UTOVARAČI

Download Report

Transcript UTOVARAČI

UTOVARAČI

Utovarači su strojevi namijenjeni za utovar iskopanog ili miniranog materijala. Osnovna podjela na:

1. jamske utovarače

– cikličkog ili kontinuiranog načina rada

2. površinske utovarače

– uglavnom cikličkog načina rada

JAMSKI UTOVARAČI

Razlikuju se prema:

a) načinu rada

-utovarači cikličkog načina rada -utovarači kontinuiranog načina rada

b) tipu radnog elementa

-utovarači s lopatom (ciklički) -utovarači s prigrtajućim elementima (kontinuirani)

c) načinu daljnjeg postupka s utovarenim materijalom

-s neposrednim prebacivanjem u transportno sredstvo -s posrednim prebacivanjem posredstvom kraćeg transportera -s deponiranjem određene količine materijala na samom utovaraču

JAMSKI UTOVARAČI

d) načinu predavanja utovarenog materijala daljnjem uređaju u utovarno-transportnom lancu

- s predavanjem direktno (u pravcu) iza stroja - s dodavanjem u jednom pojasu iza stroja - s bočnim dodavanjem

e) mogućnostima manevriranja (stražnjim) predajnim dijelom

- s predavanjem materijala daljnjem sredstvu na fiksnoj, konstruktivno određenoj visini - s mogućnošću promjene (prilagođavanja) visine predavanja materijala

f) načinu manevriranja pri zahvaćanju pojasa materijala određene širine

- utovarni element zahvaća pojas zakretanjem cijelog stroja - utovarni element zahvaća pojas isključivo vlastitim zakretanjem

JAMSKI UTOVARAČI

g) vrsti pogona

-na komprimirani zrak -električnu energiju -motorom s unutrašnjim izgaranjem (redovno diesel motori)

h) tipu voznog uređaja

-na tračnicama (danas vrlo rijetka primjena) -na gumenim kotačima -na gusjenicama

i) broju motora za pogon pojedinih funkcija (sklopova)

-jednomotorni pogon -višemotorni pogon (svaka funkcija pogonjena je posebnim motorom)

j) načinu upravljanja funkcijama (sklopovima)

-mehaničko -električno -zračno (pneumatsko) -hidrauličko

JAMSKI UTOVARAČI CIKLIČNOG NAČINA RADA

Mehanički utovarači s lopatom tipa Eimco

A MACHINE IS INVENTED “John Spence Finlay, Superintendent of the North Lilly Mine, Eureka, Utah revolutionized mining with the development of his Overshot Loader. Back in 1931 he built and sold four of these units for $1,600 each.”

JAMSKI UTOVARAČI CIKLIČNOG NAČINA RADA

Mehanički utovarači s lopatom tipa Eimco Slika 1. Utovarač cikličkog načina rada s lopatom (tipa Eimco) Slika 2. Utovar materijala: direktno u vagonet (a) i posredstvom grabuljastog transportera (b)

JAMSKI UTOVARAČI CIKLIČNOG NAČINA RADA

Mehanički utovarači s lopatom tipa Eimco

JAMSKI UTOVARAČI CIKLIČNOG NAČINA RADA

Bunkerski utovarači

utovarno-transportni strojevi koji relativno malom lopatom u više ciklusa napune vlastiti spremnik (bunker tj. sanduk u sklopu samog stroja) i zatim utovareni materijal prevoze do mjesta pražnjenja (najčešće sipke)

3 3 2 1 1 – vozno postolje na gumenim kotačima 2 – lopata 3 – spremnik (sanduk, bunker) 1 2 utovar transport istresanje Slika 3. Utovarno-transportni stroj s bunkerom

JAMSKI UTOVARAČI CIKLIČNOG NAČINA RADA

Bunkerski utovarači

pri izradi podzemnih hodnika manjeg poprečnog presjeka koriste se bunkerski utovarači sa spremnikom volumena od 1 do 2,2 m 3 i utovarnom lopatom volumena 0,13 do 0,3 m 3 , a brzina njihove vožnje kreće se od 3,6 do 5 km/h

