Проектирование экскаваторных забоев

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭКСКАВАТОРНОГО ЗАБОЯ

Методические указания r выполнению практических занятий

по дисциплине «Технология строительных процессов»

для студентов специальности 270102 −

Промышленное и гражданское строительство

Новокузнецк

2010

УДК 69.002 (07)

П790

Рецензент

доцент, зав. кафедрой АиСМ СибГИУ

О.В. Матехина

П790 Проектирование экскаваторного забоя: метод. указ/Сост.: Н.С. Магарамова; СибГИУ.− Новокузнецк, 2010. − 27 c.

Представлена методика определения параметров забоев одноковшовых экскаваторов при устройстве котлованов, варианты заданий для выполнения расчетов на практическом занятии, справочные материалы и контрольные вопросы для оценки качества усвоения материала.

Предназначены для студентов специальности 270102 − Промышленное и гражданское строительство.

Общие сведения

Целью практического занятия является освоение методики расчета параметров экскаваторного забоя при устройстве котлованов.

На основании исходных данных, приведенных в таблице 1 необходимо выбрать оптимальную схему проходок экскаватора при разработке котлована, запроектировать экскаваторный забой и рассчитать его параметры.

Наибольшая крутизна откосов котлованов и траншей и значения углов естественного откоса грунтов приведены в таблицах 2 и 4, крутизна откосов отвалов − в таблице 3.

Технические характеристики одноковшовых экскаваторов с различным видом оборудования представлены в таблицах 6, 7, 8, 9, 10.

Проектирование экскаваторных забоев

На эффективность работы экскаватора оказывают влияние геометрические параметры забоев. Под забоем понимается рабочая зона экскаватора, включающая часть грунтового массива, разрабатываемого с данной стоянки, а также площадку для установки экскаватора и транспортных средств. При работе по бестранспортной схеме к забою относятся также площадка с отвалом грунта, укладываемого с данной стоянки экскаватора.

При проектировании экскаваторных забоев необходимо решить следующие задачи:

определить рациональные формы и размеры всех элементов экскаваторного забоя;

− разбить поперечное сечение разрабатываемого котлована на экскаваторные проходки, определить их количество и размеры;

− установить пути движения автотранспорта и места установки его для погрузки;

− определить расположение отвалов и их размеры.

Запроектированный экскаваторный забой должен удовлетворять следующим требованиям:

− количество проходок должно быть минимальным;

− угол поворота стрелы экскаватора должен быть минимальным;

− высота забоя должна быть достаточной для наполнения ковша за одно черпание и не больше высоты резания для данного экскаватора

Таблица 1 – Исходные данные

Вариант	Размеры котлована, м	Вид грунта, (плотность т/м^3)	Марка экскаватора, рабочее оборудование
длина	ширина	глубина
			2,75	суглинок (1.80)	Э-652Б драглайн
			3.00	супесь (1.65)	ЭО 5111Б драглайн
			1,57	песок (1,80)	ЭО-4111В прям.лопата
			1,25	глина (1,85)	ЭО-4121А обр. лопата
			2,21	суглинок(1.75)	ЭО-4124 обр. лопата
			1,05	супесь (1.60)	ЭО-3311Г прям. лопата
			1,97	песок (1,60)	ЭО-3211Е драглайн
			2,69	глина (1,90)	ЭО-4125 обр. лопата
			3,30	суглинок (1.70)	ЭО-10011Е драглай
			1,73	супесь (1.65)	ЭО-3311А обр. лопата
			2,71	песок (1,65)	ЭО 4124 обр. лопата
12.			2,45	глина (1,95)	ЭО-4111В прям. лопата
			3,33	суглинок(1.80)	ЭО-5111 Б драглайн
			4.20	супесь (1.65)	ЭО 6112 Б драглайн
			2,64	песок (1,65)	ЭО 4111В драглайн
16.			1,84	глина (1,95)	ЭО-4111В прям. лопата
			3,57	суглинок (1.75)	ЭО 5111Б драглайн
			3.29	супесь (1.70)	ЭО-3311А обр. лопата
			,40	песок (1,65)	ЭО 5111Б драглайн
			1,49	глина (1,90)	ЭО 2211Г прям лопата
21.			3,15	суглинок(1.80)	ЭО-4124 обр. лопата
			2.18	супесь (1.70)	ЭО-4111В прям. лопата
23.			1,93	песок (1,65)	ЭО-4124 обр. лопата
			1.62	глина (1,95)	ЭО-4111В прям. лопата
			3,75	суглинок(1.80)	ЭО 5111Б драглайн

