KOPARKI WIELONACZYNIOWE

Transkrypt

1

2 KOPARKI WIELONACZYNIOWE - typ koparek charakteryzujących się ciągłym procesem kopania, wyposażonych w wiele naczyń kopiących czerpaki, umiejscowionych na łańcuchu lub kole, w równych odstępach. Koparki te stosuje się w górnictwie odkrywkowym ( kopalnie węgla brunatnego, rudy, gliny) przy wykopach szerokoprzestrzennych, skarpowania nasypów, na składach materiałów sypkich. Są jednymi z największych maszyn do robót ziemnych; ich rozmiary przekraczają długość 200 m, wysokość 100 m oraz wagę ton. Wydajność przekracza urobku na dobę. Mniejsze maszyny tego typu stosuje się do kopania rowów, nazwane są koparkami wzdłużnymi. W zależności od głowicy kopiącej wyróżniamy koparki : - łańcuchowe : poprzeczne lub wzdłużne - kołowe : przestrzenne wzdłużne

3 Podstawowe zespoły koparki : podwozie nadwozie (obrotowe lub nieobrotowe względem podwozia) zespół urabiający zespół ładujący Zespoły przemieszczenia : układ kroczący układ gąsienicowy

4

5 opór roboczy opór jazdy związany z przemieszczaniem maszyny opór zmiany kierunku przemieszczanie się gąsienic opór wzniesienia opór powietrza opór bezwładności opory wewnętrzne: opór tarcia ruchomych elementów gąsienicy, opór bezwładności w ruchu obrotowym mas układu gąsienicowego.

6 W układzie wielogąsienicowym o trzech zestawach gąsienic skręt maszyny jest realizowany przez zmianę położenia względem korpusu maszyny jednego lub dwóch zestawów gąsienic za pomocą oddzielnego mechanizmu. Proces skrętu jest źródłem dodatkowych oporów, które w ruchu o stałym promieniu krzywizny są pokonywane mechanizmem jazdy, przy wchodzeniu i wychodzeniu ze skrętu występuje współdziałanie mechanizmu jazdy i skrętu. W przypadku skręcania dwóch gąsienic ich prędkości kątowe są równe co do wartości ale mają przeciwne zwroty. Istotnym problemem w procesie skrętu i jazdy po torze krzywoliniowym gąsienicowego zespołu jazdy o dużych szerokościach płyt gąsienicy są duże różnice prędkości skrajnych krawędzi.

7 Aby uzyskać duży zakres podnoszenia wysięgnika urabiającego stosuje się konstrukcję nośną z wysięgnicą, na końcu której umieszczony jest zestaw krążników linowych. Wysięgnik przeciwwagi znajduje się na pewnej wysokości nad platformą obrotnicy i jest umiejscowiony na ramowej konstrukcji wsporczej. Na jego końcu umieszczone są wciągarki linowe. Zasadniczą wadą konstrukcji jest jej znaczny ciężar wynikający z rozmieszczenia mas i przenoszonych sił w znacznej odległości od środka ciężkości maszyny.

8 RODZAJE KOPAREK KRYTERIUM PODZIAŁU Kołowe Łańcuchowe Zespół urabiający Gąsienicowe Gąsienicowe Podwozie Szynowe Kroczące Szynowe Kroczące Obrotowe Obrotowe Nieobrotowe Nadwozie Nadpoziomowy Nad- i podpoziomowy Bezwysuwowy Wysuwowy Komorowa Półkomorowa Bezkomorowa Podpoziomowy Nad- i podpoziomowy Z plantownikiem Bez plantownika Typ wysięgnika Odmiana wysięgnika Konstrukcja koła naczyniowego