JAMSKI UTOVARAČI CIKLIČNOG NAČINA RADA

LHD strojevi (Load-Haul-Dump = Utovar-Transport-Istresanje)

samohodni utovarno-transportni strojevi s lopatom velikog volumena kojom ujedno utovaruju (odjednom zahvaćaju veću količinu materijala) i prevoze materijal do mjesta pražnjenja -tipični američki strojevi: velikih dimenzija (osim visine i širine), velikih snaga i velikih učinaka, što samo po sebi, pored niza drugih faktora, ograničava njihovu primjenu i u tehničkom i ekonomskom pogledu (međutim, u slučajevima kad ih se može primijeniti predstavljaju modernu i vrlo učinkovitu mehanizaciju)

JAMSKI UTOVARAČI CIKLIČNOG NAČINA RADA

LHD strojevi (Load-Haul-Dump = Utovar-Transport-Istresanje)

• stroj se kreće na gumenim kotačima koji su pogonjeni diesel motorima ili motorima na komprimirani zrak (pneumatskim motorima) • punjenje lopate obavlja se jednim zahvatom, a pražnjenje čelnim izvrtanjem lopate • volumen lopate kreće se obično od 0,75 do

10 m 3

, visina stroja od oko 1,5 do

2,9 m

; dužina: oko 6,5 do

10,6 m

; širina: oko 1,4 do

2,7 m

; visina maksimalno podignute lopate (uključujući i materijal u njoj): do 6,3 m; • snaga pogonskog motora: 52-204 kW; nosivost

(tramming capacity)

: 3000-14.000 kg

Zajedničke karakteristike današnjih LHD utovarača 1. Mogućnost odabira, kod istog modela, između električnog i diesel pogonskog motora (diesel opcija uključuje kondicioniranje ispušnih plinova) 2. Zglobno upravljanje 3. Mogućnost daljinskog upravljanja u opasnim zonama 4. S-zaštita motora 5. Robusna konstrukcija 6. Mala visina i širina 7. Pogon na sva četiri kotača 8. Upravljačko sjedište je smješteno bočno Učinak (kapacitet) bunkerskih utovarača i LHD strojeva ovisi o:

volumenu lopate

brzini kretanja (vožnje) stroja

duljini transporta (odvoza) materijala

Posebnu pažnju treba obratiti na stabilizaciju transportnog puta po kojem se kreće LHD stroj (o stanju puta ovisi učinak LHD stroja i potrošnja guma), a ona može biti:

Transportni put 1. “Siromašni” beton 2. Mehanička stabilizacija 3. Cementna stabilizacija 4. Stabilizacija vapnom 5. Stabilizacija bitumenom 6. Stabilizacija anhidritom 7. Prethodno izlivene betonske ploče Tipovi slobodno pogonjenih vozila 1. LHD 2. Za prijevoz ljudi 3. Vozila s više namjena 4. Jamski kamioni

Prednosti LHD utovarača pred čelnim površinskim utovaračima pri iskopu tunela

• Za isti volumen utovarne lopate LHD utovarači imaju manje dimenzije (visina i širina) u odnosu na površinske utovarače (dužina je povećana) • S obzirom na mnogo bolji odnos između vlastite mase i nosivosti LHD utovarači osiguravaju ekonomičan transport materijala na veće udaljenosti (čak do 500 m) • Mogućnost električnog pogona reducira operativne troškove i smanjuje zahtijeve na ventilaciji • Veća udobnost vozača zbog manje visine stroja • Brzina vožnje prema naprijed i prema natrag je kod LHD-a ista što nije slučaj kod površinskih utovarača

Ciklus rada LHD-a 1.

Nepromjenljivo vrijeme

- Utovar - Istovar - Zaokretanje - Manevar - Ubrzavanje - Usporavanje

Promjenljivo vrijeme -

sastoji se od vremena za prijevoz materijala do mjesta istresanja i vraćanje praznog vozila

Ulazni podaci za proračun učinka LHD utovarača 1. Nasipna gustoća materijala 2. Ganulometrijski sastav materijala 3. Tvrdoća i abrazivnost materijala 4. Karakteristike transportnog puta (broj i veličina krivina, površinske karakteristike, širina, itd.)

