Производительность экскаватора: виды, формулы расчета

Производительность экскаватора с ковшом или каким-то другим оборудованием является ключевым параметром, определяющим скорость выполняемых работ, их эффективность. Расчёты производятся с учётом основных характеристик землеройной техники. В этой статье рассказываем, какую экскаватор производительность в час способен развить, а также как такой показатель вычислить.

Что это такое

Рассматриваемый параметр количественно описывает объём работ, который машина выполняет за конкретный промежуток времени. Это оценка эффективности, скорости решения спецтехникой имеющихся задач.

Если рассматривать землеройные самоходные машины, то для измерения такого показателя используются отдельные единицы – м³/ч, то есть кубические метры в час. И это количество кубометров грунта, разрабатываемого (например, изымаемого или перемещаемого) за соответствующий часовой интервал.

Факторы влияния

На фактическую производительность работы экскаватора влияют различные факторы. Среди них:

• Мощность мотора. Чем её значение больше, тем выше эффективность, способность выдерживать ежедневные интенсивные нагрузки.
• Гидравлическая система. Именно она делает возможными движения ковша, стрелы и прочих подвижных конструкционных элементов. Если давление гидравлики снижается, или замены гидравлического масла осуществляется редко, то колёсный либо гусеничный экскаватор производительность м³ в час развивает гораздо меньшую, чем при корректном обслуживании и полной исправности.
• Характеристики ковша – тип этой ёмкости, объём, конструкция. Так, от вместительности и конфигурации зависит количество сыпучих материалов, которые реально разрабатывать в рамках одной операции. К примеру, экскаватор 1 м³ производительность демонстрирует большую по сравнению со спецтехникой, у которой объём ковша составляет 0,7 м³. Форма подбирается с учётом специфики работ. Например, рыть траншеи эффективнее и удобнее узким ковшом, а перемещать песок, гравий или грунт – широким.
• Эксплуатационные условия. Это рельеф местности (например, наличие неровностей), время года и погода, климат региона, плотность и другие свойства почвы, её состав. Так, в горных областях перемещаться сложнее. Движение по скользким, глинистым грунтам также усложняется. Из-за этого падает скорость работ.
• Опыт оператора. Если машинист имеет права соответствующей категории, а также знает азы и нюансы управления, то он будет действовать уверенно, с оптимизацией операций, без перегрузок, с недолгими простоями.
• Рабочий цикл. Это длительность всех операций – копания, перемещения к участку разгрузки, выгрузки и поворота в исходную точку рытья. Чем такой цикл короче, тем быстрее выполнение работ.
• Масса. Обычно крупногабаритные, тяжёлые экскаваторы обладают впечатляющей грузоподъёмностью, но не могут «похвастаться» маневренностью, считаются неповоротливыми и медленным по сравнению со среднетяжёлыми и лёгкими моделями. 

Какие бывают виды производительности многоковшовых экскаваторов и одноковшовых, как они вычисляются

Рассматриваемый показатель имеет несколько вариантов в зависимости от условий выполнения операций. Далее опишем имеющиеся виды производительности экскаватора, а также рассмотрим расчётные формулы.

Теоретическая

Такой параметр считается условным, актуальным при обычных эксплуатационных условиях, а также при расчётных значениях скорости выполнения работ. Стандартная формула расчета производительности экскаватора для показателя теоретического имеет следующий вид:

Wт=((3600 ×q)/Тц)×м³/ч.

Расшифруем используемые буквенные обозначения:

• q – измеренный в кубических метрах фактический объём экскаваторного ковша.
• Тц – наиболее короткая длительность одного цикла в стандартных условиях (указывается в секундах). В такой параметр включается последовательность определённых действий: tк+tр+tд+tт+tв+t'р+t'д+t'т+tп+t'п.

Под tк подразумевается длительность копания в секундах; под tр – продолжительность разгона при максимуме наполнения; под tд – период движения в одном темпе с наполненным ковшом; под tт – длительность торможения (если загрузка полная); под tв –период выгрузки; под t'р – продолжительность ускорения, когда ковш опустошён; под t'д – продолжительность хода без материала; под t'т – время тормозного пути при опустошённом оборудовании; под tп – время совершения полного поворота к точке забоя; под t'п – движение в область выгрузки.

Техническая

Под нею понимается предельная выработка, демонстрируемая за полный час при непрерывном выполнении операции и при конкретных условиях. Тут учитываются такие факторы, как особенности грунта (его компоненты и тип, влияющие на наполненность ковша), а также размеры забоя. К примеру, если почва рыхлая, то её по объёму войдёт меньше, нежели при высокой плотности. Также на параметр могут влиять климат региона, сезон, опыт машиниста-экскаваторщика, чёткость плана решения задач.