9 Koparka wielonaczyniowa kołowa Sr 2000 Koło naczyniowe koparki Sr 2000

10 Koparka wielonaczyniowa łańcuchowa ERs 710 Wysięgnik koparki łańcuchowej ERs 710

11 Zespołem roboczym wielonaczyniowych koparek kołowych jest koło z zamocowanymi na obwodzie czerpakami Podstawowym ruchem roboczym jest ruch obrotowy koła czerpakowego Ruch posuwowy może być realizowany poprzez poprzeczne lub wzdłużne przemieszczanie koła Poprzeczny ruch posuwowy wywołany jest najczęściej przez obrót wysięgnika koła czerpakowego lub przez przemieszczanie prostoliniowe całej maszyny Oprócz podstawowych ruchów roboczych koło czerpakowe ma możliwość okresowego ruchu zagłębiającego o grubość warstwy odspajanej poprzez opuszczanie lub wysuwanie wysięgnika albo przez przesuw całej maszyny, w celu umożliwienia zbierania kolejnych warstw urobku Przemieszczanie całej maszyny umożliwia również urabianie kolejnych stopni i całych zabierek skarpy

12 Komorowe - koło naczyniowe, w którym urobek wysypuje się z czerpaka na taśmę przenośnika odbierającego za pośrednictwem własnej zsuwni, tworzącej komorę w korpusie koła. Bezkomorowe - koło bezkomorowe - koło naczyniowe, w którym urobek wysypuje się z czerpaka na taśmę przenośnika odbierającego za pośrednictwem specjalnego pierścienia i urządzenia przemieszczającego.

13 Ruch roboczy obrót koła czerpakowego Ruch posuwowy obrót nadwozia wokół osi pionowej Ruch dosuwowy obniżenie wysięgnika ruchem podjazdowym koparki lub wysuwem wysięgnika

14 URABIANIE WIÓRAMI PIONOWYMI URABIANIE WIÓRAMI POZIOMYMI 1. Ruch roboczy 2. Ruch posuwowy 3. Ruch dosuwowy

15 Ruch roboczy ruch liniowy łańcucha z czerpakami Ruch posuwowy obrót nadwozia względem podwozia, ruch wysięgnika w płaszczyźnie lub ruch ciągły transportowy maszyny Ruch dosuwowy cykliczne obniżenie wysięgnika lub cykliczny dojazd do calizny, przesunięcie maszyny o grubość wióra

16 1. Opory kopania Czerpaki koła wielonaczyniowego odspajają kolejno skiby gruntu na części obwodu koła, a zgromadzony w nich urobek jest podnoszony i wysypywany w strefie opróżniania 2. Opór odspajania opór niszczenia struktury gruntu opory wcinania krawędzi tnących w grunt opory tarcia na zewnętrznych i wewnętrznych powierzchniach tych ostrzy 3. Opór napełniania Największe opory występują, gdy czerpak jest w położeniu poziomym, oraz dla prawie wypełnionego czerpaka. Opór napełniania określony jest w zależności od zawartości urobku w czerpaku i kąta nachylenia do poziomu.

17 4. Opór tarcia Opór tarcia zależy od ilości zgromadzonego urobku, co wiąże się z położeniem czerpaka na obwodzie koła. Największe opory występują w końcowej fazie odspajania począwszy aż do strefy wysypu. 5. Opór nadwozia Moc mechanizmu obrotu dobiera się na podstawie oporów bocznych występujących podczas procesu kopania oraz : oporów tarcia obrotnicy oporów wynikających z pochylenia oporów powietrza oporów bezwładności

18 Stateczność określana jest za pomocą współczynnika stateczności tzn. stosunku momentów ustalających do momentów wywracających. Stateczność maszyny musi być zapewniona we wszystkich możliwych przypadkach obciążeń oraz dla różnych położeń wysięgnika urabiającego. Przez wszystkie możliwe przypadki obciążeń rozumie się działanie obciążeń głównych, obciążeń dodatkowych i specjalnych oraz ich kombinacje.

19 Ciężar własny urządzenia ciężary wszystkich stałych i ruchomych części urządzenia zawsze uczestniczący w eksploatacji (ustrój nośny, wyposażenie mechaniczne i elektryczne) Obciążenie użytkowe Ciężar materiału transportowego na przenośnikach i zespołach pobierających Obciążenia zanieczyszczeniami nadwozia Ciężar zanieczyszczeń na przenośnikach, na kole czerpakowym i w przesypie koła czerpakowego. Normalny opór czerpania i normalny opór boczny Opory te sprowadza się do sił skupionych położonych w najbardziej niekorzystnym punkcie na obwodzie czerpaka Obciążenie wynikające z pochylenia urządzenia Gdy maszyna pracuje na pochylonej powierzchni, to siły te wyznacza się rzutując obciążenie pionowe i poziome na pochyłą powierzchnię.

