电铲数量与卡车合理匹配

工程技术学院 尚云飞 2009171314 指导教师：孟爱国电铲型号及其数量和卡车车型选型设计1已知条件： 1.煤的容重1.14tm，岩的容重1.95tm； 2.本年产能是1550万吨，剥离4320万m； 3.年工作天数为365天，时间利用系数1=0.73， 2=0.74，满载系数kH=0.9，松散系数ks=1.3。2要求： 1.计算各型电铲台数； 2计算效率数量； 3.计算合理的车铲比，配置各合理矿车型号。1. 选型原则与计算过程1.1 选型原则选挖掘机主要根据矿山规模、矿岩采剥总量、开采工艺、矿岩物理学性质设备供应情况等因素选型。特大型露天矿斗容不小于810m3的挖掘机，大型选斗容410m3的挖掘机，中型24m3，小型12m3的挖掘机。采用汽车运输时，挖掘机铲斗斗容与汽车重量要合理配备，一般一车要装46斗。1.2选型及台数计算1.2.1 露天矿山日产量 Q1=由于日产量大于5×104t，所以利用以下公式计算：V2=B2P2(Q1-5) 式中：B2基量系数，取6-9; P2增量系数，取1-1.5。 所以 V2=71×（27.32-5）=29.32m³因此选择的挖掘机型号为WK-35型电铲。1.2.2电铲生产能力的计算 Qc= 式中 V挖掘机铲斗容积，m3 KH挖掘机铲斗满斗系数； T挖掘机班工作时间，h；班工作时间利用系数，=1 X 2； t挖掘机铲斗循环时间，s； kp矿岩在铲斗汇总的松散系数。 1.2.3 WK-35矿用挖掘机介绍WK系列挖掘机采用三维仿真和有限元分析等现代设计方法，对整机性能和工作尺寸进行合理的选择；充分发挥自身的效力，提高了挖掘机与范围宽广的各种矿用车、破碎站等其他设备的匹配性，更好地满足用户高效装载、降低单位生产成本的要求。WK-35型挖掘机的基本性能参数主要性能参数标准斗容35m3主电机功率2x700kW/690VAC斗容范围15m3-54m3最大挖掘半径24m提升速度1.6m/s最大挖掘高度1620m推压速度0.65m/s最大卸载半径20.90m行走速度1.08km/h最大卸载高度9.40m最大提升力2150kN挖掘深度1.75m最大推压力850kN工作重量1065t最大爬坡角度13度理论生产率4200m3/hQc=9920.43m³Qa= Qc×3×365=1086万m³1.2.4电铲台数的计算 矿山所需挖掘机台数可按下式计算：N= （2-11）式中 ： A年采剥量，m3/a； Qa挖掘机台年效率，m3/a ，Qa值可通过计算或参考挖掘机实际台年生产能力选取，并要考虑效率降低因素。采煤时所需的数量为：N煤=台=1.25台剥离岩石时所需数量为：N矿石= 综上所算得：N= N煤+ N矿石=1.25+3.98=5.23台 取5台所以选用的WK-12C型电铲数为5台。2.设备间的匹配矿山规模确定之后，首先选择合适的产装设备，并确定与之配套的运输设备，然后选择其他的主要采掘设备，主要设备合理配套之后，再选择辅助设备。2.1 自卸汽车和挖掘机的合理配置在煤矿生产中，它决定和制约着矿山的生产能力。在装运作业中，汽车往返运行与采场与卸矿仓之间，装载机则相对基本不动。在使用配合方面，往往是一台挖掘机与多辆汽车配合。在装载运输设备的购置、运行和维护维修费中，自卸汽车约占90。由此可知，自卸汽车在露天矿的装运作业中占主导地位，因此，在露天矿装运设备选型与匹配上，应以自卸汽车为主。在装运作业中，挖掘机和自卸汽车装运的是同一种矿石，故挖掘机的铲斗斗容与汽车车箱容积，是二者匹配的基本参数。装载时，对挖掘机要求满斗，但运输中因汽车受载重量的限制，不一定是满箱。由于矿岩的种类很多，其松散容重差别较大，所以应按汽车额定载重量需要的容积与铲斗匹配，即先根据汽车的额定载重量与所运矿石的松散容重，确定需要的车箱容积，再用该容积与挖掘机铲斗容积进行匹配。2.2挖掘机斗容的确定据使用经验可知：一般取装载斗数N=37。当运距为13km时，4N6；当运距1km时，取N=3；当运距为45km时，取N=67。取车厢容积为1：n(煤取3、岩石取3)，依据挖掘机斗容与汽车载重的比例关系： 式中： 挖掘机铲斗容积，m³； 匹配系数。2.3 WK-35型挖掘机配套矿车计算 装煤的：Qa=35×3=105 m³Qa ×P岩=105×1.14=119.7t 装岩的：Qa =3x35=105 m³ Qa ×P岩=105×1.95=204.75t所以装煤的选用108t矿用自卸式卡车，装岩使用220t矿用自卸式卡车。3.