3 Забои экскаваторов с оборудованием «прямая лопата»

Разработка котлованов экскаваторами с прямой лопатой, в зависимости от размеров котлованов и технических параметров экскаваторов (таблицы 6 и 7), может производиться нормальными лобовыми проходками (рисунок 1), боковыми проходками (рисунок 2), уширенными лобовыми проходками при движении экскаватора по зигзагу (рисунок 3), поперечными лобовыми проходками (рисунок 4).

Возможная ширина различных забоев, в зависимости от рабочего радиуса резания на уровне напорного вала (), приведена в таблице 5.

При ширине котлована более 3,5 разработка ведется первичным лобовым забоем, а затем боковыми забоями. Возможны и другие сочетания различных форм забоев.

Вид грунта	Глубина выемки, м
1,5	от 1,5 до 3	от 3 до 5
угол между направлением откоса и горизонталью,град	отношение высоты к заложению	угол между направлением откоса и горизонталью,град	отношение высоты к заложению	угол между направлением откоса и горизонталью,град	отношение высоты к заложению
Насыпной		1: 0,67		1: 1		1: 1,25
Песчаный и гравийный влажный (насыщенный)		1: 0,50		1: 01		1: 01
Супесь		1: 0,25		1: 0,67		1: 0,85
Суглинок		1: 0		1: 0,5		1: 0,75
Глина		1: 0		1: 0,25		1: 0,5
Лессовый сухой и лесс		1: 0		1: 0,5		1: 0,5

Таблица 2 – Наибольшая крутизна откосов котлованов и траншей в непереувлажненных грунтах

Таблица 3 – Крутизна откосов отвалов

Наименование грунтов	Состояние грунта
сухой	влажный	мокрый
градусы	отношение высоты к заложению	градусы	отношение высоты к заложению	градусы	отношение высоты к заложению
Глина		1:1		1:1,35		1:3,75
Суглинок: средний легкий	50 40	1:0,75 1:1,25		1:1,25 1:1,75		1:1,75 1:2,75
Песок: мелкозернистый		1:2,25		1:1,75		1:2,75
среднезернистый		1:2		1:1,5		1:2.25
крупнозернистый		1:1,75		1:1,6		1:2

Грунт	Среднее значение для насыпных грунтов
угол естественного откоса, град	крутизна откоса 1: mо
Песок влажный (непереувлажненный)	30 – 35	1:1,6
Супесь	35 – 40	1:1,3
Суглинок, глина		1:1,25

Таблица 4 – Значения углов естественного откоса грунтов

Во всех случаях необходимо избегать узких первичных лобовых проходок большой протяженности, так как это снижает производительность экскаваторов из-за увеличения угла поворота ковша до 180⁰ и ухудшает условия работы транспорта.

Рабочий радиус резания в данной таблице и во всех расчетах экскаваторных забоев принимается равным 0,8 или 0,9 максимально возможного радиуса резания, данного в технических характеристиках экскаваторов (0,8 – для тяжелых грунтов, 0,9 – для легких грунтов).

Таблица 5 − Наибольшая возможная ширина экскаваторных забоев для прямой лопаты

Наименование экскаваторных забоев	Ширина забоя поверху
Лобовой	1,5
Боковой	1,0
Уширенный лобовой при движении по зигзагу	2,5
Поперечно-лобовой (при трех стоянках в поперечном направлении)	3,5

Наибольшая высота забоев при разработке грунта прямой лопатой с механическим приводом принимается равной максимальной высоте копания .