20 Obciążenia wiatrem stanu roboczego Przyjmuje się, że wiatr wieje poziomo i ze wszystkich kierunków Wyjątkowy opór czerpania i wyjątkowy opór boczny Obciążenie z zatkania przesypu Wyznacza się je na podstawie objętości przesypu wypełnionego po brzegi z uwzględnieniem kąta usypu materiału. Oparcie koła czerpakowego na skarpie Obciążenie wiatrem stanu burzowego Uderzenie o odbój (najechanie na skarpę)

21 Koparka kołowa : Systemy eksploatacji - równoległy - wachlarzowy Systemy wybierania - zbierakowy blokiem pełnym - zbierakowy blokiem zwężonym - zbierakowy blokiem czołowo bocznym, ma miejsce przy eksploatacji selektywnej węgla brunatnego w przypadku występowania pięter mieszanych w strukturze przestrzennej wyrobiska odkrywkowego. Sposoby pracy - wiórem pionowym - wiórem poziomym Koparka łańcuchowa : System eksploatacji - równoległy wachlarzowy Systemy wybierania - ścianowe - wachlarzowe Sposoby pracy - ze stałym nachyleniem wysięgnika - ze zmiennym nachyleniem wysięgnika

22 Wyprodukowana przez niemiecką firmę Friedrich Krupp AG, na potrzeby firmy Rheinbraun specjalizującej się przemyśle energetycznym i kopalnianym. Koparka wielonaczyniowa z kołem nadsiębiernym, przeznaczona do prac odkrywkowych. Skonstruowana w celu usuwania Nadkładu przed rozpoczęciem wydobywania Węgla, w Niemieckim mieście Hambach.

23 Długość Wysokość Szerokość podwozia Nacisk na podłoże Waga Prędkość Promień skrętu ok. 240 m 96 m 46 m, 3 rzędy po 4 zespoły gąsienicowe, gdzie każdy ma 3,8 m szerokości 17,1 nacisk stosunkowo niewielki maszyna zawdzięcza szerokości gąsienic. Dzięki niemu koparka może poruszać się po żwirze, trawie i odkrytej ziemi nie zniekształcając terenu ton 0,1 0,6 km/h ( 2-10 m w ciągu minuty można przeprowadzić Baggera) min 100 m Pochylenie nawierzchni max 1:18 Zasilanie zewnętrzne, 16,56 megawatów energii elektrycznej, 4 silniki elektryczne o mocy 840 KW każdy Wydajność ton węgla/ 24 h, lub inaczej nadkład (porównawczo odpowiada wielkości boiska piłkarskiego Na głębokości 30 m ) wagonów urobku Przewidywalny okres pracy 100 lat

24 Rodzaj koła Średnica koła nadsiębierne, umocowane na wysięgniku 21,6 m Ilość czerpaków 18 Pojemność 6,6 na łopatę

25

26 Koparka pracuje bez przerwy na 3 zmiany. Każda zmiana obejmuje 4 pracowników. Operator koparki siedzi w małej kabinie, znajdującej się nie daleko koła. Kieruje on kołem i ruchami całej koparki za pomocą joysticków. W kabinie zainstalowane są systemy nawigacyjne i kamery obserwacyjne co pomaga operatorowi, który ma za zadanie dopilnowanie aby kosze optymalnie się napełniały, ślad kopania szedł równo, a węgiel się nie osuwał. Praca kolejnego pracownika polega na kontroli pracy urządzeń całej maszyny, naprawia on także usterki oraz czyści od czasu do czasu elementy koparki. Brygadzista odpowiedzialny jest za strategię pracy i wyznaczanie drogi koparce.

27