MADEN VE TÜNEL KAZILARINDA MEKANİZASYON 2018 2019 Güz 10. HAFTA Dr. Serdar YAŞAR
10. Hafta İçeriği Hidrolik Kırıcılar Hidrolik Kırıcı Seçim Kriterleri Hidrolik Kırıcıların Teknik Özellikleri Hidrolik Kırıcıların Çalışma Verimi Hidrolik Kırıcıların Performansı
Hidrolik kırıcılar maden ve inşaat mühendisliğinin uğraşı alanındaki bir çok işlerde kullanılır. Kullanıldığı alanlar şu şekilde sıralanabilir: Jeolojik süreksizliklerin bol olduğu formasyonlarda galeri/tünel sürülmesi işlerinde Ekskavatör ve ters kepçelerin kazmayacağı sert formasyonlarda hendek kazısında Taş ocaklarında ve açık maden işletmelerinde aşırı büyük kaya bloklarının ikincil kırma işlerinde Kırma eleme tesisi girişinde büyük parçaları kırma
Kullanıldığı alanlar şu şekilde sıralanabilir: (devam) Büyük blokların kırılmasında, Yan kayaç ve mineral karışmaması gerektiği seçici madencilik çalışmalarında, Üst ve alt yapılarda kullanılan betonu kırıp parçalama işinde, Bir ekskavatörle kazılamayan nispeten daha sağlam ve kırıklı çatlaklı kaya (geçiş zonu) koşullarında başarıyla kullanılmaktadır.
HİDROLİK KIRICILARIN ÜSTÜNLÜKLERİ Şehir içinde patlayıcı taşınması ve kullanılması sınırlandırıldığından HK ların yaygın bir kullanım alanı vardır. Daha sağlam kayaları kırmak için daha yüksek ağırlıkla donatılmış bir kütleye sahip olmaları, Tecrübeli bir operatöre kayaçtaki zayıflık zonlarını kullanarak söküm yapabilme şansı verir. Düzensiz bir damarı takip edebilme olanağı verir ve bunları yaparken de az spesifik enerji harcar. Darbeli kırıcılar hidrolik tahrikle çalıştığından eksoz etkisini ortadan kaldırmıştır.
HİDROLİK KIRICI SEÇİM KRİTERİ Seçilen HK nın açılacak yeraltı galeri/tünel kesitlerinde aktif manevra yapabilecek kadar hafif ve küçük olması, Ancak kayacı darbelerle parçalarken yeterli baskı kuvvetlerini verebilecek ve stabilitesi bozulmayacak kadar ağır olması gerekmektedir. Ayrıca ekskavatöre uygun ağırlıkta bir kırıcı ünite ya da kırıcı üniteye uygun ağırlıkta bir ekskavatör seçilmesi de başarılı bir işlem için birincil koşuldur
HİDROLİK KIRICI UYGULAMASINDA DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR Ekskavatör (Taşıyıcı ünite) Kırıcı ünite Kırıcı üniteyi uygun şekilde kullanabilmek için yeterince ağır olmalı, Gereğinden fazla motor devri ile çalışılmamalı Taşıyıcı ünitenin dik ve statik durması için taban temiz ve düz olmalı Dik olarak ve kol ile bastırılmak suretiyle çalışılmalı Kol sarsılmadan sabit durmalı, Kırıcı uç, aynı noktaya uzun süre vurulmamalı Kaldırıcı ya da taşıyıcı gibi kullanılmamalı Kırıcı havada askıda iken çalıştırılmamalı Vuruş sayısı düşerse veya basınç hortumları aşırı derecede titremeye başlarsa kırıcı hemen durdurulmalı
HİDROLİK KIRICI ÇALIŞMA PRENSİBİ Piston ile kırıcı uç arasında darbe enerjisini ileten bir yağ yastığı vardır. Bu yastık, kırıcı uçta aşırı stres birikimlerini önleyerek yüksek darbe hızlarını mümkün kılar Pistondaki kinetik enerji yağda gerilme enerjisin dönüşür, yağda basınç yükselir ve kırıcı uç ileri giderken biriken basınç tekrar kinetik enerjiye dönüşür. Yağ Kırıcı uç Yağ Piston Tipik bir hidrolik kırıcının kesiti
KIRICI UÇ ÇEŞİTLERİ
GALERİ SÜRMEK AMACI İLE KULLANILAN HİDROLİK KIRICILAR Bunlar genellikle paletli aracın üzerine monte edilmiş şekildedir. Operatörün arındaki süreksizlikleri görüp, gerektiği yerlere kırıcı ucu yöneltmesi kazı verimini oldukça arttırmaktadır. Masif formasyonlarda pek uygulama alanı bulmamıştır. Genelde galeri açma makinelerine nazaran % 50 ucuzdur ve kazı sırasında açığa çıkan toz miktarı da en az seviyededir. Buna rağmen çok zayıf formasyonlarda, ucun formasyonun kazısını yapmadan arına gömülmesi kullanımları konusunda tereddütler yaratmıştır.
