Produktivita rypadel: výpočet, vzorce, způsoby zvýšení – Těžební stroje – speciální zařízení

Teoretická produktivita rypadla Q (m3/h) je dána množstvím horninového masivu v tunách nebo metrech krychlových, které lze vyrobit za jednotku času (obvykle za 1 hodinu) při nepřetržitém provozu rypadla.

Předpokládá se, že provozní podmínky jsou stejné pro různé stroje, koeficienty k_н (naplnění kbelíku) a k_р (uvolnění horniny) – rovná se jedné.

Při výpočtu teoretické produktivity jednolopatových rypadel se bere stejný úhel natočení lopat pro vykládání jako 90 °, vlečné šňůry – 135 °, rychlost pracovních pohybů a měrný odpor horniny proti kopání jsou stejné.

Při výpočtu Q u vícelopatových rypadel je výpočet založen na počtu vyložených lopat za minutu při jmenovitém režimu (řezná rychlost) a výše uvedených podmínkách plnění lopat (k_н= k_р= 1).

Teoretické vlastnosti sypkého materiálu rypadla

• Е — kapacita kbelíku, m3;
• n_z — počet kbelíků vyložených za 1 min.

Pro vícekorečková rypadla n_z je uveden v technických specifikacích, u jednolopatových rypadel je v technických specifikacích uvedena doba cyklu Hz„ a hodnota n_z vypočítané podle vzorce

Technický výkon

Technický výkon Q_T (m3/h) rypadla se vypočítá s ohledem na konkrétní provozní podmínky:

• kategorie plemen,
• koeficienty uvolňování horniny k_р,
• plnění kbelíku k_н při nepřetržitém provozu,
• s přihlédnutím k přerušením práce, která jsou u tohoto typu rypadla nevyhnutelná.

Například u jednolopatkového rypadla dochází k přerušení chodu při jeho pohybu a u rypadla rotačního při změně směru otáčení výložníku a při najíždění k porubu.

• k_н = 0,8 – 1,1— faktor plnění kbelíku;
• k_р = 1 – 1,5 – koeficient uvolňování horniny;
• t_р — trvání nepřetržitého provozu rypadla z jednoho místa instalace nebo v jednom směru pohybu pracovního prvku (u vícelopatových rypadel);
• t_п — trvání jednoho pohybu (u jednolopatových rypadel) nebo změny směru pohybu pracovního prvku (u vícelopatových rypadel);
• k_EC = k_н/k_р — koeficient ražby.

Provozní výkon Q_э (m3/směna) charakterizuje skutečný objem horninového masivu zpracovaného rypadlem za určitou dobu jeho provozu.

Stanovuje se s přihlédnutím k nevyhnutelným organizačním a technologickým prostojům (časové ztráty při přejímce směn a kontrole stroje, denní údržbě a výměně kolejových vozidel) a prostojům spojeným s odstraňováním poruch rypadel.

Směnový provozní výkon

• t_c — trvání pracovní směny, h;
• k_В — koeficient využití rypadla v čase.

Pro rypadla pracující s nakládáním do železničních vozů – kv=0,55-0,8;

s nakládáním do sklápěčů, na dopravníky a do hald – k = 0,8 – 0,9.

<i>Způsoby, jak zlepšit produktivitu rypadel</i>

Plnění lopaty jednolopatových rypadel horninou je nejkritičtější operací pracovního cyklu (30–40 % času) a zkrácení doby trvání tohoto procesu je dosaženo správnou volbou tloušťky třísky, umístěním plnění lopaty a použitím řady dalších technik.

Během jednoho cyklu provede obsluha rypadla s jednou lopatou 12-18 operací, při kterých provede až 90 pohybů za minutu. Ruční ovládání rypadla za okamžitě se měnících provozních podmínek ztěžuje efektivní provádění procesu.

Pracovní cyklus jednolopatového rypadla lze zkrátit a tím zvýšit jeho produktivitu automatizací řídicího procesu. V současné době se proto pracuje na vytvoření kombinovaných řídicích systémů, které spojují výhody řízení lidskou operátorkou a mikroprocesorového řízení.

Pro automatizaci pracovních procesů jsou vhodnější stroje s kontinuálním záběrem, jako jsou vícelopatková rypadla.

Proces hloubení při provozu rotačního rypadla je řízen změnou rychlosti bočního posuvu pracovního prvku – rotoru.

Cílem automatizace těžebního procesu je dosažení maximální produktivity možné v konkrétních důlních a geologických podmínkách. Efektivní řízení procesu spočívá ve stabilizaci jednoho z procesních ukazatelů – zatížení pracovního prvku rypadla nebo produktivity podle hmotnosti nebo objemu.

Každý z těchto ukazatelů se může ukázat jako limitující v závislosti na vlastnostech těženého horninového masivu, klimatických podmínkách, stavu zařízení a dalších faktorech, které určují úroveň stabilizace procesu.

Na rýpadlech ERG400, ER-1250 apod. byla implementována řada systémů stabilizace zatížení rotoru apod. Ve všech případech bylo dosaženo zvýšení produktivity rypadel o 10-30 %, snížení rozsahu kolísání výkonu a produktivity od jejich průměrné hodnoty o 25-40 % a snížení únavy obsluhy.

Související příspěvky:

1. Těžební jednotky uhlí
2. Jednolopatková rypadla: typy, přídavná zařízení
3. Mechanohydraulické stroje: kombajny K56MG, Ural 38, bagry
4. Pravidla pro bezpečný provoz uhelných těžebních komplexů
5. Produktivita a spolehlivost uhelných těžebních komplexů