При работе гидравлических экскаваторов с оборудованием «прямая лопата» максимальная высота забоев должна приниматься примерно на 30% меньше наибольшей кинематической высоты копания , указанной в технической характеристике.

Наибольшая ширина лобового забоя поверху, м, определяется из условия недопущения недоборов грунта между смежными стоянками по формуле:

(1)

где − рабочий радиус резания, , на уровне напорного вала;

− оптимальная длина, , рабочей передвижки экскаватора.

Длина рабочей передвижки для прямых лопат определяется как

разность между рабочим радиусом резания на уровне стоянки () и наименьшим радиусом резания на уровне стоянки. Оптимальные значения ее приведены в таблице 6.

Ширина лобового забоя на уровне стоянки экскаватора может быть определена из равенства:

, (2)

где R_ст− рабочий радиус на уровне стоянки экскаватора, .

ЭО-4322		19,5	20,4	1,2	8,0	7,9	4,8	4,9	3,0
ЭО-4321		19,5	20,0	0,8	7,45	7,9	5,67	4,9	2,0
ЭО-3323		19,5	14,0	0,63	6,8	7,6	4,2	4,9	2,0
ЭО-6123	2 76	1,5		2,5	10,2	10,7	5,95	5,7	6,0
ЭО-5123		2,4	36,4	1,6	8,93	9,65	5,10	4,62	4,3
ЭО-4125	95,7	2,5	25,6	1,2	7,65	8,2	5,95	3,8	2,6
ЭО-4124	24,5	1,0	7,1	7,3	5,0	4,3	2,0
ЭО-4121А		1,0	7,1	7,3	5,0	4,6	1,8
ЭО-3122			14,05	0,63	6,8	7,3	4,1	4,62
Показатели	Мощность двигателя, кВт	Наибольшая скорость передви- передвижения, км/ч	Эксплуатационная масса с оборудовванием, т	Вместимость ковша, м^3	Наибольший радиус копания, Rр,, м	Наибольшая высота копания Hк , м	Наибольшая высота выгрузки Hв , м	Радиус выгрузки при наибольшей высоте выгрузки Rв,	Оптимальная длина передвижки, lп , при угле откоса выемки 45º, м

ЭО-2505Б	Дизель ген. 220	1,23	100,2	3,2				11,1	9,7	7,0	10,0	6,9
ЭО-7111	Эл.двиг160	1,23	94,0	2,5					10,8	6,4	9,0	7,2
ЭО-6112Б		1,5	41,5	1,25				9,9	8,9	6,6	9,3	6,3
ЭО-1252В		1,5	41,5	1,25				9,1	8,3	5,1	7,8	6,0
ЭО-5111Б			33,5	1,0; 1,2				8,4	7,4	6,1	8,2	4,8
ЭО-100011Е			33,7	1,0				9,2	8,3	5,0	6,5	5,0
ЭО-4111В	55 - 60	1,7 - 3,1	21,2	0,65; 0,8				7,8	7,2	5,6	7,9	4,7
ЭО-3311Г		16,9	12,4	0,4			-	5,9	5,4	4,3	6,2
Показатели	Мощность двигателя, кВт	Наибольшая скорость движения, км/ч	Эксплуатационная масса с оборудовванием, т	Вместимость ковша, м^3	Длина стрелы, мм	Длина рукояти, мм	Угол наклона стрелы α, град	Наибольший радиус копания Rр , м	Наибольший радиус выгрузки Rв , м	Наибольшая высота выгрузки Hв , м	Наибольшая высота копания, Hк , м	Радиус копания на уровне стоянки, Rст, м

1 – ось движения экскаватора; 2 – стоянки экскаватора;

3 – ось движения автосамосвалов; 4 – водоотводный кювет

Рисунок 1 – Нормальный лобовой забой экскаватора, оборудованного

Дата добавления: 2015-10-21