специальный поворотный насос с замкнутым контуром, который не отводит гидравлический поток от гидравлики навесного оборудования», — говорит Джефф Пауэлл. «Это позволяет оператору поднимать, сворачивать или выгружать ковш, не снижая скорости».

Это значительно сокращает время цикла, необходимое для выкапывания, подъема ковша из ямы и перекидывания его через борт в грузовик или добавления отвала в кучу. «Благодаря этой специальной гидравлической системе поворота мы можем наблюдать сокращение времени цикла до 20 %, что соответствует тому, что оператор может перемещать больше материала быстрее», — говорит Пауэлл.

Настройки управления также могут влиять на работу оператора. Несколько представленных на рынке экскаваторов, включая модели John Deere и Hitachi, в настоящее время предлагают органы управления с коротким ходом.

«Ваши руки двигаются намного меньше на наших машинах, чем на некоторых из наших конкурентов», — утверждает Хендри. «Наши инженеры провели исследования и обнаружили, что некоторые из наших конкурентов за день преодолевают расстояние, равное футбольному полю».

Рассмотрите влияние в течение 8- или 10-часового рабочего дня. «Утро всегда самое продуктивное время», — говорит Хендри. «По мере продвижения в течение дня вы утомляетесь и замедляетесь. Чем больше вы двигаете руками, тем больше вы устаете».

Включите правильный режим

Многие экскаваторы имеют режимы работы. Возьмем, к примеру, четыре выбираемых режима на Link-Belt серии X2.

«Режим SP, также известный как «Приоритет скорости», обеспечивает полные обороты двигателя и мощность насоса для скорости во всех функциях, таких как поворот, движение и т. д.», — говорит Бриттен. «H-режим — это средний режим дорожных работ, который используется для общих условий эксплуатации. Он полезен как для скорости, так и для мощности. , точные движения. Режим A обеспечивает дополнительную подъемную силу с постоянно включенным Power Boost».

Четвертый режим — это режим прикрепления. Машина предварительно запрограммирована на дополнительные настройки, включая поток одинарного или двойного действия. Настройки производительности насоса соответствуют требованиям инструмента.

Некоторые производители, напротив, предпочитают одиночный режим работы. «В отличие от конкурирующих систем, которые имеют несколько режимов работы, которые используют или, возможно, понимают лишь немногие операторы, экскаваторы LiuGong не [имеют несколько выбираемых режимов]», — говорит Джордж Лумпкинс, директор по разработке и поддержке продукции LiuGong North America. «Если условия работы оператора LiuGong и / или клиента не требуют максимальной скорости, оператор просто снижает обороты двигателя в соответствии с условиями работы. Система компенсирует это снижением выходной мощности и снижением расхода топлива для данной работы».

Точно так же экскаваторы John Deere и Hitachi оснащены системой единого рабочего режима. «Наша система называется Powerwise III, — говорит Хендри. «Он реагирует на нажатие рычага. Каким бы ни было действие оператора, система автоматически предоставит ему требуемую производительность. Оператору приходится брать на себя все догадки».

Рассмотрим пример работы с трубой. «Если оператор делает работу с трубой и сильно копает, а затем должен поднять тяжелую секцию трубы в траншею, на каком-то экскаваторе с управлением EH вы должны перейти из режима копания в режим подъема, чтобы иметь возможность Контролируйте это», — говорит Хендри. «С нашей системой он просто переворачивается, цепляется за трубу и может очень плавно поворачивать кран без необходимости регулировать органы управления на машине».

Эта система позволяет оператору сразу переходить от тяжелого копания к операциям, требующим точного контроля. «Он может перейти от тяжелого копания к точной сортировке. Все зависит от его пальцев, а система автоматически подстраивается», — говорит Хендри. «Большинство операторов редко, если вообще когда-либо, понимают все эти регулировки управления в машинах, у которых они есть. Они входят, переключают его в режим максимальной мощности и идут». Это может привести к резким движениям при подъеме материалов.

Несмотря на то, что у экскаваторов John Deere и Hitachi есть только один режим работы, есть три режима мощности в зависимости от частоты вращения двигателя: экономичный, мощный и высокий.

«Когда вы переведете его в экономичный режим, он упадет на 100 об/мин по сравнению с режимом повышенной мощности», — отмечает Хендри. Это приводит к 4% экономии топлива. Экономичный режим также удобен для более легких задач, таких как загрузка кофемолки.

Хендри недавно работал с подрядчиком, который просматривал верхний слой почвы. «Он работал в режиме Power, а я отказал ему в экономичности. У него отличная производительность, и он экономит топливо», — отмечает он. «Он был типичным оператором — выкрути его на максимум».