Primjer proračuna Nagib=0; srednji uvjeti puta Nasipna gustoća:

=1,7 t/m 3 ; Volumen utovarne lopate V l =3 m 3 ; Koeficijent punjenja k p = 0,9 Konstantna brzina vozila: v c = 8,5 km/h=2,36 m/s Transportna udaljenost: L=150 m, L u = 300 m Maksimalno ubrzanje: a=0,3 m/s 2 ; Maksimalno usporenje: a u =0,6 m/s 2 Vrijeme zapunjenja lopate uz potrebno manevriranje: t u =30s Vrijeme istresanja lopate uz potrebni manevar: t i =20s Ukupno vrijeme ubrzanja: t a = 2v c /a= 2 · 2,36/0,3=15,73 s Ukupno vrijeme usporenja: t au = 2v c /a u = 2 · 2,36/0,6=7,87 s Nepromjenljivo vrijeme ciklusa: T 1 =t u +t i +t a +t au =30+20+15,73+7,87=73,6 s Ukupna udaljenost koju vozilo prevali kod ubrzanja: l a =(v c t a )/2=(2,36 · 15,73)/2=18,56 m Ukupna udaljenost koju vozilo prevali kod usporenja: l a =(v c t au )/2=(2,36 · 7,87)/2=9,28 m

Ukupna udaljenost koju vozilo prevali kod jednolike vožnje: l c =L u -l a -l au =300-18,56-9,28=272,16 m Promjenljivo vrijeme: T 2 =l c /v c =272,16/2,36=115,3 s Ukupno vrijeme ciklusa: T c =T 1 +T 2 =73,6+115,3=188,9 s Broj ciklusa na sat: n c =(50 · 60)/T c =(50 · 60)/188,9=15,88 ciklusa /h Masa tereta u lopati: m l =V l ·

· k p =3 · 1,7 · 0,9=4,59 t Satni učinak LHD utovarača: Q h =n c · m l =15,88 · 4,59=72,89 t/h

JAMSKI UTOVARAČI CIKLIČNOG NAČINA RADA

Utovarači s bočnim istresanjem materijala

-prednosti: cijeli stroj je manji i lakši za istu veličinu lopate, manji utrošak energije za isti radni učinak i općenito veći učinak u usporedbi sa strojem iste kategorije u klasičnoj izvedbi

(a) (b) 1 – utovarač 2 – lokomotiva 3 – vagonet

Slika 7. Utovarač s bočnim istresanjem materijala: princip rada (a) i utovar u vagonete (b)

JAMSKI UTOVARAČI KONTINUIRANOG NAČINA RADA

-u kontinuiranom procesu neposredni radni element grabi (prigrće, zahvaća) i podiže ili gura materijal na otpremni transporter -veći učinak u odnosu na utovarače cikličkog načina rada -isključivo su utovarni strojevi s obzirom na radni element kojim se grabi (zahvaća) materijal, a razlikuju se slijedeće izvedbe utovarača s: a) utovarnim prigrtačima u obliku "ruku" (kinematika gibanja slična kinemat. gib. ljudske ruke pri prigrtanju, te je vrlo učinkovita) b) bubnjem i grabilicama na plaštu bubnja c) rotorom i vedricama na obodu rotora d) beskonačnim lancem i vedricama e) nazubljenim stošcem f) propelerskim prigrtačima g) pužnim prigrtačima h) parom beskonačnih lanaca s greblima

JAMSKI UTOVARAČI KONTINUIRANOG NAČINA RADA

POVRŠINSKI UTOVARAČI

- uglavnom su cikličkog načina rada - radni element: utovarna lopata (volumena od oko 0,3 do 10 m 3 ) - vozni uređaj: na gusjenicama ili gumenim kotačima - pogonski motor: diesel motor - pomoćni pogon: hidraulički (hidraulički cilindri + hidraulička pumpa) - odstupanja od gore navedenih značajki su rijetka (  strojevi za specifične uvjete ili namjene) - unutar navedene sheme, razlikuju se 2 osnovna tipa utovarača:

a) sa zakretnim radnim elementom b) s nezakretnim radnim elementom čelni utovarač

