CC BY
66
УДК 621.873.3
ОСОБЕННОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ КРАНЛАЙНОВ
В.А. Пенчук, д.т.н., профессор, О.С. Кочетов, специалист, Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. Приведена экономическая целесообразность и техническая возможность этих процессов. Представлено новое техническое решение по очистке дна рек, водоемов.
Ключевые слова: кранлайн, очистка, техническое решение, экономическая целесообразность, техническая возможность.
Введение
Земляным работам по очистке рек, водоемов, шламонакопителей в ближайшее время должно быть уделено повышенное внимание как со стороны экологических органов, так и рыбо-охранных.
Для выполнения земляных работ под водой вероятнее всего будет использованы строительные драглайны с емкостью ковша 0,4 -2,5 м3 [1].
Повышение эффективности рабочих процессов драглайнов уделено внимание во многих работах. Представляет интерес техническое решение по повышению эффективности рабочих процессов шагающих экскаваторов с оборудованием кранлайн [2].
Анализ публикаций
Драглайн (англ. Dragline - тянуть по линии) -экскаватор, в котором рабочий орган (ковш) подвешен к стреле на канатах (подъёмном и тяговом), разработка грунта осуществляется ниже уровня его стояния.
В данное время появилось новое понятие «кранлайн», что означает подъем по линии, машины данного типа представляют собой модифицированный экскаватор-драглайн, работающий на открытых горных работах и имеющий прицельную погрузку горной мас-
сы в средства карьерного транспорта. При использовании подобной схемы на строительных драглайн дает экономический эффект за счет увеличения производительности, так как позволяет увеличить зону разработки грунта без изменения емкости ковша, а так же обеспечивается устойчивость базовой машины.
Результатом математической модели производительности является график функции í = f{q), данный график изображен на рис. 1.
i
П, м3/ 200 150 100 50 0
10 11 12 13 14 15 16 дм
Рис. 1. График производительности от вылета стрелы: 1 - производительность новой машины; 2 - производительность базовой машины
Производительность увеличивается на 20 -30% в зависимости от вылета стрелы.
Цель и постановка задачи
Необходимо решить проблему очистки дна рек и водоемов, но отсутствует специализированное оборудование.
Перспективы развития
Предлагаемое техническое решение (рис. 2) позволяет решить данную задачу за счет прицельной разгрузки ковша.
Для обеспечения нового способа разгрузки необходимо установить опрокидной блок с
роликами, ограничитель грузоподъемности на оттяжках стрелы и подвесить на стреле узел разгрузки.
Обоснование емкости ковша приводим из расчетов на грузовую устойчивость для двух положений.
Для контроля устойчивости требуется специфическая настройка ограничителя грузоподъемности (см. рис. 3), то есть на участке 0-1 он контролирует усилие от груженного ковша, на 1-2 происходит перепад усилия, на 2-3 - от пустого ковша.
Рис. 2. Новая конструкция экскаватора-драглайна (расчетная схема): 1 - базовая машина, 2 -кронштейн, 3 - опрокидной блок с роликами, 4 - тяговый и подъемный канаты, 5 - ковш (рабочий орган), 6 - стрела; Ь1=10 м - основная стрела, Х2=13 м - основная стрела со вставкой 3 м, £2=15,5 м - основная стрела со вставкой 5,5 м, /набр - длина набора грунта, м
/-Ч 3
Q м
0 1
2 ^ОП 3
l , м
ll l2
Рис. 3. График зависимости емкости ковша от вылета стрелы: q1 - емкость ковша базовой машины, q2 - емкость ковша новой машины
Из графика видно выполнение условия
Я 2 >Ях-
Принимая, что вес ковша зависит от его емкости
GK2= KK-q2.
где Кк - коэффициент перевода емкости ковша в его вес.
Теперь найдем емкость ковша для двух положений (см. рис. 2)
_ <Якс • 4кс - Сэкс ■ Ккс • tga - Ку -(вг
С1и Ку-Кк-(гк+г+Ик+г.1ёа) Х
(Уг + Уг • сё") + Зстр • (^стр + Ку • Сё»)) .
' ^экс — Г'жс ' ^экс ' ~~ ^ \
=-^х
1<У-КК-(ГК1 + А,. , ^а) Ку-Кк-{гк+\Л%а) '
По результатам расчета выбираем приемлемую емкость ковша.
Выводы
Увеличение объемов земляных работ, усложнение схем производства работ, возрастающие требования к срокам их выполнения, уменьшению технологических простоев, необходимость снижения материальных затрат, а так же очистка дна водоемов требуют дальнейшего совершенствования экскаваторов-драглайнов. Среди направлений совершенствования машин следует особо выделить прицельную разгрузку ковша в транспортное средство. Таким образом существенно увеличится эффективность работы машины, разработка большей зоны, увеличится емкость рабочего органа, что приведёт к увеличению производительности экскаватора.
Для достижения данной цели необходима небольшая модернизация машины, которая заключается в установке на стреле специального узла разгрузки, дополнительных роликов на опрокидном блоке ковша и установка на подъемный канат ограничителя грузоподъемности.
Следует отметить, что этот способ целевой разгрузки ковша применяется на карьерных экскаваторах-кранлайнах. Предполагается использовать данный способ на строительных экскаваторах-драглайнах, с емкостью ковша, не превышающей 2,5 м3.
Литература
1. Домбровский Н.Г. Экскаваторы. Общие
вопросы проектирования, исследование и применение. - М.: Машиностроение, 1969.
2. Институт горного дела А.А. Скочинского
Кранлайн новая техника и технология открытых работ. www.igds.ru
Рецензент: В.В. Ничке, профессор, д.т.н., ХНАДУ.
Статья поступила в редакцию 20 июля 2007г.