В режиме высокой мощности обороты двигателя увеличиваются еще на 100 об/мин, когда система определяет давление на зубьях 3500 фунтов на квадратный дюйм. Дополнительный импульс позволяет машине пробивать действительно твердый материал. Он автоматически срабатывает в тяжелых условиях копания, но не остается там на неопределенный срок. «Когда вы прорветесь через него и давление на зубья упадет ниже порога в 3500 фунтов, он выйдет из High Power», — говорит Хендри.

4%-ную экономию топлива можно получить, вместо этого используя режим повышенной мощности и функцию повышения мощности, расположенную на правом контроллере. «На машинах Deere/Hitachi стрела всегда включена, — говорит Хендри. «Когда вы активируете кнопку, вы получите восемь секунд повышенной производительности на вашей руке и ведре».

Он добавляет: «Если вы копаете в усиленном режиме и наткнетесь на какой-нибудь твердый материал, вы нажмете эту кнопку, и вы по сути получите давление в высоком мощностном режиме и позволите копать твердые материалы, не пиная двигатель [скорость]. вверх.”

Многие производители предлагают версию Power Boost. «Как следует из названия, «Auto Power Boost» позволяет давлению в гидравлической системе автоматически повышаться до более высокого рельефа в течение восьми секунд, обеспечивая дополнительную мощность в тяжелых условиях, таких как копание в глине или твердой, каменистой почве или при подъеме предметов». говорит Бриттен. «Это автоматически дает вам дополнительную мощность, когда она больше всего нужна».

«В отличие от большинства функций повышения мощности на конкурирующих машинах, система повышения мощности LiuGong представляет собой систему одним касанием, в которой оператору не нужно удерживать кнопку повышения мощности», — говорит Лампкинс. «Он просто касается его и отпускает, и он задействован до 8 секунд. Это не только увеличивает мощность копающего приспособления, но и обеспечивает лучший контроль над агрегатом, поскольку руки остаются в нормальном положении на джойстике».

Некоторые функции уникальны для конкретных производителей. «Выбираемая «Система тяжелого подъема» LiuGong не только увеличивает подъемную силу, но и снижает скорость машины как в оборотах двигателя, так и в гидравлическом потоке, чтобы более точно справляться с этими тяжелыми грузами», — говорит Лумпкинс. «Для этой функции нет ограничения по времени. Система включается с помощью кулисного переключателя».

Компания Liebherr предлагает систему управления инструментами для своих экскаваторов. «Благодаря системе управления навесным оборудованием Liebherr оператор может легко выбрать правильные настройки гидравлики для данного навесного оборудования без длительных простоев, требующих переустановки гидравлической системы на правильный расход и давление», — говорит Пауэлл. «Техник по обслуживанию может настроить несколько навесных приспособлений в меню, чтобы оператор мог выбирать из них для конкретных навесных приспособлений, присутствующих на рабочей площадке».

Эта система управления навесным оборудованием может быть установлена ​​с опциональной гидравлической быстроразъемной системой Likufix, которая позволяет оператору переключаться между навесными орудиями нажатием кнопки в кабине.

«Он не только соединяет штифты навесного оборудования с рукоятью, но также соединяет все необходимые гидравлические шланги между машиной и навесным оборудованием», — объясняет Пауэлл. «Все это делается без необходимости покидать кабину оператору».

Снижение расхода топлива и шума

Автоматическое замедление двигателя — еще одна распространенная функция экскаваторов.

«Сегодня большинство современных экскаваторов оснащены автоматической системой замедления двигателя, которая может автоматически снижать обороты двигателя после 5–10 секунд бездействия клиента с полных оборотов», — говорит Люмпкинс. «Эту систему можно включить или выключить».

Он отмечает: «У некоторых конкурентов есть система торможения One-Touch, в которой оператор может выбрать мгновенное снижение оборотов двигателя с помощью кнопки. Каждая система имеет свои преимущества, направленные на снижение расхода топлива, снижение шум и / или простота связи. Экскаваторы LiuGong имеют обе системы, доступные оператору, которые можно выбрать из кабины с помощью двух отдельных переключателей».

Экскаваторы Link-Belt также оснащены функцией замедления One-Touch. «One-Touch позволяет оператору экономить топливо, вручную регулируя обороты двигателя, касаясь переключателя в верхней части джойстика», — говорит Бриттен. «Преимущество замедлителя One-Touch заключается в том, что он позволяет оператору определить, когда он хочет выключить питание для экономии топлива, в отличие от другой функции, которая у нас также есть — Auto-Idle.

«Когда Auto-Idle включен включен, контроллер машины автоматически запускает двигатель на холостом ходу, когда джойстики находятся в нейтральном положении, — продолжает он. — Временная задержка для автоматического холостого хода может быть запрограммирована от одной до 30 секунд».0003

One-Touch, с другой стороны, позволяет оператору решить, когда и как долго двигатель будет работать на холостом ходу. «Эта функция всегда полезна, но обычно ее используют, когда ждут загрузки грузовиков», — говорит Бриттен.