Radni element

POVRŠINSKI UTOVARAČI

čelnog utovarača: utovarna lopata montirana na kraju sustava poluga koje imaju oslonac na tijelu stroja lopata je sandučastog oblika, zaobljena na dnu i otvorena s gornje strane; prednji rub ojačan nožem od tvrđeg materijala ili su na njega navareni ili pomoću vijaka pričvršćeni zubi (ovisno o materijalu koji se utovaruje) i kretanje lopate, tj. njeno podizanje i spuštanje, te zakretanje u položaj za punjenje pražnjenje, postiže se djelovanjem hidrauličkih cilindara na sustav poluga

POVRŠINSKI UTOVARAČI

Podijela čelnih utovarača prema načinu rada: 1.) utovarači koji zahvaćaju i istresaju materijal ispred sebe (najčešći tip) 2.) utovarači koji materijal zahvaćaju ispred sebe, a i istresaju ga iza sebe ("preko glave") 3.) utovarači s obje mogućnosti

Utovarač s bočnim istresanjem Utovarač s istresanjem iza sebe ("preko glave")

POVRŠINSKI UTOVARAČI

Podjela čelnih utovarača prema voznom uređaju (načinu kretanja):

utovarači na gusjenicama

primjenjuju se u težim uvjetima rada (npr. rad u vapnencu pod nagibom), na podlozi od mekših materijala (npr. kod radova na skidanju otkrivke), itd.

svaka gusjenica pokreće se posebnim motorom, a zakretanje stroja postiže se struganjem (klizanjem) po tlu, tako da lijeva gusjenica miruje ako se stroj kreće u lijevu stranu, i obrnuto

POVRŠINSKI UTOVARAČI

Podjela čelnih utovarača prema voznom uređaju (načinu kretanja):

2. utovarači na gumenim kotačima

2.1. s neupravljivim kotačima 2.1.1.

s krutim tijelom voznog uređaja

2.1.2. s

voznim uređajem u 2 dijela (međusobno zglobno spojena)

2.2. s upravljivim kotačima

zglobni spoj koji dijeli utovarni stroj u 2 dijela

Video

POVRŠINSKI UTOVARAČI

Prema prijenosu snage - hidrostatički prijenos (laki utovarači) - hidrodinamički prijenos (srednji i teški) Podjela površinskih utovarača prema masi, snazi motora i volumenu utovarne lopate: - vrlo laki: do 5 t/do 50 kW/ 0,6-1,5 m 3 - laki: do 10 t/50-100 kW/ 1,8-2,8 m 3 - srednji: 10-25 t/ 100-200 kW/ 2,4-3,1 (3,5) m 3 - teški: 25-35 t/ 200-300 kW/ 2,7-3,1 (3,5)/ 4,0-5,0 m 3 - vrlo teški: 87,5 t/ 515 kW/10,5 m 3 Primjena čelnih utovarača: -utovar materijala na odlagalištima mineralne sirovine i jalovine, kamenolomima, pri iskopu (cestovnih i željezničkih) tunela

POVRŠINSKI UTOVARAČI

Bager utovarivač - KOMBINIRKA Samohodni radni stroj koji se sastoji od traktora s prednjom utovarnom lopatom te stražnjim bagerskim krakom s manjom (najčešće dubinskom) lopatom

POVRŠINSKI UTOVARAČI

Transport arhitektonsko – građevnog kamena

PRAKSA

• •

Zadan tip utovarača i potrebni učinak

kontrola da li zadovoljava tj. proračun vremena potrebnog za utovar zadane količine materijala

Zadan potrebni učinak

- odabir tipa utovarača koji zadovoljava

RADNI UČINAK UTOVARAČA





k p



k r T c



3 /

 V - obujam utovarne lopate, m 3 T c - vrijeme radnog ciklusa, h k p - faktor punjenja lopate k r - faktor rastresitosti materijala

T

- vrijeme radnog ciklusa

T c

L - ukupna transportna udaljenost, m

    2  (



)

v s

3600 

t n

    

l - =15m, približna udaljenost potrebna za manevar utovarača prilikom istresanja ili punjenja lopate, ovisi o dimenzijama utovarača v s - srednja brzina vožnje, m/s (ovisi o uvjetima puta i karakteristikama utovarača) t n - nepromjenljivo vrijeme potrebno za manevar (ovisi o tipu utovarača)