矿车型号及其技术参数3.1 SF31904C型矿用自卸卡车 型号SF31904C功率(kw/rpm)895/2100自身质量（t）85额定载重量（t）108t满载质量（t）108堆装容量（m³）73最大卸载高度（m）11.207自卸斗最小离地高度（m）1.35最高行驶速度45排量（L）82.5机身全长（m）10.9发动机缸数（个）24机身全宽（m）6.3机身全高（m）5.53.2 KOMATSU830E型矿用自卸卡车 型号KOMATSU830E功率(kw/rpm)1865/1900自身质量（t）158额定载重量（t）220t满载质量（t）600堆装容量（m³）147最大卸载高度（m）11.207自卸斗最小离地高度（m）1.35最高行驶速度60发动机缸数（个）24机身全长（m）14.4机身全宽（m）7.3机身全高（m）69004.参考文献：【1】李晓豁，露天采矿机械M.北京.冶金工业出版社,2010【2】王运敏，中国采矿设备手册M.北京.科学出版社,2007【3】李晓豁，挖掘机械M.阜新.阜新矿业学院,1992矿用电铲动态称重计量系统摘要由于在矿山开采的整个过程中，都没有在线的计量装置，因此对电铲司机和运输司机的工作量考核只能以车次计量，这就带来了很多弊端，有些操作人员为夸大产量，经常性的使车处于欠载状况，造成资源浪费。而有些时候却由于车的过载引发安全问题。针对以上原因，我们提出了在电铲上对矿物在线动态称重系统的研究方案，也就是本文的题目：矿用电铲动态称重计量系统。本课题的理论依据是牛顿第二定律 F=ma。首先分析矿用电铲的结构及运动规律，然后结合动力学知识分析作用在铲斗上的各个力及变量，对这些力和变量选择合适的传感器去检测，最后应用牛顿第二定律求出矿物的质量也即重量。其实现方法是通过单片机即 AT89C52 进行数据的获取，而由PC 机进行数据的处理。AT89C52 控制各个传感器定时去采样力或变量的值，而后把采集回来的数据通过串行口发送给PC 机，由PC 机对数据进行处理。AT89C52 上的实现：控制传感器采集数据，传感器有模拟的和数字的，采回来的数据都要首先经过信号处理，然后再进入单片机AT89C52 或者是AT89C52 扩展的外部I/O 口8255。由于AT89C52 的运算能力低，所以把采集的数据通过串行通信方式传送给PC 机。AT89C52 除了实现通信功能外，还增加一些附加的功能，如针对一些矿山“勺杆射出”的故障，实现了限位报警功能；用X25045 芯片实现看门狗、电压监控、数据保存的功能；另外还扩展了LCD 显示器，显示由PC 机传过来的数据。PC 机上的实现：在PC 机上应用Visual C +语言实现了通信功能，即接收和发送数据；对数据进行处理；把结果进行显示、存储和打印等。关键词：动态称重，动力学，AT89C52，PC 机绪论1.1 课题提出的意义在露天矿山的开采过程中，其采装运输作业主要是电铲挖掘，然后装入载重汽车运往矿仓，由于在矿装运输作业过程中，都没有在线计量装置，因此对电铲司机和运输司机的工作量考核只能以车次计量。这使得操作人员为夸大产量，人为造成车辆经常性的处于欠载状况，导致人工、油料、轮胎的白白浪费，使得装运效率低下，成本增高。同时为避免超载所隐含的安全责任。对此，国内外许多矿山和设备厂家纷纷开始研制车载或铲载称重系统，以使汽车运行在安全高效的最佳装载状态下，从而提高汽车的运输效率，改造后的运装系统其生产效率可提高10到15，经济效益十分显著。但铲载称重系统的优点是车载称重系统所不能及的，下面就铲载称重系统和车载称重系统的比较来说明。车载与铲载称重系统的比较1：车载称重系统是一个非常普通的生产测量工艺。大多数新的大型矿用汽车都安装了车上有效载荷称重装置。但这些系统与装在电铲上的称重精度为±2 %的系统相比不够精确。汽车上系统的称重精度大约为±10 % , 而且还要求在静止的和平坦的装载面上进行。此外, 汽车的液力系统的压缩特性随着操作温度的大幅度变化而变化的, 这在加拿大的一些矿山司空见惯。汽车上称重系统的维修要求很高, 因为冲击性装车会降低压力传感器的寿命。汽车的工作环境对电子装置而言是很苛刻的, 高振动、大幅度的温度变化以及电缆裸露在车体散料之中。相对而言, 电铲称重系统采用的是来自电动机和运动编码机的信号。传输信号的电缆在受保护的温度稳定的护套中沿电缆桥架敷设。电铲称重系统与汽车称重系统相比的另一个优点是挖掘机上只用一个系统而汽车上要用4 个, 它们是14 的关系。因此, 电铲称重系统不仅仅是精确度高, 而且减少了矿山需要维修的系统数量。鉴于以上的因素及电铲装矿不足是导致欠载的根本原因，且装运设备通常是铲少车多，我们提出了在电铲上进行矿物在线动态称重的研究方案。动态称重2-6是在被称量物体未达到静止状态之前，根据被称量物体力信号随时间变化的规律，得出被称量物体力信号的稳定值的方法。由于这种称量方法不会对分工越来越细、效率要求越来越高的现代社会生产方式带来不良影响，虽然动态称重的测量精度与静态称重尚有一个距离，但是，动态称重技术在国民经济各领域中应用之处越来越多。毫不夸张地说，动态称重技术必定是未来称重测力技术的发展趋势。且动态称重与停铲状态下的静态称重相比，其主要特点是不停铲，节省时间、效率高。因此，矿用电铲的动态称重计量系统将是一个值