CC BY
32
УДК621.К79
ОЦЕНКА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ПРИ ЭКСКАВАЦИИ ГОРНЫХ ПОРОД
А. П. Комиссаров, В. С. Шестаков
Доя определения технического уровня каркр« гых зкекаватор-л» использован здергетичесхнй иозхрд 'нергопотрсблсние характеризуется рядом помш телеЛ: энергоемкостью рабочего процесс;» («ссрх отм-жмпеппем); обшеб энфгоошетью н КГ1Д рабочих мехшипмо» при ихсонмесгноП риботе
Показано. что лля карьер»».« экскаватором пот ЭКГ процесс чшешацнн (копание)сопряжен сбош-шнми непрогааолнтепьными энфгдатрагами, превышающими энергозатраты на преодоление сопр.>-n tana ut* копанию
fCvoчглыгкыла ЭДСКДОШНЯ ГОрМЫХПОрОД, ЭНфГОТГОТребДеШЮ, ЭНфГОСМХОСГЬ. ЭИфГОПОГЛОШСИНС, •мффтшагтветевноги действия
Power approach bi used for determination of technical tevd quarry excava-totv Energy c^nsumpti.«i ilcsaibe by the nexi indicators: energy absorption gen-era) anil working process, efliacncy
Explained, what working processof quarry excavators entail great energy con sumption.
Key uvtdy excavation ofrock. expenditure of cn=t gy; specific expenditure of cnagy. лЫоф»юп о! cneryy. total efficiency of working mechanisms
В общем случае энергопотребление ха-ракгериэуггея следующими показателями:
- энергоемкостью рабочего процесса или эиергопоглошенисм [ 1J;
величиной работы движущих сил; удельными энерго затрата м н, отнесенными К объему JKCKtlBJipj'CNtoft породы (обшсЙ энергоемкостью);
-суммарным КПД рабочих механизмов; -епшеныо использования усгаиоилегшоА мшшюсгн привода
Величины энергозатрат и, соотвсктвен-но, потребляемой мощности при экскавации (копании) значительно пренышакгг энергозатраты прп транспортировании груженого и порожисто ковшей. Уровень энергопотребления при экскавации определяется режимом работы копающих механизмов (подксмиого к напорного).
В работе выполнена общая оценка знерго-лотрсолсния при зюйсаващпгскальных пород-расчепшй режим робот.
Энергоемкость экскавяшш г opt гых i юрод
где/Г - работа, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления капанию. V- объем экСКавнрусмой породы.
Величина работы
01
где - касательная составляющая сил сопротивления копанию; пугь наполнения ковша.
Объем экскавируемоЯ породы
V а 5/.. (2)
где .V - среднее значение плошшт поиеречпо-го сечения объема экскав»груемон породы
Подставив (I) и (2) в выражение для энергоемкости, получим:
где А'г--Коэффшшагт сопротивления копшпно (2). '
Пр*1 экскавации горных пород карьерны-мн экскаваторами типа ЭКГ Д'А = 0,016 ... 1,2 МПа. Расчетное значение коэффициента для скальных пород К, = 325 кПа, т с. расчетное значение энергоемкости экскавации скальных порол а = 325 кПп.
Удельные энергозатраты (общая энергоемкость) могут бьггь определены по зависимости
^ а О,
I лс I работа движущих сил (уашпЛ подъема к напора); Р, потребляемая мопшостъ при кошшии; /'. успшралеипяя мощность привода; производительность экскаватора (отнесенная к д-ш тельной и копания).
Например. для экскаиа гора ЭКГ-И)(нри МОЩНОСТИ сстевого ДВЯГл геля Р = 800 кВт.
ре •
расчетной дл н1 спькос ти копания Т\ = 8.7 с) расчетная производительность при работе и скальном забое и удельные эитратысоот-
ВСТСТ ЦСШЮ*
Уг= 10/8 " = 1.15м7е; Э»Й0й/1,'|5 »700кПа.
Суммарный ко'кМчншемт полезно» о дей* спаи и копающих механизмов (подьсашого и напорного) бет учет а иигфь.жерпш на |рс-иис II кшгсматтгаеских нарах
П«>м
л.
г
I .те Р - мощность. затра»шваемая на проодо-иепие соиропшчени-ч копаю «о
Р. - РтЪ •
где V, - скорость копания (вершины зуба кошшн.
Расчетное значение касательной составляющей сопротивления копанию определяется из условия запошил та ковша на уровне оси
напорное ЕПЛЛ
Т>|
А
"„К,
где I- вмесгнмосгьковша; К . Л* -соответ-
в г
с! вен но коэффшшеиты наполнения ковша и разрыхлении породы Н высота оси напорного вала.
Нелнчина скорости копания определяется •ишом траектории вершины зуба ковша я со-с г.|ваяет 0.6.. 1.2 м/с. Большие значения соответствуют крутонаклонным траекториям. Фактические значения скорости копания при работе в скальпом забое: »•=0,8...0.9 м/с |3].
Для экскаватора ЭКГ-10(прн Рт = 25С кН и = 0.&5 м/с) приближенное значение
М7
<у* Ш
Суммарный КПД можс1 быть определен и через соотношение энергоемкости зкекапа-Ш111 и обшей энергоемкости
В4 ----
Для экскаватор« ЭКГ-10 при экскавации 325 ..
скальных пород г\ чуи = " — = 0.46.
700
Низкий КПД при экскавации обусловливается как шпкнм КПД рычажного механизма (механизма рабочего оборудования! ввиду разнонаправленное™ движущих сил и скоростей подъема и напора, так И энергозатратами на подъем груженого ковша и рукояти на высоту разгрузки.
При выполнении остальных операции рабочего цикла потери энергии обусловливаются потерями на трение.и КПД механизмов составит -0.9.
С тепель использования установленной мощности привода за рабочий цикл относительно мала вв1шу снижения уровня потребляемой мощности при выполнении операций транспортирования ковша и разгрузки
Выводы
В целом характер формирования энергозатрат при экскавации определяется вменением потребляемой мощности. Для карьерных экскаваторов типа ЭКГ процесс эксказаиии оолрлжеис большими непроизводительными энергозатратами, превышающими энергозал-рнты на преодоление оогтро птл еш!Я коиашпо.
Энергоемкость экскавации горных пород (эиергопоглощашс) адекватна коэффициенту сопротивления копанию.
Суммарный КПД копающих механизмов определяется соотношением между энергоемкостью экскавации и общей энергоемкостью.
БИнаиогрАФИчваай^а в-юок
1. Лтт/умтои, /О. И Эф>|икг»ишск.тъсур0!0-•шиных технологий разработки крепких горим* пород на карьерах / Ю И Лнистрлтоп // Горная Промышленность,- 1997 -№2
2. Подурнц Р. Ю Мсхиничссхое оборудование гарироа/Р, Ю.Пошрпа - М.:Иха-воМГТУ,200Э.-Мбс
3 РсопшнЛ.Л КЬмпмолсыешштлти! *скп-кгториОКГ-12/А П. Рсх1МЯ1сА.А. Крлпль//Мослии-экгомсфательетва. - ЛХН. 1