Если неизвестна техническая производительность экскаватора, формула ниже поможет определить её:

Wтех=((3600×q×Кн)/Тцт×Кр)× м³/ч. Здесь:

• Wтех характеризует измеряемое в кубометрах значение при плотной среде.
• Тцт определяет продолжительность цикла в забое. Показатель считают равным Тц, учитывая условия технической операции, или анализируют с применением хронометра.
• Кн является коэффициентом, корректирующим наполненность. Это отношение вошедшего в ковш взрыхлённого грунта к вместимости оборудования. Такая коэффициентная корректировка зависит от конструкции, нюансов использования.
• Кр описывает изменение степени заполнения после осуществления разрыхления.
• q – точная вместительность ковша.

Эксплуатационная

Показатель является средним, определяется для конкретных условий эксплуатации. При этом учитывается специфика разрабатываемых материалов, забоя, манипуляций, проекта. Если вычисляется эксплуатационная производительность экскаватора, формула выглядит так:

Q=Wсм×P×м³/сезон. Расшифровки:

• Wсм – сменная производительность, которая будет описана в тексте ниже.
• P – временной промежуток, за который работы выполняются за смены либо в будние дни. Если в некоторые будни количество смен больше одной (2-3), то P обязательно умножается на соответствующее фактическое число.
• Q определяется для календарного временного интервала эксплуатации. При этом обязателен учёт потерь времени на перемещения (на это влияет фронт работ). Также во внимание берутся режим эксплуатации, характеристики грунта, особенности забоя, организованность операций.

Возможно высчитать, сколько производительность экскаватора за год. Алгоритм выяснения:

Qгод=Q’э×Nл×P+Q’’э×Nз×P×K1. Разберём обозначения:

• Q’э – выясняемый показатель для работ, производимых летом.
• Nл – число отработанных дней в течение всего летнего сезона.
• P – количество приходившихся на одни полные сутки смен.
• Q’’э – зимнее значение эксплуатационной производительности.
• Nз – число будних дней в течение зимы.
• K1 – значение понижающего коэффициента для учёта неизбежного падения трудовой эффективности из-за зимних холодов.

Полезная информация! Гусеничный или колёсный экскаватор производительность в часах эксплуатационную демонстрирует ниже, чем показатель технический или теоретический.

Сменная

За одну отработанную полную смену расчет производительности экскаватора осуществляется с учётом вспомогательных (неосновных) операций, а также случавшихся простоев. Способ вычисления следующий: 

Wсм =((3600×q×Кн×Ки×Т)/Тцт×Кр)×м³/смену. Разберём все компоненты:

• Wсм показывает, какой была эксплуатационная производительность за оцениваемый интервал времени (обычно за отработанную смену).
• Для Тцт, Кн, q и Кр значения такие же, как и для определения технической производительности.
• Ки – коэффициент, который показывает, как активно техника была задействована за оцениваемый временной промежуток. Это отношение затрачиваемого чистого времени Тч (столько расходуется на манипуляции копания, поворотов, загрузок в самосвал или разгрузок в забой) к временному интервалу общему – Т. Измеряют всё это в часах. Получается, что Ки равен Тч/Т.

Чтобы выяснить чистое время, необходимо из периода общего (за всю смену) вычесть потерянное время, обозначаемое буквами Тпр и описывающее временные расходы на доставку на объекты, заправки, техническое обслуживание, срочные ремонты.

Ответы на часто задаваемые вопросы

Что лучше: многоковшовые или одноковшовые модели?

Обычно производительность одноковшовых экскаваторов меньше, чем у многоковшовых. Последние копают и перемещают материалы непрерывно. А действия одноковшовых последовательны: сначала выемка почвы, затем его отправка в место выгрузки.

Возможно ли сделать технику производительнее?

Да, для увеличения показателя можно:

1. Оптимизировать работы – выбирать нужные режимы, координировать операции, следовать плану, минимизировать простои.
2. Доверять работы обученным операторам, которые должны улучшать навыки и знания, периодически повышать квалификацию.
3. Регулярно осуществлять техническое обслуживание – осмотры деталей, замены запчастей и расходных материалов, текущий ремонт.
4. Отслеживать и корректировать настройки: давления в гидравлической системе, режимов с учётом условий эксплуатации.
5. Использовать инновации, такие как мониторинг показателей.

Какая производительность оптимальная?

Чтобы определить подходящее значение, нужно учесть тип, сложность и объёмы решаемых задач, площадь зоны разработки, особенности почвы, схему работы, нюансы взаимодействия с другой спецтехникой.

Где приобрести производительную технику?

Надёжный и мощный экскаватор можно купить в компании «Синотех Машинери». Мы предлагаем большой выбор моделей для любых нужд.