CC BY
139
Горные машины и комплексы
3
ГОРНЫЕ МАШИНЫ И КОМПЛЕКСЫ
УДК 622.684.
А.А.Хорешок, Д.В.Стенин
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО СООТНОШЕНИЯ СОПРЯЖЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРНО-АВТОМОБИЛЬНЫХ
КОМПЛЕКСОВ
Ведущее место в горнодобывающей промышленности занимает открытый способ добычи полезных ископаемых как наиболее производительный, экономичный и безопасный, причем в ближайшей перспективе он сохранит свое доминирующее положение.
Транспортирование в карьере является важнейшим звеном единого технологического процесса. Несмотря на широкое применение с этой целью различных видов транспорта, в настоящее время более 50% всей разрабатываемой горной массы перевозится большегрузными автосамосвалами.
Погрузка, как и транспортирование, горной массы является ключевым процессом в технологии открытой разработки месторождений и оказывает определяющее воздействие на техникоэкономические показатели горнодобывающих предприятий.
При оперативном управлении погрузочнотранспортным комплексом оптимальные показатели использования горнотранспортного оборудования достигаются регулированием количества автосамосвалов, направляемых к экскаваторам.
Для обеспечения правильной организации работы экскаваторно-автомобильного комплекса (ЭАК) и эффективного его использования во времени большое значение имеет выбор оптимального сочетания между объемом кузова автосамосвала (Уа) и объемом ковша экскаватора (Уэ).
Несоответствие экскаваторов и автосамосвалов является причиной низкой загрузки погрузочно-транспортного оборудования, значительных технологических и организационных простоев оборудования, перегрузки автосамосвалов и т.д.
Рациональное сочетание сопряженных рабочих параметров (вместимость кузова автосамосвала и ковша экскаватора) машин ЭАК должно обеспечивать:
- максимальную производительность комплекса в заданных условиях;
- предупреждение динамических перегрузок узлов автосамосвала в процессе его загрузки;
- обеспечение оптимальной степени загрузки;
- наименьшие экономические затраты на погрузку и транспортирование горной массы.
Соотношение Уа и Уэ определяет степень производительного использования как экскаватора, так и автосамосвала и этим оказывает влияние на экономические показатели погрузочнотранспортного процесса. Соотношение Уа / Уэ , которое при конкретных горнотехнических условиях обеспечивает высокопроизводительную работу ЭАК в целом и наименьшие эксплуатационные и капитальные затраты на процессы погрузки и транспортирования горной массы, является оптимальным. На него следует ориентироваться при формировании погрузочно-транспортных комплексов карьеров.
Рациональное соотношение зависит как от технической характеристики погрузочного оборудования (масса экскаватора, его геометрические параметры, продолжительность цикла экскавации, вместимость ковша и др.), так и от горнотехнических условий работы ЭАК (физикомеханические свойства горной массы, параметры забоя экскаватора, расстояние транспортирования, сложность трассы и параметры автодорог, качество дорожной одежды, среднетехническая скорость движения автосамосвалов, организация погрузки и разгрузки и др.).
Характер задачи, для решения которой требуется установить рациональное соотношение Уа / Уэ, обусловливает методику его расчета. Следует учитывать, что существует минимально допустимое соотношение, которое определяется необходимостью максимальной реализации технической производительности экскаватора и прочностными свойствами автосамосвалов.
Минимальное значение Уа / Уэ по прочностным свойствам может быть определено с учетом следующих факторов. При погрузке ковша экскаватора в конструктивных элементах автосамосвала под действием статических и динамических нагрузок от разгружаемой горной массы возникают напряжения, которые находятся в прямой зависимости от объемного веса горной массы и вместимости ковша экскаватора. Эти нагрузки ограничивают минимальное значение соотношения
4
Л.Л.Хорешок, Д.В.Стенин
вместимости кузова автосамосвала и ковша экскаватора.
Динамика загрузки автосамосвала регулируется в первую очередь изменением высоты падения груза в определенных пределах, определяемых главным образом конструктивными параметрами ковша экскаватора. С увеличением мощности экскаваторов и, следовательно, емкости ковша минимальная высота разгрузки и фактическая минимальная высота падения груза увеличиваются. В результате, возрастают динамические нагрузки на опорные металлоконструкции, а ресурс их снижается (рис. 1).
соотношение УнЛ/з -*-0 -*-1_ф
Рис. 1. Влияние соотношения Уа / Уэ на интенсивность напряжений и фактический ресурс несущей системы при погрузке автосамосвала.
Так как динамические нагрузки, испытываемые несущей системой автосамосвала при его загрузке, так же как и при движении, непосредственно определяют ресурс, то оценивать эффективность принятого соотношения Уа / Уэ следует по годовой производительности (рис. 2), позволяющей учесть продолжительность простоя автосамосвалов в ремонте.
Рис. 2. Зависимость годовой производительности автосамосвала от соотношения Уа / Уэ.
Данные зависимости (рис.1 и 2) были получены при сочетании автосамосвала БелАЗ-75211 с экскаваторами, имеющими различный объем ковша.
Проанализировав эти зависимости, можно сделать вывод, что при увеличении соотношения Уа / Уэ уменьшаются динамические нагрузки на опорные металлоконструкции и увеличивается их ресурс, а, следовательно, растет и годовая производительность. Однако, в определенный момент увеличение соотношения Уа / Уэ приведет к значительным простоям автосамосвала под погрузкой, что вызовет снижение годовой производительности.
Как видно из рис. 2, в данном случае максимальная годовая производительность автосамосвала может быть достигнута при соотношении Уа / Уэ =5 .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Казарез А.И., Кулешов А.А. Эксплуатация карьерных автосамосвалов с электромеханической трансмиссией. - М.: Недра, 1988, - 264 с.
2. Зырянов Н.В. Методика определения влияния условий эксплуатации на долговечность конструкций карьерных автосамосвалов // Цветная металлургия, 1994, №4-5, с. 22 - 23.
3. Кулешов А.А. Мощные экскаваторно-автомобильные комплексы карьеров. - М.: Недра, 1980, - 317
с.
4. Смирнов В.П., Лель Ю.И. Теория карьерного большегрузного автотранспорта. - Екатеринбург, 2002. - 355с.
□ Авторы статьи:
Хорешок Стенин
Алексей Алексеевич Дмитрий Владимирович
- докт. техн. наук, проф., каф. - ст. преподаватель каф.
«Горные машины и комплексы» «Эксплуатация автомобилей»