Koeficijent punjenja lopate, k

MATERIJAL Miješani agregat (vlažni) Zemlja do 3 mm od 3 do 10 mm od 12 do 20 mm veće od 24 mm Odminirana stijena Dobro odminirana Srednje odminirana Loše odminirana Drugi materijali Mješavina kamenja i zemlje Tlo, blokovi, korijenje Koeficijent punjenja 0,95 – 1,05 0,95 – 1,05 0,95 – 1,00 0,85 – 0,90 0,85 – 0,90 0,85 – 0,95 0,75 – 0,95 0,60 – 0,75 1,00 – 1,20 0,85 – 1,05

Odabir utovarača obzirom na zadani učinak utovara

• Određivanje potrebnog učinka • Određivanje trajanja ciklusa utovarača i broj ciklusa u jednom satu • Određivanje volumena po ciklusu • Određivanje volumena utovarne lopate • Odabir tipa utovarača s obzirom na nosivost i volumen utovarne lopate

1. Određivanje potrebnog učinka

Zahtijevana učinkovitost utovarača se mora odrediti s obzirom na zadanu prizvodnju kamenoloma ili na zahtijevanu učinkovitost s obzirom na učinak primarne drobilice. Zahtijevana učinkovitost se mora odrediti vrlo pažljivo kako bi se odabrao odgovarajući utovarač.

2. Vrijeme ciklusa utovarača

Vrijeme ciklusa utovarača se sastoji od

nepromjenljivog vremena

vremena potrebnog za transport materijala

transportnog sredstva.

Nepromjenljivo vrijeme ovisi o vrsti (proizvođaču) i tipu utovarača

(tehničkim karakteristikama) a uključuje vrijeme potrebno za utovar i istovar lopate, te vrijeme potrebno za manevriranje.

LIEBHERR Tip utovarača L 512 - L 522 L 531 - L 541 L 551 Srednje vrijeme trajanja ciklusa 0,35 - 0,45 min 0,45 - 0,50 min 0,50 - 0,55 min

Svi proizvođači daju također i korekcione faktore za nepromjenljivo vrijeme ciklusa koji ovise o vrsti i granulometrijskom sastavu materijala (od +0,02 do +0,04 min), o obliku hrpe materijala s koje se puni lopata utovarača (+0,01 - +0,02 min), itd.

Vrijeme transporta materijala ovisi o transportnoj udaljenosti, tehničkim karakteristikama utovarača

(snaga motora, koeficijent iskorištenja prijenosa) i o

karakteristikama transportnog puta

(otpor kotrljanja, otpor uslijed nagiba). Ako su poznate osnovne teh. karkteristike (npr. maksimalno moguća brzina u pojedinom stupnju prijenosa) i koeficijent trenja između podloge i kotača (ili gusjenica) te nagib transportnog puta moguće je izračunati vrijeme transporta za svaku pojedinu dionicu. Prizvođači opreme često puta daju već izračunate te podatke za svaki pojedini tip utovarača i to u obliku dijagrama ili tablica.

W ok





 

f - koeficijent otpora kotrljanja, daN/t G - masa utovarača, t

W n





 

G - masa utovarača, kg n - nagib kosine, % g - ubrzanje sile teže

Povećanjem otpora kotrljanja za 5% može rezultirati 10% smanjenjem u proizvodnji i 35% proizvodnim troškovima

• 30% otpor kotrljanja

3. Određivanje volumena po ciklusu

Q



P

r  m 3 /

h

 Q z - zahtijevana proizvodnja, m 3 /h P z - zadana učinkovitost utovara, t/h ρ - nasipna gustoća materijala, t/m 3

V



Q

B

 m 3 /

ciklusu

 V c - volumen po ciklusu Bcs – broj ciklusa u jednom satu

V



V k

p c

m 3

4. Određivanje obujma utovarne lopate

5. Odabir tipa utovarača s obzirom na nosivost i obujam utovarne



V c

lopate

 r   N - nosivost utovarača s obzirom na volumen materijala po ciklusu i nasipnu gustoću materijala