Прочтите руководство

Перечисленные здесь функции и преимущества являются поверхностными. Многие подрядчики не используют приобретенные ими современные технологии экскаваторов.

Как вы уже догадались, существует множество технологий и функций, уникальных для каждой марки экскаватора. Не оставляйте деньги на столе. Лучшее место для начала? Попробуйте руководство пользователя. Вы можете быть удивлены тем, что вы узнаете!

Учитесь у истории

Появление бортовой технологии записи стало ценным инструментом управления. Например, Информационный центр машин (MIC) на экскаваторах Hitachi и John Deere будет регистрировать данные обо всем, что делает гидравлическая система экскаватора, с шагом в 15 минут.

«Таким образом, если владелец компании извлекает данные из машины каждые 1000 часов, он покажет ему в виде графика все, что оператор сделал с этой машиной, включая раскачивание, перемещение, работу на холостом ходу и копание», — говорит Мэтью. Хендри, Джон Дир.

Он добавляет: «Его можно использовать как действительно хороший инструмент управления. Скажем, вы извлекаете данные после того, как парень выполнил большую раскопку. Он загружает грузовики. После этой работы есть более 250 часов данных экскаватора. на что посмотреть. Эти данные показывают, что экскаватор простаивал 35% времени. Это говорит мне о двух вещах. Во-первых, у экскаватора не было достаточно грузовиков, поэтому он ждал грузовики. Во-вторых, у него, возможно, была слишком большая машина

“Возможно, на следующей ставке они смогут что-то подкорректировать, — продолжает он. — Это отличный инструмент для управления машиной, но это уже история”.0003

Наконечники для загрузки самосвалов

Экскаваторы и самосвалы с шарнирно-сочлененной рамой представляют собой эффективную систему землеройных работ, если все правильно настроено.

«Вы хотите подобрать размер грузовика для экскаватора или экскаватора для грузовика», — отмечает Мэтью Хендри, John Deere. «Тогда размер ковша на машине должен быть таким, чтобы вы могли загружать свой грузовик за три-пять проходов. Вам не нужно более пяти проходов, если вы можете помочь, потому что тогда вы теряете время».

Расположение грузовика имеет решающее значение при погрузке. Расположите грузовик с левой стороны от экскаватора таким образом, чтобы грузовик и экскаватор были обращены кабиной к кабине.

«Грузовик останавливается так, что изголовье кузова находится примерно в задней части кабины. В этом случае оператор не пытается смотреть сквозь стрелу», — отмечает Хендри. «Когда он входит в грузовик, он хорошо его видит. Это намного эффективнее и безопаснее для обоих операторов. И он должен поворачиваться в грузовик примерно на 25°. Это наиболее эффективное положение, которое вы можете получить.

“Если вы установите правильный радиус наконечника ковша, вы сможете кардинально изменить работу машины, — добавляет он. — Если вы загружаете в стык, вам нужен меньший радиус наконечника. Это максимизирует усилие отрыва, и у вас будет меньше усилий, чтобы перепрыгнуть через грузовик».

Liebherr USA, Co.

John Deere

John Deere Construction and Division

LBX COMPAY Экскаватор FM для лесохозяйственных работ

Caterpillar представляет новые гидравлические экскаваторы 340 и 352

Liebherr USA, Co.

John Deere

Готовы к тому, что будет следующим

Volvo Redisaints Feethers Fore Whiled

Case Tour, чтобы отпраздновать Minotaur

99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999

.

бетона

Новый компактный экскаватор Kubota KX030-4 заменяет KX71-3S в сегменте от 2 до 3 тонн, дополняя линейку Kubota серии KX. Увеличенная кабина, автоматическое переключение на более низкую передачу, легкий доступ к переключающему клапану и гидравлический возврат третьей линии — вот некоторые из ключевых обновлений.

John Deere представляет электрический экскаватор на выставке CES 2023

Электрический экскаватор Deere, работающий от аккумулятора Kreisel, предназначен для снижения ежедневных эксплуатационных расходов, уменьшения шума на стройплощадке, повышения надежности машины и нулевого уровня выбросов.

Компания Caterpillar предлагает гидравлический экскаватор модели 340

Усиленная конструкция нового экскаватора обеспечивает надежность при копании, загрузке самосвалов и работе с молотком.

SCIRP Открытый доступ

Издательство научных исследований

Журналы от A до Z

Журналы по темам

• Биомедицинские и биологические науки.
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение.
• Информатика. и общ.
• Науки о Земле и окружающей среде.
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные науки. и гуманитарные науки

Журналы по тематике  

• Биомедицина и науки о жизни
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение
• Информатика и связь
• Науки о Земле и окружающей среде
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные и гуманитарные науки

Публикация у нас

• Подача статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Публикуйте у нас  

• Представление статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766
	Публикация бумаги WeChat

Недавно опубликованные статьи

Недавно опубликованные статьи

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

клиент@scirp. Добавить комментарий Отменить ответ