İKİNCİL KIRMA İŞLERİNDE KULLANILAN HİDROLİK KIRICILAR Gerek taşıma işinin zorlaşması, gerekse de silolardaki ızgaralarda tıkanıklığa sebep olması, iri kaya bloklarının ikinci defa kırılma zorunluluğunu ortaya çıkarmıştır. Hidrolik kırıcının silo başına yerleştirilmesi çeneli kırıcının işletme kapasitesini yaklaşık %30 arttırmaktadır. Ayrıca delme patlatma yöntemiyle ikincil kırmaya nazaran mekanik kırmanın 2/3 oranında daha ucuz olduğu da savunulmaktadır.
BAZI HİDROLİK KIRICILARIN TEKNİK ÖZELLİKLERİ
HİDROLİK KIRICILARIN ÇALIŞMA VERİMLERİNİN HESABI Hidrolik kırıcıların çalışma verimleri bir seçim kriteri olarak alınabilir. Çalışma verimini teorik olarak şu şekilde hesaplanabilir Darbe enerjisi: Tek bir darbenin verdiği enerji, kinetik enerjidir. Bu da: E = mv 2 2 olarak hesaplanır Burada: E m V : Darbe enerjisi, J : piston ağırlığı, kg : Piston hızı, m/sn
HİDROLİK KIRICILARIN ÇALIŞMA VERİMLERİNİN HESABI Güç: Vurucu çekicin giriş ve çıkış gücü P inp = Q x p Burada: P inp Q P : Giriş gücü, W : Yağ debisi, m 3 /sn : Yağ basıncı, MPa P outp = E x n Burada: P outp E n : Çıkış gücü, W : Darbe enerjisi, J : Darbe sayısı, 1/sn
HİDROLİK KIRICILARIN ÇALIŞMA VERİMLERİNİN HESABI Vurucu çekicin içinde her zaman bir yağ sızıntısı olacaktır, buna yağ akışından doğan sürtünme kayıpları da ilave edilince, çıkış gücü giriş gücünün % 70-80 i arasında olmaktadır. Bu oran aşağıdaki gibi Hesaplanır: = P P outp = inp max 0.7-0.8 Burada: : Çalışma verimidir.
160 l/dk m 3 /sn çevrildi Hidrolik Kırıcılar SAYISAL UYGULAMA Yağ debisi: 160 l/dk, yağ basıncı 140 kg/cm 2, darbe enerjisi 3500 J, Darbe sayısı 500/dk ise bu kırıcının çalışma verimini hesaplayın. P Giriş gücü P P inp = Q x p inp inp = = 160.10 160.10 3 (m 60 3 (m 3 ) sn x 14 1.10 ) 14 x 1.10 sn 60 P inp = 37333Nm/ sn 3 140 kg/cm 2 MPa çevrildi -6-6 N/ m 14 MPa= 14 N/mm 2 N/m 2 ye çevrildi 2 1 litre = 1 dm 3 = 10-3 m 3 1 MPa = 10 kg/cm 2 1 MPa = 1 N/mm 2 1 Nm = 1 J 1 J/sn = 1 W 1 Nm/sn = Watt = 10-3 kw P inp = 37333 j/ sn P inp = 37333 W P inp = 37.3 kw
SAYISAL UYGULAMA P outp = E x n P outp = 3500 Nm 60 sn x 500 = 29166 W 29.2 kw P Verim = P outp = inp max 0.7-0.8 29.2 Verim, = = 0.78 37.3