Wielonaczyniowa koparka kołowa
Spis treści
Wielonaczyniowe koparki kołowe
Wielonaczyniowa koparka kołowa – rodzaj koparki charakteryzującej się ciągłym procesem kopania, wyposażonej w wiele naczyń kopiących (czerpaki) umieszczonych w równych odstępach na kole.
Obecni koparki kołowe są często stosowane w dużych kopalniach odkrywkowych (kopalniach węgla brunatnego, rudy, gliny), przy wykopach szerokoprzestrzennych, skarpowania nasypów. Budowane są jako jednostki duże o następujących wskazaniach technicznych:
• wyposażone w koła średnicy do 21,6 m i naczynia o pojemności do 6300 l (6,3 m³),
• teoretyczna wydajność - do 15900 m³/h,
• wysokość urabiania – 77m,
• długość wysięgnika urabiającego –do 105 m,
• moc napędu kół – do 2520 kW,
• ciężar roboczy – do 13100 T.
Proces roboczy koparki
Głównym ruchem roboczym koparek kołowych jest ruch obrotowy. Skrawające ostrza wykonują go w wyniku obrotowego ruchu koła naczyniowego w płaszczyźnie pionowej. Koparki kołowe pracują przeważnie w systemie zabierakowym, zatem ruch dosuwowy koparki do urabianej calizny uzyskiwany jest przez obrót wysięgnika urabiającego wraz z całym nadwoziem koparki dookoła jej pionowej osi. Koparki kołowe są także dostosowane do urabiania kopalin pospolitych, jako jednostki mała, przystosowane do skrawania ośrodków bardzo zróżnicowanych pod względem litologicznym.
Zespół urabiający wykonuje główny proces roboczy koparki, polegający na odspajaniu (skrawaniu) calizny i podjęciu urobku. Składa się on z koła (1) (rys. 2.74a), wraz z czerpakami (2) znajdującymi się na jego obwodzie, oraz z wysięgnika (3) z umieszczonym na nim przenośniku taśmowym (4). Koło czerepów wraz z napędzającym go silnikiem (silnikami) jest umieszczone na końcu wysięgnika podtrzymywanego układem lin lub siłownikiem hydraulicznym (rys. 2.74b). Urobek z czerpaków zsuwa się (przemieszcza) na przenośnik taśmowy biegnący wzdłuż wysięgnika urabiającego, a następnie poprzez lej zsypowy dostaje się na taśmę przenośnika załadowczego (rys. 2.74c).
Wydajność koparki kołowej
Teoretyczna wydajność koparki oblicza się jako iloczyn geometrycznej pojemności czerpaka V i liczby wysypów w jednostce czasu nw
Qteor=60∙V ∙nw [m³/h]
przy czym:
nw=nk∙z
gdzie:
nk – prędkość obrotowa koła czerpakowego [l/min],
Z – liczba czerpaków na obwodzie koła czerpakowego.
Koparka z reguły nie osiąga takiej wydajności, służy ona jedynie do porównania wielkości koparek, natomiast do obliczenia wymaganej liczby środków transportowych oraz do ustalenia planu pracy koparki stosuje się wydajność techniczną
Qtech=Qteor∙Kw / Kr
gdzie:
Kw – współczynnik napełnienia czerpaków,
Kr – współczynnik spulchnienia urobku.
W praktyce posługujemy się wydajnością eksploatacyjną, a więc przeciętną, jaką osiąga koparka w konkretnych warunkach pracy bez większych postojów i przy założeniu, że obsługa ma odpowiednie kwalifikacje. Określa się ją stosunkiem objętości urobionej skały Vu do całkowitego czasu właściwej eksploatacji koparki (Tekspl)
Qekspl=Vu / Tekspl
Między wydajnościami zachodzi zależność
Qteor > Qtech > Qekspl
Rodzaje koparek kołowych
Podział koparek według niektórych parametrów eksploatacyjnych. W zależności od wykonywanych funkcji w ogólnym cyklu technologicznym prac odkrywkowych koparki kołowe dzielimy na:
2) kompleksy transportowo-zwałujące z koparkami kołowymi (rys. 13.13):
* ze wspólnym obrotem obu wysięgników (urabiającego i zwałującego),
* z niezależnym obrotem obu wysięgników,
* z przesuniętą osią obrotu wysięgnika zwałującego,
* z przesuniętą osią wysięgnika urabiającego.
Pod względem osiągalnej maksymalnej teoretycznej wydajności wyróżnia się koparki :
* o bardzo małej wydajności – poniżej 500 m³/h,
* o małej wydajności - 500÷1500 m³/h,
* o średniej wydajności – 1500÷5000 m³/h,
* o dużej wydajności - 5000÷10 000 m³/h,
* o bardzo dużej wydajności – powyżej 10 000 m³/h.
| Wyszczególnienie | Typ koparki | |||
|---|---|---|---|---|
| KWK 102 | KWK 104 | KWK 106 | KWK 315 | |
| Pojemność naczynia, l | 100 | 100 | 100 | 315 |
| Wydajność teoretyczna, m³/h | 320/480 | 350/530 | 320/480 | 900 |
| Liczba naczyń | 8 | 8 | 8 | 10 |
| Średnica koła naczyniowego, m | 3,24 | 3,28 | 3,20 | 6,3 |
| Liczba wysypów, min-1 | 53/80 | 59/88 | 53/80 | 40 |
| Wysokość urabiania podpoziomowego, m | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 3,5 |
| Wysokość urabiania nadpoziomowego, m | 6,5 | 6,6 | 6,5 | 12 |
| Jednostkowa siła kopania, kG/cm | 40 | 40 | 50 | 60 |
| Prędkość jazdy, m/min | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 8,0 |
| Zainstalowana moc, kW | 95 | 100 | 122 | 450 |
| Masa koparki, t | 55 | 61 | 70 | 347 |
Bibliografia
1) Artur Bęben, Maszyny i urządzenia do wydobywania kopalin pospolitych bez użycia materiałów wybuchowych, Uczelniane wydawnictwo naukowo-dydaktyczne, Kraków 2008
2) Artur Bęben, Maszyny i urządzenia do eksploatacji odkrywkowej, wydawnictwa szkolone i pedagogiczne, Katowice 1977
